《自动识别技术》课件-第2章 门禁系统仿真应用

FRID第2章门禁系统仿真应用——125K低频系列任务1应用——门禁系统仿真实验任务2认识——低频卡结构存储任务3操作——低频卡数据读取任务4开发——接口实验任务5开发——寻低频卡目录任务6应用——门禁系统分解第2章昨日下午3时许，“某地铁运营分公司”官方微博称：“根据某市地铁1号线（一期）北段试运行总体方案，某地铁运营分公司于11月25日15时开始调整试运行方案，这一调整标志着某市地铁1号线在运营时段内实现了列车南北贯通运行，为最终的全线载客试运营奠定了坚实的基础。前言刷卡可以直接开启地铁的闸门啦！ 掌握低频RFID的特点； 掌握低频RFID系统的组成； 了解低频RFID卡的工作原理。本章要点任务1应用——门禁系统仿真实验知识储备任务实施1.门禁系统组成2.常见门禁系统设计3.门禁卡4.区别ID和IC卡5.认识低频RFID卡1.实验连线图与流程图2.实验分阶演示3.实验思考工作完成情况1知识准备知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成“门禁系统”顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（如办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，这从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代。最近几年随着感应卡技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，它在安全性，方便性，易管理性等方面优势显著，门禁系统的应用领域也越来越广。。（1）门禁控制器门禁控制器是系统的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存，控制等等。下图2-1-2所示为一款门禁控制器实物图。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成1.门禁系统组成典型的门禁系统如所示，包括门禁控制器、读卡器、电控锁以及其它设备图

2-

1

门禁系统示意图（2）读卡器门禁用的非接触IC卡(感应式IC卡)读卡器是门禁系统的重要组成部分，是门禁系统信号输入的关键设备，关系着整个门禁系统的稳定性。下图2-1-3所示为一款带密码输入的门禁读卡器实物图。图2-3门禁读卡器实物图知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成图2-2门禁控制器实物图门禁系统中锁门的执行部件。用户应根据门的材料、出门要求等需求，选取不同的锁具。主要用电磁锁，并且电磁锁断电后是开门的，符合消防要求。下图

2-1-4

所示为两款常用电控锁实物图。图

2-

4

门禁读卡器实物图（4）其它设备出门按钮：按一下打开门的设备，适用于对出门无限制的情况。门

磁：用于检测门的安全/开关状态等。电

源：整个系统的供电设备，分为普通和后备式（带蓄电池的）两种。报警器：非正常操作时发生警报。如太久没关门，或非法传入。传输部分：传输部分主要包含电源线和信号线。2.常见门禁系统设计门禁系统中一般有

3

个模块功能，分别是门禁卡发卡、出入门禁管理、出入记录查询。（3）电控锁知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成图

2-

5

基本拓扑图（1）发卡用于添加一张门禁卡使用，门禁系统中要使手里的门禁卡能够刷卡，就必须先在系统中添加上该门禁卡的信息，这里主要是向门禁卡中写入员工信息，包含用户的姓名和部门。同时，在门禁管理系统软件中记录该门禁卡的卡号信息。（2）出入门禁这里设计了一个出入门禁模块，如下图

所示，当使用门禁卡刷卡时，门会自动打开，该模块用于模拟员工进出时的刷卡效果。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验2.常见门禁系统设计（3）出入记录查询用于查询某一用户的进出情况，通过此项可以监控到何时某员工进出该办公室，这对于监控办公的安全方面非常重要，记录的查询必须使用刷卡的方式进行查询。3.门禁卡门禁卡是用于门禁系统中的卡，如出入证、门禁卡、停车卡、会员卡等；门禁卡在发放最终用户使用前，经由系统管理员设置，确定可使用区域及用户权限，用户使用门禁卡刷卡进入管理区域，无门禁卡或权限未开通用户，不能进入管理区域。门禁卡分类多种多样，根据选择的材料就可以分为若干类，成品门禁卡分类示例：（1）根据外形根据外形分为标准卡与异形卡。标准卡为国际统一尺寸的卡品，它的尺寸是85.5mm×54mm×0.76mm。而今由知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验3.门禁卡图2-6门禁刷卡于个性的需求印制不受尺寸的限制，导致了在世界各国出现不少形形色色的“怪异”卡，此类卡我们称之为异型卡。下图

所示，为门禁卡中的两种外观。图

2-

7

门禁卡样品（2）按卡片种类磁卡(ID

卡)：优点是成本较低；一人一卡，安全一般，可联微机，有开门记录。缺点是卡片，设备有磨损，寿命较短；卡片容易复制；不易双向控制。卡片信息容易因外界磁场丢失，使卡片无效。射频卡(IC

卡)：优点是卡片与设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制；卡片很难被复制。缺点是成本较高。（3）按读卡距离接触式门禁卡，门禁卡必须与门禁读卡器接触才能完成工作任务。感应式门禁卡，门禁卡在门禁系统感应范围内即可完成刷卡任务知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成一般厚卡和钥匙型的门禁卡、停车卡，都是

ID

卡，复制起来比较方便。而其他的

IC

卡也是能破解的，只不过需要的工具更高级，有的需要到小区门禁系统前，进行实地操作。4.

