RFID 13.56MHz 읽기 쓰기

 

RFID 13.56MHz 읽기/쓰기 ISO-14443A 태그가 작동하는 방식.

 

배경:

 

이전에 개발된 2 개의 프로젝트 에서는 SPI 또는 UART 인터페이스 를 통해 Bolt 18F2550 시스템 에 연결된 RFID 읽기/쓰기 모듈 이 설명 되었습니다 .

 

두 경우 모두 사용된 RFID 리더 모듈은 표면 실장 32리드 MFRC522 회로를 기반으로 했습니다 .

 

이 두 프로젝트 의 경우 , 다음 읽기/쓰기 장치를 사용하여 RFID 태그 ISO-14443A의 읽기/쓰기 기능을 수행하기 위해 Bolt 시스템용 펌웨어가 개발되었습니다 .

 

RFID-MF522

RFID-RC522

RFID-UART-RC522

RFID-USB-리더

 

또한 , ISO-14443A 태그를 사용하는 저렴한 RFID 리더기를 사용 하여 학교 출석 관리 프로젝트를 구현했습니다 .

 

RFID 태그 13.56MHz ISO-14443A 키체인

RFID 태그 13.56MHz ISO-14443A 카드

 

ISO-14443A S50 태그 :

 

이 태그는 카드 나 열쇠 고리 형태로 판매됩니다 . ISO-14443A 태그는 1KB ( 이 튜토리얼 에서 자세히 설명 ) 와 4KB EEPROM 을 사용 합니다 .

 

태그 는 기본적으로 두 가지 전자 부품 으로 구성되어 있습니다 ( 위 이미지 참조): '칩' 이라고 하는 특수 마이크로컨트롤러 와 RFID 무선 링크 시스템 에서 사용되는 표준 인 13.56MHz 주파수에서 데이터 를 송수신하는 안테나 입니다 .

 

마이크로컨트롤러 또는 '칩' 에는 태그 정보가 저장 되는 읽기/쓰기 EEPROM이 들어 있습니다. 모든 태그 에는 NUID ( Non Unique Identification Number ) 라는 4 바이트 의 일련번호가 있으며 , 이는 공장에서 미리 기록됩니다 . 최근에 제조된 일부 태그에는 UID (Unique Identification Number) 라는 7 바이트 의 일련번호가 있습니다 .

 

태그 에는 자체 전원 공급 장치가 없으며 , RFID 리더 안테나(RFID MF522, RFID-UART 또는 RFID-USB-READER)에서 생성 되는 전자기장 을 통해 무선 연결 을 설정 합니다 . 이를 위해 태그 를 RFID 모듈 에서 약 2 ~ 4cm 떨어진 곳에 두고 , 태그 의 읽기 /쓰기 주기가 완료될 때까지 그 위치를 유지해야 합니다.

 

태그 와 RFID 리더 모듈 간의 통신은 앞서 언급했듯이 13.56MHz 주파수의 무선 링크 와 독점 프로토콜을 통해 처리됩니다 . 두 장치 간의 데이터 교환 시에는 16비트 CRC 보호 코드를 사용 하여 EEPROM에 저장 되거나 읽혀지는 정보 의 무결성을 보장 합니다 . 태그 와 RFID 장치 간의 데이터 전송 속도는 약 100kbit / s 에 이릅니다 .

 

태그의 EEPROM 메모리 구성 :​​

 

1KB 태그 의 경우 EEPROM 의 총 용량은 1024 바이트입니다. 그러나 보안 코드 에 사용되는 공간 때문에 사용자가 사용할 수 있는 데이터 저장 공간 은 768바이트입니다 . 1KB EEPROM 의 메모리는 각각 4 개의 블록으로 구성된 16개의 섹터 로 구성되어 총 64개의 블록을 갖습니다 . 각 블록은 다시 16 바이트 로 구성됩니다 . 아래 그림은 태그 메모리 의 구성을 요약한 것입니다 .

