NFC读写器用户手册.pdf

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1、粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 1 / 19 NFC读写器用户手册 粤之瑞科技（深圳）有限公司 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 2 / 19 文档修订记录 序号变更（ +/- ）说明作者版本号日期批准 1 制定文档粤之瑞V1.0 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 3 / 19 目录 1.概述 . 4 2.符合标准 . 4 3.基本特征 . 4 3.1. 硬件构成 . 5 3.2. 通信方式 . 5 3.3. NFC 读写器和终端设备的连接. 6 3.4. NFC 读写器的取电模式. 6 4.通信协议 . 6 4.1.物理层 . 6 4.2.链路层 . 6 4.2.1.通讯数据包定义 6 4.2.

2、2. 协议描述 7 4.3.数据单元格式. 8 4.3.1.命令单元格式 . 8 4.3.2.应答单元格式 . 8 5.读写器操作指令. 9 5.1 NFC 卡片操作指令 9 5.1.1. 连接 NFC 卡片 9 5.1.2. 断开 NFC 卡片连接 11 5.1.3. 操作 NFC 卡片数据 11 6.操作流程 . 13 7.使用示例 . 14 7.1.TypeB 卡读写（卡片为二代身份证） . 14 7.2.TpyeA CPU 卡读写（卡片为银行卡） 15 7.3.Mifare 卡读写 . 16 7.4.FeliCa 卡读写 . 17 8.常见问题解答. 18 9.定制开发 . 18 10

3、.联系我们 . 19 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 4 / 19 1. 概述 本文档适用于使用NFC 读写器（以下简称读写器）进行终端开发的用户。 终端开发者通过发送串口命令的方式操作读写器与NFC 卡进行数据交换，从而 进行增值应用开发。通过阅读本文档，终端开发者可以在无需考虑NFC 通信实 现细节情况下， 借助读写器来迅速创建、 或改造现有系统使之适合NFC卡应用。 2. 符合标准 ISO/IEC14443 Type A 、B、FeliCa 、 ISO/IEC10892 3. 基本特征 读写器的基本特征见下表： 射频工作频率13.56MMHz 射频有效操作距离10cm 串口波特率1152

4、00 bps( 默认 ) 供电电源DC 5V 读写器消耗电流150mA 通讯接口UART 工作温度-20 65 工作湿度相对湿度 0 95 尺寸84.9mm 64.9mm 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 5 / 19 3.1. 硬件构成 1)安全主控，完成读写器内部各接口的控制和安全管理功能； 2)NFC驱动模块，主要负责完成与NFC卡的射频通信功能； 读写器内部结构逻辑如下图所示： 安全主控 NFC 驱 动模块 天线 NFC 读写器模块 终端设备NFC 卡 UART 空中接 口 图 1 读写器内部结构逻辑图 3.2. 通信方式 读写器与 NFC卡、终端设备的通信方式如下图所示： NFC卡读写

5、器终端设备NFC卡 PSAM 读写器串行接口协议空中接口协议 图 2 读写器与外部的通信方式 读写器与终端设备之间采用UART接口通讯，由终端设备实现所有业务逻辑。 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 6 / 19 3.3. NFC 读写器和终端设备的连接 NFC 读写器终端设备 VccVcc RX RXTX TX GNDGND UART 图 3-读写器与终端设备的UART接口连接示意图 3.4. NFC 读写器的取电模式 NFC读写器直接从其嵌入的终端设备（如金融POS 、闸机等）取电，最大取 电电流 150mA。 4. 通信协议 4.1. 物理层 读写器采用终端设备串口供电或单独外部供电方式，

6、电压5V。读写器串口 与终端设备串口相连，采用3.3V CMOS电平，异步全双工通讯，波特率默认为 115200bps。数据格式为 1 位起始位、 8 位数据位和 1 位停止位，无校验位。 终端设备向读写器发送命令时， 在同一个命令内， 相连两个发送字符之间的 间隔不应大于 10 个字符时间，否则读写器可能会认为命令超时导致无任何响应。 4.2. 链路层 4.2.1. 通讯数据包定义 通信数据包如下图所示： STX(0x02)Len_HiLen_LowDataLRCETX(0x03) 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 7 / 19 通讯数据包项目、长度、含义说明对应见下表： 通讯数据包项目含义一