区别

ID

和

IC

卡光从卡的外观看，ID

卡上有卡号且厚一点，IC

卡则没有那么厚，也没有卡号。当然光这样也看不出太大的区别。下图

3-2-1

所示，ID

卡和IC

卡的外观对比。图2-

8ID

卡和IC

卡对比最重要的有以下两点区别：1）ID

卡全称身份识别卡，是一种不可写入的感应卡，含固定的编号，主要有台湾

SYRIS

的

EM

格式、美国HID、TI、MOTOROLA

等各类

ID

卡。频率是

125KHz，属于低频。一般用于门禁；IC

卡全称集成电路卡，又称智能卡。可读写，容量大，有加密功能，数据记录安全可靠，使用更方便，如一卡通系统、消费系统等，目前主要

有PHILIP

的

Mifare系列卡。频率是

13.56MHz，属于高频。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成2）ID

卡无法写，只能读取

ID

号；而

IC

卡是能读能写的，能加密，相对于

ID

卡使用安全很多，一般的使用，了解这两个区别就够了。相同点：1.都属智能卡；2.都有内置芯片；通俗来讲，ID

卡是只读不写，就是一个唯一的卡号，IC

卡有读写功能，有

16

个扇区是可以加密，所以

ID

卡可以被人复制，IC

涉及扇区密码，相对于安全性能要高一些，不容易被克隆，故市场上IC卡比ID

卡的价格要贵点。3）在比较黑暗的地方用手电筒照向卡，观察卡片里面的线圈，可以根据线圈的线径区别是

IC

卡还是

ID

卡，一般ID

卡的线径为

3-8mm,IC

卡的线径为

1-2mm，具体如下图

所示：图2-

9ID

卡和IC

卡内部对比知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验1.门禁系统组成有些

ID

卡设备、系统厂商，迫于

IC

卡的强大优势，对外也宣称它的系统可用

IC

卡，但其实与使用

ID

卡一样，仅用了

IC

卡公共区的卡号，并无更改其

ID卡的系统结构，更不具有

IC卡所拥有的密钥认证、读写的安全机制。所以从实质上推断出其仍是

ID

卡一卡通系统，与传统的

ID

卡系统相比只是更浪费资源，更具有期骗性而已，同样无法具有

IC

卡一卡通系统的优势。5.认识低频

RFID

卡低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为

30kHz

~

300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签，可以是

ID

卡或

IC

卡，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签需处在阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于

1

米。不同频段的RFID

产品会有不同的特性，定义

RFID

产品的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的RFID

产品会有不同的特性。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验5.认识低频RFID卡工作完成情况2任务实施1.实验编号NLE_ISO125K_012实验名称小区门禁应用实验3实验项目1：在仿真系统中，运用读写器(ISO125K

读写器)识别低频卡，并将此卡的卡号信息反馈于案例界面中，再输入业主信息进行登记2：运用此卡演示门禁操作3：挂失此卡4：注销此卡总结：该任务需要使用读写器(ISO125K

读写器)和

RFID

低频卡，PC

机收到125K

读写器反馈的识别卡成功的信息，再命令

125K

控制器打开读写器的串口连接至电脑的串口，通过

PC

机发送命令4实验目的1、掌握低频

125K

读写器如何读取低频

125K

卡片号的2、掌握现实小区中门禁系统的基本原理3、掌握门禁控制器的基本工作原理5实验设备ISO125K

读写器、125K

控制器，串口线、9V，2A

电源、125K卡片知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验连线图流程图1.实验连线图与流程图在仿真系统中，对

RFID

低频卡进行发卡（激活）操作，运用发卡成功的低频卡进行开门操作，另外，亦可对丢失的低频卡进行挂失或者无用卡销卡操作。请学员们运用实验流程图完成对低频卡的四项操作。开始发卡刷卡开门挂失销卡结束2.实验分阶演示第

1

步：请将所有设备放置于工作台中，请注意电源。（请双击通用电源可设置为

9v）知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验图2-

10设备放入画布中第

2

步：依据连线图将设备进行连接。鼠标单击开始端口，然后将鼠标移至连接端口单击，此时两个端口会自动连线。因为

PC

机器只有一个

COM

口，故引入“串转

U

口”设备，当“125K

读写器”识低频卡成功后，将消息反馈至PC

机，PC

机发送指令给“125K控制器”去打开“门禁”，实现门禁的打开。图

2-11连线知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验2.1

激活门禁卡（发卡）第

1

步：打开配套资料的实验壳，双击软件，显示如下图默认界面第

2步：返回仿真系统界面，设置“发卡读写器”和“门锁控制器”的虚拟串口号。如图所示。图2-

13设置虚拟串口号知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验图

2-

12

默认界面第

3

步：在软件中设置与仿真系统对应的虚拟串口号，如图所示。设置完毕后，开启仿真系统“模拟实验”按钮，开启“实验界面”的“打开”按钮。此时实验界面会通过虚拟串口自动连接到仿真系统的模拟设备。图

2-

14

设置串口第

4

步：放置任一张低频卡于“125K

读写器”上，单机“发卡”，按钮，设置完毕业主信息后，单击“确定发卡”按钮，会提示“发卡成功”对话框。请按照下图所示步骤操作完成发行卡，同理，添加其他门禁卡。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验图

