RFID技術(shù)在打印機(jī)中的應(yīng)用

林曉錚

福建實(shí)達(dá)電腦設(shè)備有限公司 福建 350002

0 前言

RFID技術(shù)的基本工作原理為當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源電子標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源電子標(biāo)簽)；讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

1 MIFARE? RF interface

如下表所示，MIFARE?RF interface工作在 13.56MHz下，通信方式為半雙工，MIFARE卡是無源的，需憑借感應(yīng)獲得能量。

MIFARE?RF interface的通信如下圖，先獲得能量傳輸，然后才是后續(xù)的數(shù)據(jù)交互，讀卡器的天線諧振頻率為13.56MHz：

從讀寫器發(fā)送到卡的數(shù)據(jù)是Miller編碼，編碼方式如下：

讀卡器收到的回傳數(shù)據(jù)是Manchester編碼，該信號同時(shí)還經(jīng)過子載波(847.5KHz)調(diào)制和負(fù)載調(diào)制，見下圖：

2 RFID在打印機(jī)中的應(yīng)用

RFID技術(shù)因其判斷速度快，可以進(jìn)行加密的優(yōu)點(diǎn)，對金融行業(yè)有著很強(qiáng)的吸引力，目前國內(nèi)金融行業(yè)已經(jīng)開始引入RFID存折，采用的是打印和RFID讀寫分開的方式。RFID存折內(nèi)置芯片，這個(gè)芯片可以是普通的存儲(chǔ)單元，也可以是加密芯片或CPU芯片，用于存儲(chǔ)存折的信息和客戶信息，這些信息以加密的形式存放在RFID存折中，銀行系統(tǒng)可以通過訪問這些信息來獲取客戶信息和辨別存折的真?zhèn)巍?/p>

2.1 RFID系統(tǒng)的基本組成部分

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

下圖展示了一個(gè)典型 的RFID系統(tǒng)，并說明各部分如何互相配合運(yùn)作。

2.2 RFID打印機(jī)的組成

RFID存折打印機(jī)由存折打印機(jī)和RFID模塊組成，它內(nèi)置在打印機(jī)內(nèi)，并與由打印機(jī)完成數(shù)據(jù)的解釋。

2.3 RFID打印機(jī)與主機(jī)的接口方案

與主機(jī)系統(tǒng)接口可以為USB口、也可以為串口。

2.4 數(shù)據(jù)操作方式

(1) 打印數(shù)據(jù)與標(biāo)簽數(shù)據(jù)共用接口方式

這種方式只用一個(gè)接口(USB或串口)與主機(jī)(或終端)通信。

(2) 打印數(shù)據(jù)與標(biāo)簽的數(shù)據(jù)共用接口方式

這種方式需用兩個(gè)接口與主機(jī)(或終端)通信，一個(gè)接口(并口或串口)送打印數(shù)據(jù)給打印機(jī)，一個(gè)接口(串口或與USB)送標(biāo)簽數(shù)據(jù)給打印機(jī)。

2.5 業(yè)務(wù)流程

具體數(shù)據(jù)流程順序如下：

(1) 柜員系統(tǒng)通知RFID存折打印機(jī)讀取存折信息；

(2) 存折打印機(jī)讀取 RFID存折信息并回送給銀行柜員系統(tǒng)；

(3) 銀行柜員系統(tǒng)查詢該信息是否正確；

(4) 如果信息正確，存折打印機(jī)打印相關(guān)業(yè)務(wù)信息，柜員系統(tǒng)通過存折打印機(jī)在RFID存折中寫入信息，業(yè)務(wù)完畢；

(5) 如果信息不正確，則警示客戶并通知打印機(jī)退出存折。

3 應(yīng)用演示

3.1 RFID打印機(jī)的通信方式

本演示案例中，RFID存折打印機(jī)提供銀行柜員系統(tǒng)與RFID存折信息交互的一個(gè)通道，銀行柜員系統(tǒng)通過USB接口連接打印機(jī)，打印機(jī)則通過內(nèi)置RFID模塊的天線發(fā)射射頻信號與RFID存折進(jìn)行通信，具體數(shù)據(jù)傳輸通道如下圖所示。