 

 

 

섹터 0 , 블록 0 , 일련 번호 NUID 및 BBC 바이트 :

 

섹터 0 , 블록 0 의 처음 4 바이트는 태그의 일련 번호(NUID)와 제조업체 정보를 저장합니다 . 이 블록 은 보호 되어 있으며 읽기만 가능합니다 . 바이트 번호 4 는 BCC (Block Check Character ) 로 , 이전 4 바이트 의 논리 연산 ' 배타적 논리합 ( Exclusive OR )' 을 통해 계산된 일련 번호 확인 값입니다.

 

 

 

 

섹터 트레일러:

 

각 섹터는 앞서 언급했듯이 4개의 블록으로 구성됩니다. 네 번째 블록은 ' 섹터 트레일러' 라고 하며 , 해당 섹터에서 데이터를 읽고 쓸 수 있는 권한 과 액세스 코드를 설정하는 기능을 합니다 . 이 블록에는 키 A와 키 B 라는 두 개의 보안 코드 와 해당 섹터 의 데이터 에 대한 구성 관리를 위한 4 바이트 (액세스 비트) 가 포함되어 있습니다 . 키 A 코드는 쓸 수는 있지만 읽을 수는 없습니다 .

 

키 B 코드 는 선택 사항이며 시스템 프로그래머 의 편의에 따라 사용 여부를 결정할 수 있습니다 . 키 A 및 / 또는 키 B를 알고 있는 경우에만 모든 섹터 에서 데이터를 읽 거나 수정할 수 있습니다. 두 키 모두 각 섹터의 데이터 보호 및 무결성을 위한 안전 메커니즘을 제공합니다 .

 

ISO -14443A에서 새 카드를 구매하면 기본적 으로 키 A와 B 의 값 은 모두 0xFFFFFFFFFFFF 이고, "액세스 비트" 의 값 은 0x07 0x80 0x69 0xFF 입니다 . ISO-14443A 태그의 이러한 초기 설정을 '전송 구성' 이라고 합니다 .

 

" 섹터 트레일러" 라고 불리는 16개의 블록은 3, 7, 11 , 15 , 19, 23, 27, 31, 35 , 39 , 43, 47 , 51, 55, 59, 63이라는 숫자 로 식별 되며 , 사용자 가 정보를 저장하는 데 사용할 수 없지만 위 단락 에 설명된 목적 , 즉 각 섹터의 구성 및 보안 설정을 선택하는 데만 사용할 수 있습니다.

 

 

 

 

액세스 비트 :

 

소위 " 액세스 비트" 는 아래 표 와 같이 배열 됩니다 . 기본은 섹터의 4개 블록 각각 에 대한 권한을 정의하는 C1, C2, C3 의 3 개 비트로 구성됩니다 . 각 비트의 기능을 식별하기 위해 아래 첨자가 사용됩니다 . 예를 들어 , 블록 3 의 구성 에는 C13 , C23 , C33 비트가 사용됩니다 .

 

총 12 비트가 4개 블록 구성 에 사용됩니다 . 그림 에서 볼 수 있듯이 , 12비트 의 접근 비트 는 해당 데이터의 무결성을 검증 하기 위해 보수 를 포함 하여 저장됩니다.

 

 

 

 

 

EEPROM 태그 의 샘플 판독 :

 

태그의 EEPROM 에 저장된 1024 바이트를 일반적으로 읽으면 아래 예 와 같이 터미널 에뮬레이터를 통해 얻은 16진수 데이터를 수신하게 됩니다 . 블록 0 에서 일련 번호를 구성하는 4 바이트 ( D3 9C AB 34)를 확인합니다. 바이트 번호 4는 BBC(블록 검사 문자) 바이트(D0)입니다. 블록 3, 7 , 11 등 은 섹터 트레일러 라고 합니다 . 데이터 보호를 위해 키 A 는 항상 0 으로 읽힙니다 .

 

이 예에서 블록 8과 9는 이전에 16진수 값(0x00...0x0F)으로 작성되었습니다.

 

 

텍스트 문자열(ASCII 데이터)이 저장된 ISO-14443A 태그 읽기:

 

 

 

 

 

추천 링크:

Bolt 18F2550에 연결된 MF522 RFID 모듈은 모바일 스마트폰에서 데이터를 시각화합니다.

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참고 문서의 원문을 보시려면 이 링크를 따라가세요.