2-15发卡实验过程分阶表，请依据步骤检测与勾选。，序

号操 作成功1设置并打开发卡读写器串口□是 □

否实验故障分析：选择操作设备的串口号，然后点击打开串口，如提示成功则可进行后续步骤，如提示失败原因可能是串口线未与你操作的设备进行连接，也可能是电源接触不良或者未接，或者是设备异常。以上三种原因均可导致串口打开失败。2设置并打开门禁控制器串口□是 □

否知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验，实验故障分析：选择操作设备的串口号，然后点击打开串口，如提示成功则可进行后续步骤，如提示失败原因可能是串口线未与操作的设备进行连接，也可能是电源接触不良或者未接，或者是设备异常。以上三种原因均可导致串口打开失败。3是否读取到卡号□是 □

否实验故障分析：打开串口后需要读取

125K

卡片的卡号，125K

读写器不同于其他读写器，在打开串口成功后需要保持读写器场区内无卡，当卡片重新进场区的时候

125K

读写器才会读取卡号，若打开串口时读写器场区内有卡，则读取不到卡号。4填写业主信息□是 □

否实验故障分析：填写姓名、身份证号、联系方式、住址，信息均可随意填写任何数据，因为本实验未对这些数据进行处理，但是联系方式必须为

11

位数字。否则会提示联系方式错误，需要重新输入。5确定发卡□是 □

否实验故障分析：填写数据成功后，点击“确定制卡”按钮，将信息写入到数据库中，并同时将卡号写入到门禁控制器中。2.2

刷卡开门第

1

步：激活门禁卡后，点击“开门”按钮，仿真界面的门禁识别已激活成功的门禁卡自动抬起铁栏杆，且知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验项目案例显示此时的刷卡时间，请学员们存储刷卡信息。实验过程分阶表，请依据步骤检测与勾选。序

号操 作成功1读取卡号□是 □

否实验故障分析：若未激活卡号，此处不会显示卡信息2存储刷卡时间□是 □

否实验故障分析：将用户最近的一次刷卡时间存储到系统数据库中，以便日后查看。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验2.3

挂失挂失即在丢失门禁卡的情况卡，依据业主身份证号码进行查询，查询到记录后，单击“确定注销”。实验过程分阶表，请依据步骤检测与勾选。序

号操 作成功1输入身份证，查询记录□是 □

否实验故障分析：用户输入

18

位身份证号后系统自动将该身份证对应的信息查询出来，并且显示到界面中。2确定挂失□是 □

否实验故障分析：点击确定挂失，提示“挂失成功”则挂失成功，如果提示挂失失败可能是因为门禁控制器串口异常。注：在挂失成功后，若进行其他操作，需要重新执行发卡操作，若不执行发卡操作，其他操作会提示找不到用户信息，知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验2.4

销卡销卡即删除卡内所有的信息，实验过程分阶表，请依据步骤检测与勾选。序

号操 作成功1读卡□是 □

否实验故障分析：可能是场区内无卡，或者串口打开失败2确定销卡□是 □

否实验故障分析：读卡成功后显示用户信息，然后点击”确定销卡”按钮，将用户信息从数据库中删除，将用户所持卡片卡号从门禁控制器中删除，如果提示卡片注销成功，则销卡成功，若出现其他提示则说明销卡失败，有可能是将门禁控制器中卡号删除失败。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验注：在销卡成功后，若进行其他操作，需要重新执行发卡操作，若不执行发卡操作，其他操作会提示找不到用户信息，3.实验思考思考：125K

的卡结构、门禁控制器的组成。知识准备任务实施任务1应用——门禁系统仿真实验任务2 认识——低频卡结构存储知识储备任务实施1.TK4100卡（ID卡）介绍2.T5557卡（IC卡）存储结构3.T5557芯片结构4.可追溯数据结构1.实验连线图与流程图2.实验分阶演示3.实验思考工作完成情况1知识准备本节实验本节实验“门禁系统”隶属于低频射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz-300kHz，典型工作频率有125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内，低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135kHz），低频标签常见的门禁卡有ID卡和IC卡，目前，价格低廉、国内最普及的低频RFID电子标签主要有瑞士的nEM或台湾GK公司的4100、4469系列、Temic(Atmel下属子公司)e5551、T5557系列。本次任务使用的低频RFID卡为TK4100系列卡，接下来我们详细给大家介绍ID卡TK4100卡和IC卡T5557卡。1.TK4100卡（ID卡）介绍TK4100卡是一种CMOS集成电路微芯片制作而成的智能卡。它属于ID卡的一种，TK4100芯片电路以被放在一个交变磁场上的外部天线线圈为电能驱动，并且经由线圈终端之一.从该磁场得到它的时钟频率。另--线圈终端受芯片内部调制器影响，转变为电流型开关调制，以便向读卡机传送包含制造商预先程序排列的64bit信息和命令。由于逻辑控制中心低微电量的消耗，无需提供缓冲电容。仪芯片运行的能量需要靠外部天线线圈获得，芯片内整合有一个与外部线圈并联的电容可获得谐振能量吸收。.知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储1.TK4100卡（ID卡）介绍数据格式：TK4100

