RFID技术在打印机中的应用

林晓铮

福建实达电脑设备有限公司 福建 350002

0 前言

RFID技术的基本工作原理为当电子标签进入磁场后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag，无源电子标签)，或者主动发送某一频率的信号(Active Tag，有源电子标签)；读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

1 MIFARE® RF interface

如下表所示，MIFARE®RF interface工作在 13.56MHz下，通信方式为半双工，MIFARE卡是无源的，需凭借感应获得能量。

MIFARE®RF interface的通信如下图，先获得能量传输，然后才是后续的数据交互，读卡器的天线谐振频率为13.56MHz：

从读写器发送到卡的数据是Miller编码，编码方式如下：

读卡器收到的回传数据是Manchester编码，该信号同时还经过子载波(847.5KHz)调制和负载调制，见下图：

2 RFID在打印机中的应用

RFID技术因其判断速度快，可以进行加密的优点，对金融行业有着很强的吸引力，目前国内金融行业已经开始引入RFID存折，采用的是打印和RFID读写分开的方式。RFID存折内置芯片，这个芯片可以是普通的存储单元，也可以是加密芯片或CPU芯片，用于存储存折的信息和客户信息，这些信息以加密的形式存放在RFID存折中，银行系统可以通过访问这些信息来获取客户信息和辨别存折的真伪。

2.1 RFID系统的基本组成部分

最基本的RFID系统由三部分组成：

下图展示了一个典型 的RFID系统，并说明各部分如何互相配合运作。

2.2 RFID打印机的组成

RFID存折打印机由存折打印机和RFID模块组成，它内置在打印机内，并与由打印机完成数据的解释。

2.3 RFID打印机与主机的接口方案

与主机系统接口可以为USB口、也可以为串口。

2.4 数据操作方式

(1) 打印数据与标签数据共用接口方式

这种方式只用一个接口(USB或串口)与主机(或终端)通信。

(2) 打印数据与标签的数据共用接口方式

这种方式需用两个接口与主机(或终端)通信，一个接口(并口或串口)送打印数据给打印机，一个接口(串口或与USB)送标签数据给打印机。

2.5 业务流程

具体数据流程顺序如下：

(1) 柜员系统通知RFID存折打印机读取存折信息；

(2) 存折打印机读取 RFID存折信息并回送给银行柜员系统；

(3) 银行柜员系统查询该信息是否正确；

(4) 如果信息正确，存折打印机打印相关业务信息，柜员系统通过存折打印机在RFID存折中写入信息，业务完毕；

(5) 如果信息不正确，则警示客户并通知打印机退出存折。

3 应用演示

3.1 RFID打印机的通信方式

本演示案例中，RFID存折打印机提供银行柜员系统与RFID存折信息交互的一个通道，银行柜员系统通过USB接口连接打印机，打印机则通过内置RFID模块的天线发射射频信号与RFID存折进行通信，具体数据传输通道如下图所示。

3.2 RFID打印机的具体执行流程

银行柜员系统完全控制打印机以及RFID存折的全部操作，也就是说，银行柜员系统是三方通信的发起者，银行柜员系统、RFID存折打印机、RFID存折三者配合完成一笔打印业务具体执行流程如下图所示。

(1) 银行柜员系统发送数据到RFID存折打印机的RFID模块，RFID模块再将数据转发给RFID存折，银行柜员系统每发送一次数据到RFID模块，RFID模块必返回相应的数据(除非数据有误或通信线路断掉)。

(2) 银行柜员系统发送的数据类型包括 RFID存折密码校验、RFID存折数据读写，若数据格式、内容符合要求，则存折打印机的RFID模块返回本次通信成功的数据；反之，则返回通信失败、无卡等数据。

(3) 银行柜员系统间接发送指定的存折密码到RFID存折，RFID存折经存折打印机FRID模块返回密码正确与否的数据；若密码正确，银行柜员系统才可对RFID存折进一步操作。

(4) RFID存折密码验证正确之后，银行柜员系统再次读取RFID存折存储的用户信息，然后验证该用户信息是否正确，只有信息正确银行柜员系统方可改写RFID存折的存储信息，并执行最终的打印操作。

(5) 上图显示 RFID存折打印机打印一笔业务必须经历的步骤，前面的任何一步出错都无法执行打印操作，若出错则“重新身份识别”，之后所有操作正确方可打印。

3.3 测试界面

操作界面各控件说明：

(1)“打开/关闭USB设备端口”按钮可以识别跟PC机连接的实达打印机，按钮点击后弹出对话框指示有没有指定的实达打印机连接。

(2)“开户”按钮执行下列操作，将姓名、身份证号编辑框的信息写到RFID存折。

(3)“信息核对”按钮读取RFID存折中用户的姓名、身份证信息，然后跟此时编辑框的姓名、身份证号一一比较，若信息核对正确，则“打印”按钮可操作(此前按钮是灰色的)。

