SIMpass卡质量检测技术研究范文

1检测方法

由于SIMpass卡被完全密封，对其整体电气参数L、C、R的测量造成了困难。但到目前为止，对于谐振频率的测量方法，业界尚无统一标准。因此在智能卡测量领域，谐振频率这一参数的测量还是比较热门的。通常，谐振频率的测试主要是通过频谱仪和网络测试仪来进行的，测试成本偏高，对测试人员的素质也提出了很高的要求，不适用于量产测试。

给出了双线圈传感器模型测量电子标签谐振频率的方法。该方法直观易懂，不需要太过专业的仪器，操作简便，测量的精度也比较高，适合成品批量测试。本文在研究初期，也曾拟定采用文献[5]的方案。在后期实验过程中发现，由于该方案采用的是双线圈传感器模型，线圈匝数、线圈边长、发射与接收线圈间距、标签与发射线圈间距离等对测量的结果都有重要的影响，工艺控制比较困难。文献[5]在对发射线圈提供高频扫频信号时同步检测接收线圈峰值电压，需要在信号检测抗干扰方面有很好的措施，软、硬件设计要求高，尤其在硬件调试时，困难重重。借鉴文献[5]扫频的办法，本文设计了如图2所示的测试结构图。主要的硬件有SIMpass卡阅读器、DDS可变信号源、微控制器、卡。阅读器的位置固定，卡的位置也固定且卡置放在阅读器正常发射功率作用范围的大约中间处，保证阅读器与卡能正常读写数据。图中的虚线圆圈代表卡阅读器的有效作用范围。DDS可变信号源受微控制器的控制，可产生最大范围为20MHz的可变时钟信号，提供给卡阅读器。卡阅读器输出的射频信号频率就受微控制器的控制器。该方案最大的优点是克服了文献[5]接收线圈峰值电压检测硬件调试困难的弊端。谐振频率测量流程如图3所示。

具体过程如下：（1）卡阅读器以13.56MHz的载波信号频率读取卡的信息；读取成功则进入第二步测试，否则直接判断为坏卡；（2）阅读器信号频率从13.56MHz开始以10KHz的步进向下偏移扫描，直到不能读取卡的信息时记录下此时的频率fL，（3）卡阅读器信号频率从13.56MHz开始以10KHz的步进向上偏移扫描，直到不能读取卡的信息时记录下此时的频率fH。对比fL、fH与正常卡的差值，如果超过允许范围则该卡测试不过关。反之，则通过测试。

2系统实现

基于谐振频率测量的SIMpass卡成品质量检测系统框图如图4所示，主要由单片机控制模块、射频电路和可变精确时钟模块等组成。

2.1RFID读写器射频收发模块射频收发模块用于建立与SIMpass卡的无线物理连接通路，完成与卡之间的通讯。射频收发模块负责信号的编码、解码、调制和调解。电路如图5所示。本文选择的射频芯片是FM1702，它是由复旦微电子股份有限公司设计的基于IS014443标准的非接触卡读卡机专用芯片，支持13.56MHz频率下的TypeA非接触通信协议，支持多种加密算法，兼容Philips的MFRC500读卡机芯片。芯片内部高度集成了模拟调制解调电路，所以只需最少量的电路即可工作；支持六种接口模式，包含512byte的EEPROM，数字电路具有TTL/CMOS两种电压工作模式。

2.2可变精确时钟模块按照前述检测方法，需要一个调制频率可变的卡读写器，只要改变FM1702的时钟频率即可实现。这个任务是可变精确时钟模块来完成的。本文采用了基于DDS直接数字频率合成技术的方案来设计可变精确时钟。该部分的硬件电路如图6所示。DDS技术是一种用数字控制信号的相位增量技术，具有频率分辨率高，稳定性好，可灵活产生多种信号的优点。本文采用DDS专用芯片AD9850，参考时钟频率60MHz，产生正弦信号，通过低通滤波器后由其内部的高速比较器产生同频率的方波，提供给射频模块。AD9850采用28脚SSOP表面封装形式，AD9850内含可编程DDS系统和高速比较器,能实现全数字编程控制的频率合成。AD9850支持的时钟输入最高为125MHz，频率控制字的位数为32位。该方案对于满足SIMpass卡步进10KHz的扫描要求绰绰有余。

3结束语

利用本文提出的检测方法对10片样片(已知质量和性能)进行测试实验，固定读写距离(小于5mm)，逐步改变读写器射频载波中心频率，记录能可靠读取时的频率范围。测试结果如表1所示。Y代表测试通过，N代表未通过测试。实验结果是3#、6#不能读取，7#、8#、10#卡谐振频率稍大，8#不合格。结论与样片实际吻合。测试结果表明，基于谐振频率测量的SIMpass卡质量检测方法可行，且易于低成本实现。

作者：吴宁胜 朱荔 蒋志强 单位：浙江商业职业技术学院 浙江机电职业技术学院