全部的数据位为

64bit，它包含

9

个开始位（其值均为‘1’）、40

个数据位（8

个厂商信息位+32

个数据位）、14

个行列校验位（10

个行校验+4

个列校验）和

1

个结束停止位。TK4100

在向读卡机或

PC

机传送信息时，首先传送

9

个开始位，接着传送

8

个芯片厂商信息或版本代码，然后再传送

32

个数据位。其中

15

个校验以及结束位用以跟踪包含厂商信息在内的

40

位数据，见表

1。例如

TK4100

芯片中各个位的二进制值如表

2

所示，则各数据位对应的值见表

3

所列。那么，从读卡机（或电脑）的RS232

接口获得ASCII

代码的

10

个数将是：38

34

43

32

41

36

45

31

39

35，即该芯片的十位

16

进制唯一序列号代码是

84C2A6E195。该卡的序列号代码在卡面印制卡号时，又以这串序列号代码为依据，采用掐头留尾、分段相加、高低倒置等多种转换方式，将其转换为人们易于理解的十进制代码。例如：将上述

16

进制序列号的低

6

位印刷为

8

位

10

进制代码，即取‘A6E195’转换为‘10936665’；又如：将上述

16

进制序列号取其低

6

位，并将其分为前两位＋后

4

位的韦根格式：‘A6’'＋‘E195’再分别转换为两段

5

位的

10

进制数，段间以小数点或逗号隔开，即印刷卡号为：‘00166，57749’。知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储1.TK4100卡（ID卡）介绍由TK

4100

芯片制作的各种应用卡,，由于该芯片体积小，容易封装和方便移植，甚至可以嵌入产品内，其使用范围或涉及的应用领域非常宽广。TK4100

芯片内部完全整合了高达

480PF

的谐振电容，因此，外部的感应天线的电感量可以大幅度减小，天线线圈的匝数可以成倍减少，这意味着在

125

KHz

的只读

ID

卡系列中，使用

TK4100芯片可以制造出非常轻小超薄的标签卡或体态轻盈方便携带的匙扣卡。知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储1.TK4100卡（ID卡）介绍市面上低频RFID

卡中使用最广泛的就是美国Atmel

公司生产的多功能非接触式

R/W

辨识集成电路T5557

芯片，它属于

IC

卡的一种，它适用于

125KHz

频率范围。芯片需要连接一个天线线圈，该线圈被视为芯片电路的电力驱动补给和双向信息的沟通接口。天线和芯片一起构成感应卡片或标签。T5557

主要升级替换早期的E5550/5551芯片,现在的升级替代产品为

T5567，该卡片被广泛应用于多种形式的身份识别，如交通旅游、医疗通信、教育娱乐等多样化的应用场合，如酒店门锁卡、健康保险卡、校园一卡通、企业/工厂考勤卡、加油卡、上网卡、就餐卡、游戏卡、学生成绩卡、电话卡、戏院卡、娱乐卡等。T5557

包括

330

bit

的

EEPROM

数据记忆体,

被安排在

10

个块中，每个块有

33

bit，

包括锁lock

位被同时规划。第

0

页中的

0

块包含模式/配置数据，在正常读操作期间是不被传输的。第

0

页的块

7

可以被用户视为写保护密码使用，即被保护的块的值将不能改写，与最大区块的显示值配合，可设置某块值或第

7

块值不可见。每个块的第

0

位，是为该块的锁位(一般用户的读写器不具备查看和改写第

0

位功能)，一旦锁定该块(包括该锁位本身)是完全不能在射频场中再编程的，若锁定该块，块内的

32

bit

数据仅可见，不可改写知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储2.T5557卡（IC卡）存储结构2.T5557

卡（IC

卡）存储结构图2-

16存储结构

1图2-

17存储结构

2知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储2.T5557卡（IC卡）存储结构T5557

芯片的内部电路组成框图如图

3-2-5

所示，该图给出了

T5557

芯片和读写器之间的耦合方式。读写器向T5557

芯片传送射频能量和读写命令，同时接收

T5557

芯片以负载调制方式送来的数据信号。阅读器调制器模拟前端模式寄存器控制器写解码比特率生成测试逻辑POR存储器（264

位EEPROM)输入寄存器高电压产生能量

数据L1Coil1Coil28L2 C21VDD

VSS测试引脚图

2-

18

T5557

内部电路组成框图T5557

芯片由模拟前端、写解码、比特率产生器、调制器、模式寄存器、控制器、测试逻辑、存储器、编程用高压产生器等部分构成。T5557

芯片在射频工作时，仅使用Coil1（引脚

8）和

Coil2（引脚

1），外接电感

L2

和电容器C2，构成谐振回路。在测试模式时，VDD

和

VSS

引脚为外加电压正端和地，通过测试引脚实现测试功能。知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储3.T5557芯片结构3.T5557芯片结构（1）模拟前端（射频前端）模拟前端（analog

front

end，AFE）电路包括所有和线圈相连的电路，提供卡片所需的电能，并且处理与读卡器之间的双向数据通讯，主要包括如下功能块：对线圈交流整流，提供直流电源；提取时钟信号；卡到读卡器的数据传送过程中，在coil1