3.2 RFID打印機(jī)的具體執(zhí)行流程

銀行柜員系統(tǒng)完全控制打印機(jī)以及RFID存折的全部操作，也就是說，銀行柜員系統(tǒng)是三方通信的發(fā)起者，銀行柜員系統(tǒng)、RFID存折打印機(jī)、RFID存折三者配合完成一筆打印業(yè)務(wù)具體執(zhí)行流程如下圖所示。

(1) 銀行柜員系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)到RFID存折打印機(jī)的RFID模塊，RFID模塊再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給RFID存折，銀行柜員系統(tǒng)每發(fā)送一次數(shù)據(jù)到RFID模塊，RFID模塊必返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)(除非數(shù)據(jù)有誤或通信線路斷掉)。

(2) 銀行柜員系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)類型包括 RFID存折密碼校驗(yàn)、RFID存折數(shù)據(jù)讀寫，若數(shù)據(jù)格式、內(nèi)容符合要求，則存折打印機(jī)的RFID模塊返回本次通信成功的數(shù)據(jù)；反之，則返回通信失敗、無卡等數(shù)據(jù)。

(3) 銀行柜員系統(tǒng)間接發(fā)送指定的存折密碼到RFID存折，RFID存折經(jīng)存折打印機(jī)FRID模塊返回密碼正確與否的數(shù)據(jù)；若密碼正確，銀行柜員系統(tǒng)才可對RFID存折進(jìn)一步操作。

(4) RFID存折密碼驗(yàn)證正確之后，銀行柜員系統(tǒng)再次讀取RFID存折存儲(chǔ)的用戶信息，然后驗(yàn)證該用戶信息是否正確，只有信息正確銀行柜員系統(tǒng)方可改寫RFID存折的存儲(chǔ)信息，并執(zhí)行最終的打印操作。

(5) 上圖顯示 RFID存折打印機(jī)打印一筆業(yè)務(wù)必須經(jīng)歷的步驟，前面的任何一步出錯(cuò)都無法執(zhí)行打印操作，若出錯(cuò)則“重新身份識別”，之后所有操作正確方可打印。

3.3 測試界面

操作界面各控件說明：

(1)“打開/關(guān)閉USB設(shè)備端口”按鈕可以識別跟PC機(jī)連接的實(shí)達(dá)打印機(jī)，按鈕點(diǎn)擊后彈出對話框指示有沒有指定的實(shí)達(dá)打印機(jī)連接。

(2)“開戶”按鈕執(zhí)行下列操作，將姓名、身份證號編輯框的信息寫到RFID存折。

(3)“信息核對”按鈕讀取RFID存折中用戶的姓名、身份證信息，然后跟此時(shí)編輯框的姓名、身份證號一一比較，若信息核對正確，則“打印”按鈕可操作(此前按鈕是灰色的)。

(4)“姓名”編輯框最多可輸入5個(gè)中文字符。

(5)“身份證號”編輯框最多可輸入18個(gè)數(shù)字。

(6) 截圖中間的編輯框顯示每次操作狀態(tài)，以及最終信息核對成功后從存折讀取的用戶信息。

(7)“清空”按鈕清除操作編輯框所有數(shù)據(jù)。

說明：

該界面演示程序每次只能操作一個(gè)存折。

4 RFID技術(shù)在金融業(yè)的應(yīng)用前景與存在的問題

存折是銀行票據(jù)業(yè)務(wù)中的重要交換憑證，目前使用的防偽手段主要有采用水印紙、證券紙、布紋紙等專用紙張，采用防涂改油墨、熒光油墨等專用防偽油墨，采用防復(fù)印底紋、縮微文字等防偽設(shè)計(jì)，采用隔色印刷、燙印等印刷方式，采用全球惟一的賬號，這些方法基本上涵蓋了防偽技術(shù)的各個(gè)方面，但是，這些防偽手段不作為銀行與用戶間的信息交流通道，銀行電子系統(tǒng)尤其是ATM自助終端獲取用戶信息的惟一通道是存折上的磁條，磁條作為信息載體，記錄儲(chǔ)戶的賬號、密碼等信息，銀行系統(tǒng)對磁條上信息進(jìn)行加密，并通過磁條讀寫器和配套的軟件系統(tǒng)寫入和讀取用戶信息(賬號、密碼等)與儲(chǔ)戶發(fā)生交易。