(4)“姓名”编辑框最多可输入5个中文字符。

(5)“身份证号”编辑框最多可输入18个数字。

(6) 截图中间的编辑框显示每次操作状态，以及最终信息核对成功后从存折读取的用户信息。

(7)“清空”按钮清除操作编辑框所有数据。

说明：

该界面演示程序每次只能操作一个存折。

4 RFID技术在金融业的应用前景与存在的问题

存折是银行票据业务中的重要交换凭证，目前使用的防伪手段主要有采用水印纸、证券纸、布纹纸等专用纸张，采用防涂改油墨、荧光油墨等专用防伪油墨，采用防复印底纹、缩微文字等防伪设计，采用隔色印刷、烫印等印刷方式，采用全球惟一的账号，这些方法基本上涵盖了防伪技术的各个方面，但是，这些防伪手段不作为银行与用户间的信息交流通道，银行电子系统尤其是ATM自助终端获取用户信息的惟一通道是存折上的磁条，磁条作为信息载体，记录储户的账号、密码等信息，银行系统对磁条上信息进行加密，并通过磁条读写器和配套的软件系统写入和读取用户信息(账号、密码等)与储户发生交易。

但是近年，屡有“克隆”存折，盗取储户资金的案件发生。盗窃犯取走储户的存款，不仅要窃取到存折的账号和密码，而且需要通过银行检验存折磁条这一关，即破解银行对磁条上信息的加密，目前国内各个银行都有一套固定的加密算法，克隆存折并顺利取走存款，说明银行的加密算法可能被破解，这不仅涉及到个人保密问题，而且关系到银行系统的安全问题。因此，提高存折的防伪性能尤其信息载体的防伪性能是十分必要的。

将RFID 技术应用到存折上，替代磁条，作为信息存储介质，由于RFID 电子标签的内植芯片所承载的电子信息复制难度较大，其存储容量有能力为每个商品提供全球惟一的商品编码，并且还可通过标签自损毁的方式防止标签被非法重用，因此RFID 技术在提升存折信息载体防伪能力方面极具优势。与存折上的现有信息载体——磁条相比，电子标签是一种突破性的技术，无需人工接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，并且操作快捷方便，具备防伪功能。

因此，采用RFID具有如下优点：

(1) 安全性：由于 RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变更；

(2) 可以识别单个的非常具体的物体，而不是像磁条那样只能识别一类物体；

(3) 采用无线电射频技术，可以透过外部材料可靠的读取数据；

(4) 电子标签无需正对扫描，读写速度快，并且可以同时对多个物体进行识读，而磁条只能一个一个的识读；

(5) 读、写单元不需要与收发器有可视接触，完全可以集成到产品里面，因此，收发器对潮湿、肮脏和机械影响不敏感，对环境要求较低；而磁条只能烫印到存折表面,对潮湿、干扰等都有要求；

(6) 电子标签可由银行收回重复使用，能节约成本。

不可否认，RFID电子标签作为存折上的信息载体也存在一定的劣势：首先，RFID 电子标签的自身成本较高，在存折上引入电子标签，必将在现有基础上增加存折的成本。其次，采用RFID存折，会增加银行系统的综合使用成本，RFID 作为一种信息载体，银行要配备相应的软、硬件系统才能正常应用。当然这个是一次性的投入。

我国RFID技术应用和发展较晚，但随着2006年《中国射频识别RFID技术政策白皮书》的发布，相关的技术规范、技术标准和政策的推出极大的推动了 RFID技术在国内各领域的应用。目前国家高技术发展计划(863计划)“基于RFID的银行票据防伪应用研究”课题示范工程中国光大银行试点工作在光大天津分行启动，RFID存折示范试点工程的正式启动，标志着金融领域对 RFID的安全防伪和信息处理优势的认可。随着RFID技术的不断完善以及RFID标签的成本的不断降低，RFID不仅会应用在存折上，还会广泛使用于银行票据、支票等支付领域，RFID技术将在确保银行票据真实，提高工作效率，创造新的金融服务必将发挥更大的作用。

[1]李锦涛,郭俊波,罗海勇,曹岗,冯波,陈益强.射频识别(RFID)技术及其应用.2004.

[2]Finkenzeller K.RFID Handbook.1999.

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[4]盛秋林,王博.基于 RFID 技术的身份码发射器的硬件设计.湖北工业大学学报.2010.