和

coil2

之间信息的装入；在基站到卡的数据传送过程中，场气隙（gap）的检测；静电保护电路。（2）控制器控制器主要完成

4

种功能：在上电有效后及读期间，从配置存储器

EEPROM

区块

0

的配置数据装载到模式寄存器，以保证芯片设置方式工作；控制对存储器的访问（读、写）；处理写命令和数据、写错误模式；在密码模式中，接收操作码后的

32

位值与存储的密码进行比较和判别。（3)比特率生成知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储3.T5557芯片结构在普通模式通过编程可产生与e5550/e5551/e5554

相同的波特率，在扩展模式可产生

RF/(2n+2)，n=0,1,2,…,63，即RF/2到RF/128

射频之间的数据比特率。（4）写解码写解码电路在写操作期间解读有关写操作码，并对写数据流进行检验。（5）高压（HV）产生器它在写入时产生对EEPROM

编程时所需的

18V

高电压。（6）直流（DC）产生器通过对RF

源整流，提供所需的直流电源。（7）模式寄存器模式寄存器存储从EEPROM

的block0

来的配置数据，它在每块读之前连续被刷新，并且在上电复位或复位命令之后被重装。（8）上电复位（POR）延时直到一个可靠的电压已经提供，保证可靠工作。知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储3.T5557芯片结构4.可追溯数据结构T5557芯片页1的块1和块2包含可追溯数据，并且被Atmel在制造测试期间进行其数据规划并且锁定，即锁存位为“1”，其结构如表所示。这些可追踪数据是Atmel在生产制造测试过程所保留的众多识别数据，可供查证，如图所示。其中，块1的最重要字节固定为“E0h”，是在标准ISO/IEC15963-1定义的分类级别；第二个字节也因此被定义为ATMEL的厂商ID“15h”；接下来的8位(ICR)被作为IC的参考字节，高3位被定义为IC和/或制造厂的版本，低5位默认“00h”，也可以是客户特殊要求的设定。接下来的40位是唯一串码，分为5位十进制lotID和20位DPW。页位

0位

1~32块Page1H追溯数据2Page1H追溯数据1知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储4.可追溯数据结构表

2-1存储器EEPROM

的结构其中：ACL：分类级别，ISO/IEC

15693-1=E0H；MFC：制造商代码，Atmel

公司所定义的

ISO/IEC

7816-6=15H；ICR：IC

涉及的硅材料及标签制造商的集成电路参考，高

3

位定义集成电路版本，第

5

位可能包含一个正在请求的用户代码；MSN：制造商序列号组成；LotID：5个数字划分为一组代码，例如，“38765”

DPW：20位编码作为连续晶圆序列号（高5位=晶圆#）知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储4.可追溯数据结构图

2-

19

追溯数据结构工作完成情况2任务实施任务实施1.实验编号NLE_125K_022实验名称卡存储结构实验3实验项目通过项目案例，熟悉TK4100

卡的结构与各部分的用途4实验目的1、

掌握卡结构2、

掌握卡的数据位、厂商版本位原理5实验设备项目案例1.实验连线图与流程图本实验无须操作，无连线图，主要学习项目案例中TK4100

卡的结构流程图知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储2.实验分阶演示第

1

步：双击打开配套项目案例，如所示。本实验无须操作，学员们请点击项目案例界面的七个结构按钮，查看和掌握

TK4100

卡结构内各部门的用途。图

2-

20

默认首页知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储2.1

开始位序

号操 作成功1点击开始位□是 □

否实验分析：单击开始位按钮时，卡结构界面的开始位会进行闪烁。意思是

125K

卡片的开始位2.2

厂商版本位序

号操 作成功1点击厂商版本位□是 □

否实验分析：点击厂商版本位时，卡结构界面的厂商版本位区块进行闪烁，意为是

125K2.3

数据位序

号操 作成功1点击数据位□是 □

否实验分析：点击数据位时，卡结构界面中的数据位区块进行闪烁，意为

125K

卡片的数据位2.4

行校验位序

号操 作成功1点击行校验位□是 □

否知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储实验分析：点击行校验位时，卡结构界面中的行校验位区块进行闪烁，意为