但是近年，屢有“克隆”存折，盜取儲(chǔ)戶資金的案件發(fā)生。盜竊犯取走儲(chǔ)戶的存款，不僅要竊取到存折的賬號和密碼，而且需要通過銀行檢驗(yàn)存折磁條這一關(guān)，即破解銀行對磁條上信息的加密，目前國內(nèi)各個(gè)銀行都有一套固定的加密算法，克隆存折并順利取走存款，說明銀行的加密算法可能被破解，這不僅涉及到個(gè)人保密問題，而且關(guān)系到銀行系統(tǒng)的安全問題。因此，提高存折的防偽性能尤其信息載體的防偽性能是十分必要的。

將RFID 技術(shù)應(yīng)用到存折上，替代磁條，作為信息存儲(chǔ)介質(zhì)，由于RFID 電子標(biāo)簽的內(nèi)植芯片所承載的電子信息復(fù)制難度較大，其存儲(chǔ)容量有能力為每個(gè)商品提供全球惟一的商品編碼，并且還可通過標(biāo)簽自損毀的方式防止標(biāo)簽被非法重用，因此RFID 技術(shù)在提升存折信息載體防偽能力方面極具優(yōu)勢。與存折上的現(xiàn)有信息載體——磁條相比，電子標(biāo)簽是一種突破性的技術(shù)，無需人工接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，并且操作快捷方便，具備防偽功能。

因此，采用RFID具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 安全性：由于 RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變更；

(2) 可以識別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像磁條那樣只能識別一類物體；

(3) 采用無線電射頻技術(shù)，可以透過外部材料可靠的讀取數(shù)據(jù)；

(4) 電子標(biāo)簽無需正對掃描，讀寫速度快，并且可以同時(shí)對多個(gè)物體進(jìn)行識讀，而磁條只能一個(gè)一個(gè)的識讀；

(5) 讀、寫單元不需要與收發(fā)器有可視接觸，完全可以集成到產(chǎn)品里面，因此，收發(fā)器對潮濕、骯臟和機(jī)械影響不敏感，對環(huán)境要求較低；而磁條只能燙印到存折表面,對潮濕、干擾等都有要求；

(6) 電子標(biāo)簽可由銀行收回重復(fù)使用，能節(jié)約成本。

不可否認(rèn)，RFID電子標(biāo)簽作為存折上的信息載體也存在一定的劣勢：首先，RFID 電子標(biāo)簽的自身成本較高，在存折上引入電子標(biāo)簽，必將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加存折的成本。其次，采用RFID存折，會(huì)增加銀行系統(tǒng)的綜合使用成本，RFID 作為一種信息載體，銀行要配備相應(yīng)的軟、硬件系統(tǒng)才能正常應(yīng)用。當(dāng)然這個(gè)是一次性的投入。

我國RFID技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展較晚，但隨著2006年《中國射頻識別RFID技術(shù)政策白皮書》的發(fā)布，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策的推出極大的推動(dòng)了 RFID技術(shù)在國內(nèi)各領(lǐng)域的應(yīng)用。目前國家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)“基于RFID的銀行票據(jù)防偽應(yīng)用研究”課題示范工程中國光大銀行試點(diǎn)工作在光大天津分行啟動(dòng)，RFID存折示范試點(diǎn)工程的正式啟動(dòng)，標(biāo)志著金融領(lǐng)域?qū)?RFID的安全防偽和信息處理優(yōu)勢的認(rèn)可。隨著RFID技術(shù)的不斷完善以及RFID標(biāo)簽的成本的不斷降低，RFID不僅會(huì)應(yīng)用在存折上，還會(huì)廣泛使用于銀行票據(jù)、支票等支付領(lǐng)域，RFID技術(shù)將在確保銀行票據(jù)真實(shí)，提高工作效率，創(chuàng)造新的金融服務(wù)必將發(fā)揮更大的作用。

[1]李錦濤,郭俊波,羅海勇,曹崗,馮波,陳益強(qiáng).射頻識別(RFID)技術(shù)及其應(yīng)用.2004.

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[3]王偉,楊海萌.用VB實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與RFID控制器的串行通信.船電技術(shù).2007.

[4]盛秋林,王博.基于 RFID 技術(shù)的身份碼發(fā)射器的硬件設(shè)計(jì).湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2010.