7、览表 序号项 目长度（字节）说明 1 数据包头（ STX ）1 常量： 0x02 2 数据单元长度（Len）2 需传输的数据单元Data 部分的长度，高 字节在前，低字节在后。 例如： 0x0010 表示 Data 部分有 16 个字 节。 3 需传输的数据单元 (Data) 不定 长度由 Len 指出，数据单元头两个字节是 命令码 （终端发送命令到读写器）或状态 码（读写器返回数据给终端），后面是其 它参数。 4 冗余检验值（LRC ）1 Data 部分数据各字节异或值。 5 数据包尾（ ETX ）1 常量： 0x03 数据包总长度为：Len + 5字节，最长不能超过512 字节。 4.2.

8、2. 协议描述 终端设备首先发送一个命令数据包， 发送完成后等待来自读写器的应答数据 包。 NFC读写器正确收到命令数据包后，便执行命令，然后回应应答数据包。 如果终端设备在规定的最长时间内未能收到正确的应答数据包，便结束本 次数据通讯，并提示出错信息。 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 8 / 19 4.3. 数据单元格式 4.3.1.命令单元格式 终端设备向读写器发送的数据包称为命令数据包，命令数据包的格式如下图 所示： CommandHCommandLCommand ParamSTX(0x02)Len_HiLen_LowLRCETX(0x03) 命令单元格式见下表： 命令单元格式一览表 项

9、目长度说明 CommandH 1字节命令类别 CommandL 1字节命令代码 【参数】不定长命令参数，不是所有命令都有 4.3.2.应答单元格式 读写器向 POS机发送的数据包称为应答数据包，如下图所示： StatusHStatusLStatus DataLRCETX(0x03)STX(0x02)Len_HiLen_Low 应答单元格式见下表： 应答单元格式一览表 项目长度说明 StatusH 1 字节状态码高字节 StatusL 1 字节状态码低字节 【数据】不定长应答数据，不是所有应答都有 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 9 / 19 5. 读写器操作指令 5.1 NFC 卡片操作指令

10、5.1.1. 连接 NFC 卡片 本命令用于要求读写器在DelayTime时间内查寻 NFC卡片是否进入感应区， 并连接进入感应区的NFC卡片。 命令数据单元： 命令数据单元含义一览表 标识内容说明 CommandH A2H 卡片操作命令类别 CommandL 31H 连接 NFC卡片命令代码 DelayTime 2 字节 等待卡进入感应区时间，高位在前，低位 在后。为 0 时：感应区无卡直接返回失败； 为 0xFFFF时,一直寻卡，直到卡进入感应 区； 其它值时：在DelayTime 毫秒时间内一直 判断卡是否进入感应区 应答数据单元： 应答数据单元含义一览表 标识内容说明 Status 0

11、0H, 00H 连接成功 ,此时返回有后续数据 A0H, 01H 读写器已连接， 或 Delaytime 设置为 00 时 连接失败返回 A0H, 06H 在 Delaytime 时间内连接卡片失败返回 A0H, 07H 命令数据错误 CardType 3 字节当前连接的NFC卡片类型 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 10 / 19 Len 1 字节卡序列号长度（连接成功才返回） Data Len字节卡序列号（连接成功才返回） CardType ： Byte0 Byte1 Byte2 说明 03H 00H 04H ISO/IEC14443 Type A CPU 卡 02H 00H 00H IS

12、O/IEC14443 Type B 卡 01H 00H 00H FeliCa 卡 00H 00H 10H Mifare1 light 00H 08H Mifare Pro 00H 04H Mifare1 S50 00H 02H Mifare1 S70 00H 44H Mifare0 Ultralight 03H 44H Mifare3 Desfire 00H 42H Mifare PlusX Len： 1）当前连接的卡片是ISO/IEC14443 Type A 卡、FeliCa卡时，Len为 UID的长 度。 2）当前连接的卡片是ISO/IEC14443 Type B 卡时， Len为 ATQ

