Возможности и преимущества бесконтактных смарт-карт

Для того чтобы передать энергию, в обмотке терминала генерируется сильное высокочастотное магнитное поле. Обычно используются частоты 125 кГц и 13,56 МГц. Если смарт-карта вносится в окрестность терминала, через обмотку этой карты проходит часть магнитного поля терминала, которое наводит напряжение Ui. Это напряжение выпрямляется, чтобы служить в качестве источника энергии для чипа. Поскольку связь между обмотками терминала и карты довольно слабая, эффективность этой схемы передачи энергии очень низка. Поэтому в обмотке терминала необходимы довольно высокие значения тока, чтобы добиться необходимых уровней напряженности магнитного поля.


Для передачи данных от терминала к карте могут использоваться известные методы цифровой модуляции. Наиболее употребительными методами являются амплитудная модуляция ASK, частотная модуляция FSK, фазовая модуляция PSK. Обычно используются ASK и PSK, поскольку они особенно удобны для выполнения демодуляции.
В передаче данных в обратном направлении - от смарт-карты к терминалу - используется разновидность амплитудной модуляции, называемая нагрузочной модуляцией. Она создается путем дискретного изменения нагрузки в карте с помощью сигнала данных, подлежащих передаче на терминал. Один из реализованных нами проектов СКУД на базе бесконтактных смарт-карт был выполнен нами для компании "Оптима Тест", которая предлагает инжиниринговым предприятиям получить сертификат соответствия на кабеля силовые и оптические, причем база данных системы доступа включает более 500 идентификационных карт. Если смарт-карта, настроенная на резонансную частоту терминала, вносится в ближнее поле терминала, она извлекает из этого поля часть энергии. Это вызывает увеличение тока в обмотке связи терминала, что может быть детектировано как возросшее падение напряжения на внутреннем сопротивлении терминала.

Из-за слабой индуктивной связи между обмоткой в терминале и обмоткой в карте изменения напряжения, индуцируемого в терминале нагрузочной модуляцией, очень малы. На практике амплитуда используемого сигнала составляет только несколько милливольт. Такие сигналы могут быть выделены довольно сложной схемой, поскольку на них накладывается значительно больший сигнал около 80 дБ, передаваемый терминалом. Однако, если применить дополнительный поднесущий сигнал, тогда сигнал принимаемых терминалом данных появляется в виде двух боковых полос терминала. При использовании полосового фильтра сигнал одной из боковых полос может быть отфильтрован от значительно более сильного сигнала терминала и затем усилен. После этого его можно легко демодулировать. Недостатком модуляции с использованием поднесущей является необходимость в более широкой полосе пропускания, чем при прямой модуляции. По этой причине данный метод может быть использован не на всех диапазонах частот.


Кроме отмеченных выше технических преимуществ технология бесконтактных смарт-карт предлагает ряд новых возможностей для пользователей. В частности, не требуется обязательно вставлять бесконтактную карту в считыватель карт, поскольку существуют системы считывания, которые действуют на расстоянии до 1 метра. Это свойство очень полезно в системах контроля доступа, поскольку для авторизации доступа человеку не нужно вынимать карту из кармана или кошелька и вставлять ее в считыватель. Одной из областей применения такой технологии является общественный транспорт, в котором за короткое время требуется идентифицировать большое количество пассажиров. Другая интересная возможность в использовании бесконтактных карт связана с применением терминала с рабочей плоскостью считывания.

В этом случае карта не вставляется в щель, а просто прикладывается к маркированной площадке на поверхности считывателя. Кроме простоты использования это решение привлекательно благодаря значительному снижению риска вандализма (из-за перегиба или застревания карты в щели считывателя). Технология массового производства бесконтактных карт достигла уровня зрелости, когда высококачественные продукты для бесконтактной электронной идентификации доступны по ценам, которые незначительно отличаются от цен сопоставимых смарт-карт контактного типа.