125K

卡片的列校验位2.5

列校验位序

号操 作成功1点击列校验位□是 □

否实验分析：点击列校验位时，卡结构界面中的列校验位区块进行闪烁，意为

125K

卡片的列校验位2.6

停止位序

号操 作成功1点击停止位□是 □

否实验分析：点击停止位时，卡结构界面中的停止位区块进行闪烁，意为

125K

卡片的停止位3.实验思考1、

卡号是怎么在数据位中排列的，2、

在卡结构中的数据位中存储的值是什么进制的呢？知识准备任务实施任务2 认识——低频卡结构存储任务3 操作——低频卡数据读取知识储备任务实施1.进制转换2.韦根算法1.实验连线图与流程图2.实验分阶演示3.实验思考工作完成情况1知识准备1.进制转换十进制转化为十六进制就是整数除以16取余，直到商为0为止，然后从最后一个余数读到第一个2.韦根算法由于各个厂家的读卡器译码格式不尽相同，在读取卡内卡号的时候，读出的二进制或十六进制(Hex)结果应该是唯一的，但是又可以通过以下几种主要换算办法，输出不同结果的十进制卡号(Dec)，因此，一定在购买卡片或卡片喷号时，注意卡号格式的一致性：常用的格式有以前几种，学员们通过这表了解。使用读卡器获得的卡序列号是一个四个字节的byte数组，但是我们在卡的表面看到的卡号是一个整数，有时候卡的读取数据要被存储于数据库中，而数据库内多数以十六进制形式存储，所以要熟练掌握卡序列号的转换，请学员们参考以下例子进行深入理解，例如读取到卡内的序列号：{36,215,202,175}（32个数据位，无厂商位），这是四个字节的数组，转换成十六进制为36,215,202,175,=24D7CAAF=24,D7,CA,AF。如图所示（将每个十进制的字节转换成十六进制），例如：将十进制的215转换成十六进制为D7，其他同理。知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取2.韦根算法有的卡号显示的十进制，故将十六进制的

24D7CAAF

转换成十进制为

618121903，如图所示知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取2.韦根算法若卡号以韦根的方式显示呢？再将其转换成wiegand26

国际标准的卡号输出方式，（即

8

位卡号）方法是：将十六进制中的前

4

位，转换为

3

位十进制卡号，再将后

4

位，转换为

5

位十进制卡号，中间用“，”分开，即“4Hex+

4Hec”。再通过下面的例子加深理解。格式

0：10

位十六进制的ASCII

字符串。如：某卡读出十六进制卡号为：“0102

6f

6c3a”。（01

为

8

个厂商位+32

数据位）格式

1：将格式

0

中的后

8

位（32

个数据位），转换为

10

位十进制卡号。

（将十六进制数据位转换成十进制）即将“

02

6f

6c

3a”转换为：“0040856634”。（注意不足

10

位的首位补

0）知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取2.韦根算法，格式

2：将格式

1

中（02

6f

6c3a）的后

6

位，转换为

8

位十进制卡号。即将“6f

6c3a”转换为：“07302202”。格式

3（韦根标准）：将格式

1

中（02

6f

6c

3a）的倒数第

5、第

6

位，转换为

3

位十进制卡号，再将后

4

位转换为

5

位十进制卡号，中间用“，”分开，即“2H

+

4H”。即将“6f”转换为：“111”，“6c3a”转为“27706”。

最终将

2

段号连在一起输出为“111，27706”。这种输出/标示方法是

wiegand26

国际标准的卡号输出方式，即

8

位卡号格式

4：将格式

1（02

6f

6c

3a）中的前

4

位，转换为

5

位十进制卡号，再将后

4

位，转换为

5

位十进制卡号，中间用“，”分开，即“4Hex+

4Hec”。即将“02

6f”转换为：“00623”，“6c3a”转为“27706”。照此推算结果为：00623,27706

(4H+4H)知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取2.韦根算法再以IC

卡为例，0

扇区

0

块数据为：5E

D3

31

A8

14

88

04

00

47

B994

d6

45

80

37

09常用的卡号格式为：SN=A831D35EW34=

2821837662W26(直转)

=

3265374W26(标准)

=

049,54110W26(反序)

=

211,12712(16

进制卡号，低位在前)(A831D35E

转换为

10进制数，对应以上格式

1)(31D35E

转换为

10进制数，对应以上格式

2)(31

转成

10

进制是

49，d35e转换成十进制是

54110，对应以上格式

3)(D3

转成

10

进制是

211，31A8

转换成

10进制是

12712)知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取2.韦根算法任务实施1.实验编号NLE_125K_032实验名称ID

卡数据读写实验3实验项目4实验目的1、

掌握卡片中数据读取的方法2、

掌握十六进制转换方法3、

掌握韦根数据转换方法5实验设备ISO125K读写器、串口线、9V，2A电源、低频125K卡片知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取1.实验连线图与流程图连线图流程图开始读取数据结束2.实验分阶演示第

1

步：在开始实验前，请将实验壳中的NLE-125K-02.exp

替换为NLE-125K-03.exp。第

2

步：双击运行实验，弹出此实验项目案例。按照分阶完成下列实验步骤。知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取图2-

21默认首页接下来，开始采集卡内信息。，序

号操 作成功1设置虚拟串口号□是 □

否实验故障分析：选择操作设备的串口号，然后点击打开串口，如提示成功则可进行后续步骤，如提示失败原因可能是串口线未与你操作的设备进行连接，也可能是电源接触不良或者未接，或者是设备异常。以上三种原因均可导致串口打开失败。2点击界面的“打开”按钮□是 □

否实验故障分析：失败原因可能是串口线未连接或者电源接触不良3读取卡号□是 □

否知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取实验故障分析：连接成功，打开按钮点击后，数据就会显示到实验中结果演示：416

进制转换□是 □

否实验故障分析：转换的

16

进制数据显示到实验中，结果演示。知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取5韦根数据转换通过特定的转码方式将读取出来的十六进制数据转换成韦根数据，将格式

