一、介绍

本博文介绍了PCD（Proximity Coupling Device）使用ISO14443-3 Type B协议检测匹配的PICC（Polling For Proximity Cards）命令以及防碰撞过程（Anticollision Proccess）。

二、命令

2.1 REQB和WUPB

2.1.1 概要

REQB命令和WUPB命令是PCD用来检测PICC是否在无限射频场（RF）的命令。其中REQB命令用在PCD刚开始检测RF中的PICC时，而WUPB使用在PCD唤醒处于停止态（HALT State）的PICC时。

2.1.2 命令格式

说明:
（1）防碰撞前缀APf的值为0x05，即（0000 0101）b。
（2）Application Family Identifier（AFI）表示PCD检测的PICC类型，如果AFI的值为0，则表示PCD检测所有支持的PICC类型。AFI所支持的类型如下图所示。
注：X和Y的取值范围都为0x1~0xF。
（3）PARAM的编码格式如下图所示。

注：
A、所有的Reserved for Future ISO/IEC Use（RFU）比特位都为0。
B、如果b4比特位为0，表示该命令是REQB命令，PCD可以在空闲态（Idle State）或者准备态（Ready State）使用该命令去检测PICC；如果b4比特位是1，表示是WUPB命令，PCD可以在空闲态（Idle State）、准备态（Ready State）或者停止态（HALT State）使用该命令检测PICC。
C、b1、b2和b3共同组成槽序号（Number of slots）。它的编码以及含义如下图所示。

注：对于每一个PICC而言，用ATQB响应REQB第一个槽序号的概率都为1/N。因此，如果PCD使用的是概率响应的办法，N不作为调节槽序号的值，但是PICC会在特定ATQB槽序号里返回它的UID。即N只是槽序号总数，但是每个PICC在0~N的响应概率都为1/N，N不为ATQB中的b1、b2和b2的编码。

2.2 Slot-MARKER

2.2.1 概要

在PCD发送完REQB/WUPB命令后，它可以在槽序号N发送（N-1）个Slot-MARKER命令。Slot-MARKER命令在如下两种情况会被发送。
A、PCD接收到PICC的ATQB命令后开始下一个槽（时隙）时，即发送下一条命令时。
B、如果知道该槽是空的，并且没有ATQB到来，那么不需要等待ATQB，直到该槽结束的时候。即b1、b2和b3都为0时。
注：该命令不是PICC强制要支持的。如果PICC不支持该命令，那么它将会忽视该命令。此时PICC只能通过概率的方法用ATQB去响应PCD的REQB命令。

2.2.2 命令格式

说明：
A、APn为Slot-MARKER命令的第一个字节，它的二进制表示为（nnnn 0101）b，即它的低四比特为固定位0x5，即（0101）b；高四比特位编码如下所示。

注：slot-MARKER命令不强制要求随着槽序号递增而增加，只要在0~N之间即可。

2.3 ATQB

2.3.1 概要

ATQB命令是PICC对PCD发出的REQB/WUPB和Slot-MARKER命令的响应命令。

2.3.2 命令格式

说明：
（1）第一个字节值为0x50，是ATQB命令的前缀。
（2）第二到第五个字节表示PICC的Pseudo Unique PICC Identifier（PUPI），即Type B类型的卡号。表明Type B类型的卡号只有四个字节。
（3）第六到第九个字节是应用数据（Application Data），它的编码以及含义如下。

注：
A、应用数据的第一个字节是AFI，表明卡片的用途。
B、CRC_B的计算方法参照ISO14443-3文档。
C、应用序号（Number of Applications）占一个字节。高四个比特位与AFI一致，‘0’意味着无应用，‘0xF’意味着15种应用或者更多；低四比特位代表着应用总数，‘0’意味着没有应用，‘0xF’意味着15种应用或者更多。
（4）第十到第十二个字节是协议信息（Protocol Info）。它的编码以及含义如下。

注：
1）第一个字节表示的是数据传输的速率。编码以及含义如下

2）第二个字节的高四比特位表示最大帧值（Max_Frame_Size），低四比特位是PICC所支持协议类型（Protocol_Type）。

A、最大帧值编码以及含义如下图所示。

B、协议类型编码以及含义如下图所示。

3）第三个字节分成FWI、ADC和FO三部分。
A、第一部分是高四比特位的帧等待整数时间Frame Waiting time Integer(FWI)，它是用来定义帧等待时间Frame Waiting Time（FWT）的。它表示PICC响应PCD的最大时间，FWI与FWT之间的转换为：FWT = （256 * 16 / fc） * 2^FWI，其中FWI的取值范围是0~14，fc是射频场的频率13.56MHz。
B、第二部分是b4和b3比特位的PICC支持的应用数据编码（Application Data Coding）。它们的编码以及含义如下所示。

C、第三部分是b2和b1比特位的PICC支持的帧选项（Frame Option）。它们的编码以及含义如下图所示。

2.4 ATTRIB

2.4.1 概要

该命令是由PCD发给PICC的命令，一旦该命令发送，意味着PICC已经确定。

2.4.2 命令格式

说明：
（1）第一个字节值为0x1D，它是ATTRIB命令前缀。
（2）第二到第五个字节是Type B的卡号Identifier，值和PUPI一样。。
（3）第六个字节我们称之为参数1，它的编码以及含义如下。

