非接触IC卡在考勤机上的应用

张智勇 张智奇
赛宝计量检测中心 广深铁路股份公司

本文所设计的非接触IC卡考勤机，是在参考传统机械式考勤机的基础上所作出的进一步的改进。传统的机械式考勤机虽然较可靠，但由于其将考勤数据记录在纸片上，大量的考勤数据需要人工统计，既费时又费力，而且容易出错。本文所介绍考勤机采用电子时钟，计时准确，操作方便，考勤数据通过RS485总线上传给计算机，统计快捷又准确。

1、 系统工作原理

本考勤机以完全兼容与MCS-5l系列微处理机的ATMEL公司的AT89C52单片机作为微控制器，采用I2C总线的PCF8583作为考勤机时钟，以I2C总线的多片(可选)AT24C64作为考勤机的不掉电存储器，采用大屏幕点阵LCD显示，并以RS485接口和计算机通信。组成了一套功能齐全的非接触IC卡考勤系统。当IC卡在天线区域经过时，单片机自动把IC卡里边的相关信息读到考勤机上，再把打卡时间一起存到存储器里边，计算机可以通过RS485串口把相关打卡信息读到计算机上，再进行统计、报表和打印输出等。其基本原理框图如下：

2、非接触IC卡数据编码格式

MIFAREl IC卡的是PHILIPS公司的Mifarel IC S50系列微模块，内建高速CMOS EEPROM和MCU，并自带一副高效率射频天线。它总共有1 kBytes的容量，其中又分为16个扇区(Sector)，每个扇区分为4个块(Block)，每块16Bytes，考勤卡只需要使用其中的一个扇区(1扇区)，地址编码如下：

Block0
地址0-3：自定义员工工号
地址4-7：员工工号的反码
地址8-15：备用
Blockl和Block2地址备用
Block3
地址0-5：密码A(KEYA)
地址6-9：状态字节
地址工0-15：密码B(KEYB)

3、非接触IC卡读写的硬件实现

非接触IC卡的读写采用PHILIPS公司的读写模块MFCM200。此模块自带天线接口，通过天线接口连接读写天线，直接从IC卡读写数据。单片机直接从数据总线读写天线区域的IC卡数据。IC卡读写的硬件原理如下图所示：

4、非接触IC卡读写的软件实现

MFCM200能执行有限的一些指令，并将这些指令传输到MIFAREl卡片上。

每一个指令包含7个独立的步骤，每一个步骤在不同的指令执行中有不一样的时序。以下是MFCM200通信基本指令集。

Request：寻卡
Anticoll：防重叠(碰撞)
Select：选卡片
Authentication：密码
Loadkey：力口载密码
Read：读数据
Write：写数据
Increment：土曾值
Decrement：减值
Restore：存储
Transfer：传送
Halt：停止

在每读写IC卡数据时，必须按顺序先执行Request、Anticoll、Select、Authentication等指令，然后才能执行Read和Write指令，下面重点介绍Read和Write指令的使用。

（1）''Read"读数据指令

Read指令允许单片机通过MFCM200来读取MIFAREl卡片上完整的16个Bytes的数据块(Data blocks)。

只有在预先"Authentication"指令完成后，才允许进行对Mifare l卡片上的某一数据扇区进行Read指令操作。

Read指令操作只能一个块(B1ock)一个块地读，即只能16个字节性地读取。如果只要求某Block中的几个字节的数据，也只能一个整块16个字节一起读取，由程序员选取指定的字节。

从卡片上读到的数据必须由单片机进行校验，以确保数据的有效性。

子程序清单如下：

，
（2）"Write"写数据指令
Write指令允许用户写数据到MIFARE l卡片上(完整的16个BYTEs的数据块(Data blocks))。只有在先"Authentication"指令完成后，才允许进行对要求的数据扇区或数据块(Block)进行Write指令操作。

子程序清单如下：

结束语

近几年来，随着IC智能卡中的非接触IC卡(射频卡)的高度稳定性和高度安全保密性，使之在IC智能卡领域中异军突起，成为当今智能卡中的流行宠物。做为非接触工C卡中的主流，MIFARE技术已经被制定为国际标准：IS0／IEC14443 TYPE A标准。此卡在考勤系统中使用，是IC卡典型的应用之一，此卡同时也支持一卡多用，如考勤、门禁、售饭等，应用前景非常广阔。