1

中（F43C6D0C）的倒数第

5、第

6位，转换为

3

位十进制卡号，再将后

4

位，转换为

5

位十□是 □

否知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取进制卡号，中间用“，”分开，即“2H

+

4H”。注：此处字节代表的是从卡片中读取到的数据，数组下标从

0

开始。实验故障分析：转换的韦根数据显示到实验中3.实验思考1、

为什么要将数据转换成

16

进制数据和韦根数据知识准备任务实施任务3 操作——低频卡数据读取任务4 开发——接口实验知识储备任务实施1.串口硬件信号定义 2.串口端口号搜索3.串口属性参数设置 4.串口发送信息5.串口接收信息6.循环接受数据1.实验连线图与流程图2.实验分阶演示3.实验思考工作完成情况1知识准备知识储备从

Microsoft

.Net

2.0

版本以后，就默认提供了System.IO.Ports.SerialPort

类，用户可以非常简单地编写少量代码就完成串口的信息收发程序。本节实验主要介绍如何在

PC

端用C#

.Net

来开发串口应用程序。学员们先掌握少量代码。1.串口硬件信号定义DB9Connector

信号定义。串口测试将

2、3

针脚短接即可。图2-

22知识准备任务实施任务4 开发——接口实验1.串口硬件信号定义1DCD载波检测ReceivedLineSignal

Detector（DataCarrier

Detect）2RXD接收数据Received

Data3TXD发送数据Transmit

Data4DTR数据终端准备好DataTerminal

Ready5SGND信号地Signal

Ground6DSR数据准备好DataSet

Ready7RTS请求发送RequestTo

Send8CTS清除发送ClearTo

Send9RI振铃提示Ring

Indicator2.串口端口号搜索string[]portList=

System.IO.Ports.SerialPort.GetPortNames();for(inti=0;i<portList.Length;

i++){stringname=portList[i];comboBox.Items.Add(name);}针脚信号定义作用针脚含义表知识准备任务实施任务4 开发——接口实验2.串口端口号搜索还有一种通过调用API

的方法来获取实现，可以获取详细的完整串口名称，对于

USB-to-COM

虚拟串口来说特别适用。3.串口属性参数设置SerialPortmySerialPort=newSerialPort("COM2");//端口mySerialPort.BaudRate=9600;//波特率mySerialPort.Parity=Parity.None;//校验位mySerialPort.StopBits=StopBits.One;//停止位mySerialPort.DataBits=8;//数据位mySerialPort.Handshake=Handshake.Non;mySerialPort.ReadTimeout=1500;mySerialPort.DtrEnable=true;//启用数据终端就绪信息mySerialPort.Encoding=Encoding.UTF8;mySerialPort.ReceivedBytesThreshold=1;//DataReceived触发前内部输入缓冲器的字节数mySerialPort.DataReceived+=newSerialDataReceivedEvenHandler(DataReceive_Method);mySerialPort.Open();知识准备任务实施任务4 开发——接口实验3.串口属性参数设置mySerialPort.Open();4.串口发送信息Write(Byte[],Int32,Int32)Write(Char[],Int32,

Int32)使用缓冲区中的数据将指定数量的字节写入串行端口使用缓冲区中的数据将指定数量的字符写入串行端口Write(String)将指定的字符串写入串行端口WriteLine(String) 将指定的字符串和NewLine

值写入输出缓冲区//Writea

stringport.Write("HelloWorld");//Writeasetof

bytesport.Write(newbyte[]{0x0A,0xE2,0xFF},0,

3);//Closetheportport.Close();5.串口接收信息Read(Byte[],Int32,

Int32)从SerialPort

输入缓冲区读取一些字节，并将那些字节写入字节数组中指定的偏知识准备任务实施任务4 开发——接口实验4.串口发送信息移量处ReadByte()ReadChar()从SerialPort

输入缓冲区中同步读取一个字节从

SerialPort

输入缓冲区中同步读取一个字符ReadExisting()在编码的基础上，读取

SerialPort

对象的流和输入缓冲区中所有立即用的字节ReadLine()一直读取到输入缓冲区中的NewLine

值ReadTo(String) 一直读取到输入缓冲区中的指定

value

的字符串private void port_DataReceived(object

sender,SerialDataReceivedEventArgs

e){//Showalltheincomingdataintheport'sbufferConsole.WriteLine(port.ReadExisting());}6.循环接受数据string

serialReadString;sender,private void serialPort1_DataReceived(objectSystem.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs

e){知识准备任务实施任务4 开发——接口实验5.串口接收信息serialReadString=

serialPort1.ReadExisting();this.rTB_receive.Invoke(newMethodInvoker(delegate{this.rTB_receive.AppendText(serialReadString);}));}void

com_DataReceived(object

sender,SerialDataReceivedEventArgs

e){//

Use

either

the

binary

OR

the

string

technique

(but知识准备任务实施任务4 开发——接口实验6.循环接受数据not

both)//Bufferandprocessbinarydatawhile(com.BytesToRead>

0)bBuffer.Add((byte)com.ReadByte());ProcessBuffer(bBuffer);//Bufferstring

datasBuffer+=com.ReadExisting();ProcessBuffer(sBuffer);}privatevoidProcessBuffer(string

sBuffer){//Lookinthestringforuseful

information//thenremovetheusefuldatafromthe

buffer}privatevoidProcessBuffer(List<byte>

bBuffer){//Lookinthebytearrayforuseful

information//thenremovetheusefuldatafromthe

buffer}知识准备任务实施任务4 开发——接口实验6.循环接受数据任务实施1.实验编号NLE_125K_052实验名称学习接口代码3实验项目通过项目案例采集仿真中低频卡的数据，在项目案例界面显示实验过程的详细代码，学员们通过代码掌握其他相关代码知识。4实验目的1、