说明：
1）b8和b7比特表示Minimum TR0，含义是PICC响应PCD命令的最小延迟时间。它的编码以及含义如下。

2）b6和b5比特表示Minimum TR1，含义是PICC副载波调制开始到数据传输的最小延迟时间。它的编码以及含义如下。

3）b4比特表示是否需要帧结束标识，0表示需要，1表示不需要。
4）b3比特表示是否需要帧开始标识，0表示需要，1表示不需要。
（4）第七个字节我们称之为参数2。它的编码以及含义如下。
1）b8和b7比特位的编码以及含义如下。

2）b6和b5比特位的编码以及含义如下。

3）b4到b1比特位表示PCD最大接收帧的大小，这四个比特位代表的含义如下。

（5）第八个字节我们称之为参数3。它的高四比特位为RFU，预留未来适用，值为0；低四比特位定义了PICC支持的协议类型。
（6）第九个字节我们称之为参数4。它的高四比特位为RFU，值为0；低四比特位为CID，它的取值范围为0~14。PCD定义了每个激活的PICC必须要有各自独特的CID，如果PICC不支持CID，那么CID的值为（0000）b。
（10）剩余字节是高层信息，它可有可无，视具体情况而定。PICC不强制要求含有该部分信息。但是像身份证类型的卡，必须要有高层信息。

2.5 ATTRIB命令的响应

命令格式

说明：
（1）第一字节分成两部分：高四比特位为Maximum Buffer Length Index（MBLI），它让PCD知道PICC内部缓冲到接收帧的限制。如果MBLI的值为0，意味着PICC没有提供信息给内部的输入缓冲；如果MBLI大于0，则MBL=（PICC最大帧大小）*2^（MBLI-1），PICC会在ATQB中返回PICC最大帧的大小。当PICC发送了MBL时，PCD应该确保帧的长度不会超过MBL。低四比特位为PICC返回给PCD的CID，如果PICC不支持CID，则返回（0000）b。
（2）高层信息响应字节根据卡片本身情况而定，可能有也可能没有。

2.6 HLTB

2.6.1 概要

该命令用于设置PICC处于停止态（HALT State），并且让它不要响应REQB命令。发送该命令成功之后，其它命令都会被忽视，只有WUPB命令能够响应。

2.6.2 命令格式

说明：
（1）第一个字节值为0x50，它是HLTB的命令前缀。
（2）第二到第五个字节是PICC的卡号Identifier，即PUPI。
（3）最后两个字节是CRC_B，计算方法参照ISO14443-3文档。

2.7 HLTB命令响应

命令格式

三、PCD检测PICC过程

流程图

注：
A、R是一个由PICC随机生成的在1~N之间的数。
B、Option 1是不支持Slot-MARKER命令的PICC分支。Option 2是支持Slot-MARKER命令的PICC分支。

四、防碰撞过程

4.1 描述

防碰撞过程是PCD通过一些命令控制执行的，PCD开始使用REQB命令，和一个或者多个发送ATQB的PICC的通信。如果在PCD发送REQB，具有不止一个PICC发送ATQB响应REQB，那么我们称该现象为“碰撞”。PCD在防碰撞过程执行的一系列命令就是为了选出一个特定的PICC。PCD完成防碰撞过程后，被选中的PICC的通信就会被PCD所掌控

4.2 原理

防碰撞的过程的原理是基于时隙的，在防碰撞过程中，PICC会在最短的时间内传输应用数据。在PCD发送的REQB/WUPB命令中槽序号可能会变化，PICC在每一时隙等可能的响应槽序号，所有的的PICC都可以在防碰撞的过程中进行应答（发送ATQB）。PCD在防碰撞过程设置的命令取决于PCD的使用策略，它既可以使用概率法（重复单槽序号，使PICC的随机数等于1时响应），也可以使用伪确定法（多槽序号，在碰撞过程中所有PICC可以响应，在某个特定槽序号确定PICC）。

4.3 规则

当PICC接收到REQB/WUPB命令后，处于READY-REQUESTED sub-state时，PICC的响应应该遵循下面规则（N是REQB/WUPB命令中的参数）：
—-如果N=1，PICC应该发送ATQB并且进入READY-DECLARED sub-state。
—-如果N>1:

PICC可以采用概率法（PCD检测PICC流程图中的Option 1），并且进入空闲态（Idle State）；
PICC采用发送Slot-MARKER命令的方法（PCD检测PICC流程图中的Option 2），一直到槽序号等于R，然后PICC发送ATQB并且进入READY-DECLARED sub-state。

五、实例

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ISO14443 Type B类型卡的防碰撞过程以及命令解析

一、介绍

二、命令

2.1 REQB和WUPB

2.1.1 概要

2.1.2 命令格式

2.2 Slot-MARKER

2.2.1 概要

2.2.2 命令格式

2.3 ATQB

2.3.1 概要

2.3.2 命令格式

2.4 ATTRIB

2.4.1 概要

2.4.2 命令格式

2.5 ATTRIB命令的响应

命令格式

2.6 HLTB

2.6.1 概要

2.6.2 命令格式

2.7 HLTB命令响应

命令格式

三、PCD检测PICC过程

流程图

四、防碰撞过程

4.1 描述

4.2 原理

4.3 规则

五、实例

ISO14443 Type B类型卡的防碰撞过程以及命令解析相关推荐

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