掌握串口属性参数的设置方法2、掌握串口发送和接收信息的代码5实验设备ISO125K

读写器、串口线、9V，2A电源、低频

125K

卡片知识准备任务实施任务4 开发——接口实验第

1

步：运行配套项目案例,默认界面如下所示。图

2-

23

默认首页开始接口获取数据结束1.实验连线图与流程图连线图

流程图知识准备任务实施任务4 开发——接口实验，1获取所有串口名称，选择串口号□是 □

否实验故障分析：选择操作设备的串口号，然后点击打开串口，如提示成功则可进行后续步骤，如提示失败原因可能是串口线未与你操作的设备进行连接，也可能是电源接触不良或者未接，或者是设备异常。以上三种原因均可导致串口打开失败。2实例化串口对象□是 □

否3设置串口通信的属性□是 □

否4打开串口□是 □

否5读取卡内数据（厂商位+32

个数据位）□是 □

否6转十六进制ID□是 □

否7转韦根数据□是 □

否序

号125K

读卡——操 作成功2.实验分阶演示知识准备任务实施任务4 开发——接口实验，序

号门禁控制器——操 作成功1获取所有串口名称，选择串口号□是 □

否实验故障分析：选择操作设备的串口号，然后点击打开串口，如提示成功则可进行后续步骤，如提示失败原因可能是串口线未与你操作的设备进行连接，也可能是电源接触不良或者未接，或者是设备异常。以上三种原因均可导致串口打开失败。知识准备任务实施任务4 开发——接口实验2实例化串口对象□是 □

否3设置串口通信的属性□是 □

否4打开串口□是 □

否5卡号写入门禁控制器□是 □

否6读取□是 □

否7从门禁控制器中删除卡号□是 □

否知识准备任务实施任务4 开发——接口实验3.实验思考

1、熟悉SerialPort

类的方法Close

()关闭端口连接，将

IsOpen

属性设置为

false，并释放内部

Stream

对象。CreateObjRef(Type)创建一个对象，该对象包含生成用于与远程对象进行通信的代理所需的全部相关信息。(继承自

MarshalByRefObject)DiscardInBuffer

()丢弃来自串行驱动程序的接收缓冲区的数据。DiscardOutBuffer

()丢弃来自串行驱动程序的传输缓冲区的数据。Dispose

()释放由Component

使用的所有资源。(继承自Component)Dispose

(Boolean)释放由

SerialPort

占用的非托管资源，还可以另外再释放托管资源。Equals(Object)确定指定的对象是否等于当前对象。(继承自

Object)GetHashCode()用作默认哈希函数。(继承自

Object)GetLifetimeService()检索控制此实例的生存期策略的当前生存期服务对象。(继承自

MarshalByRefObject)GetPortNames()获取当前计算机的串行端口名的数组。GetService(Type)返回一个对象，该对象表示由

Component

或它的Container

提供的服务。(继承自Component)GetType()获取当前实例的

Type。(继承自

Object)InitializeLifetimeService()获取生存期服务对象来控制此实例的生存期策略。(

继承知识准备任务实施任务4 开发——接口实验自MarshalByRefObject)MemberwiseClone()创建当前

Object

的浅表副本。(继承自Object)MemberwiseClone(Boolean)创建当

前

MarshalByRefObject 对

象

的

浅

表

副

本

。

(

继

承自MarshalByRefObject)Open()打开一个新的串行端口连接。Read(Byte[],Int32,

Int32)从

SerialPort

输入缓冲区读取一些字节并将那些字节写入字节数组中指定的偏移量处。Read(Char[],Int32,

Int32)从SerialPort

输入缓冲区中读取一些字符，然后将这些字符写入字符数组中指定的偏移量处。ReadByte()从SerialPort

输入缓冲区中同步读取一个字节。ReadChar()从SerialPort

输入缓冲区中同步读取一个字符。ReadExisting()在编码的基础上，读取

SerialPort

对象的流和输入缓冲区中所有立即可用的字节。ReadLine()一直读取到输入缓冲区中的NewLine

值。ReadTo(String)一直读取到输入缓冲区中的指定

value

的字符串。知识准备任务实施任务4 开发——接口实验ToString()返回包含

Component的名称的

String（如果有）。

不应重写此方法。(继承自

Component)Write(Byte[],Int32,Int32)使用缓冲区中的数据将指定数量的字节写入串行端口。Write(Char[],Int32,

Int32)使用缓冲区中的数据将指定数量的字符写入串行端口。Write(String)将指定的字符串写入串行端口。WriteLine(String)将指定的字符串和NewLine

值写入输出缓冲区。知识准备任务实施任务4 开发——接口实验任务5 开发——寻低频卡知识储备任务实施1.了解C#2.NETFramework简介3.介绍VisualStudio2013软件 4.创建Windows窗体