13、B的长度。 Data： 3）当前连接的卡片是ISO/IEC14443 Type A 卡、FeliCa卡时， Data为 UID。 4）当前连接的卡片是ISO/IEC14443 Type B 卡时， Data 为 ATQB 如果 DelayTime参数为 0，在无卡处于读写器感应区时，读写器不用等待直 接返回“连接失败”；如果 DelayTime参数为 0xFFFF 时,一直寻卡，直到卡进入感 应区； 如果 DelayTime参数为其它值时，读写器可在 DelayTime时间内一直寻卡， 直到超时了才返回“连接失败” 。任意 DelayTime 内，如果有卡在感应区但连接 失败，那么读写器不用继

14、续寻卡就直接返回“连接失败”。 当读写器成功连接卡片后，除非1）执行断开连接命令； 2）读写器重新上 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 11 / 19 电，否则读写器对终端再次发送的连接卡片命令均会返回连接失败响应。 5.1.2. 断开 NFC 卡片连接 该命令要求读写器断开与卡的连接。 命令数据单元： 命令数据单元含义一览表 标识内容说明 CommandH A2H 卡片操作命令类别 CommandL 32H 断开连接命令代码 DelayTime 2 字节 等待卡拿离感应区时间，高位在前，低 位在后，参数说明见备注 应答数据单元： 应答数据单元含义一览表 标识内容说明 Status 00H, 0

15、0H 命令执行正确 注：只要发送关闭卡命令，一定返回成功。 5.1.3. 操作 NFC 卡片数据 传输通讯链路建成后， 终端设备和读写器通过该命令开始应用层的APDU命 令的传送。 命令数据单元： 命令数据单元含义一览表 标识内容说明 CommandH A2H 卡片操作命令类别 CommandL 33H 操作卡片数据命令代码 NFC-APDU NFC_len253bytes 与 NFC卡片交互数据，数据格式说明见 表后 应答数据单元： 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 12 / 19 应答数据单元含义一览表 标识内容说明 Status 00H, 00H 卡片正常传回数据 A0H, 02H 读写器

16、处于未连接状态 A0H, 06H 发送或接收超时或者Mifare 卡指令操作 失败 A0H, 07H 操作卡片数据出现错误，不允许空数据 操作 A0H, 08H Mifare 卡不支持的命令格式 NFCR-APDU NFC_LEN254 响应应用协议数据单元，只有Status 返 回 00 时有效 只有在 Status为 00H 00H 的情况下才会有 NFCR-APDU 数据单元，其他情况 是由于卡片无法正常返回数据，所以无NFCR-APDU 。 当 NFC卡为标准的 CPU卡时，关于 NFC-APDU 和 NFCR-APDU 数据格式请参 考 ISO/IEC 7816 规范。 注意：本指令

17、响应返回的时间会根据卡片对相应命令处理时间长短决定，读 写器会等待卡片响应返回后将结果返回给终端。 NFC-APDU 格式说明： （1） 当前连接的卡是标准的TpyeA CPU 卡时，数据格式请参考ISO/IEC 7816 规 范，具体指令集参考该CPU卡的应用规范，如PBOC3.0 ，PBOC2.0等 （2） 当前连接的卡是标准的TpyeB CPU 卡时，数据格式请参考ISO/IEC 7816 规 范，具体指令集参考该CPU卡的应用规范。 （3） 当前连接的卡是 FeliCa卡时，数据格式请参考FeliCa指令集 （4）当前连接的卡是 Mifare 卡（包括 standard 和 Ultra

18、light）遵循以下的数据格 式。Mifare Standard卡命令集： cmd add data response 说明 0x60 1byte keyA (6bytes) UID (4bytes) 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 验证 keyA 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 13 / 19 0x61 1byte keyB (6bytes) UID (4bytes) 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 验证 keyB 0x30 1byte Val(16bytes)： 执行正确 Error(1byte) ：出错 读 Block 0xA0 1byte 1

19、6bytes 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 写 Block 0xC1 1byte 16bytes 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 增值 0xC0 1byte 16bytes 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 减值 0xB0 1byte 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 Transfer 0xC2 1byte 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 Restore 注：Addr=4*扇区号 +块号 增值和减值命令的data 域数据结构如下： Byte 03 47 811 12 13 14 15 V

20、al Val 取反Val Addr !Addr Addr !Addr Mifare Ultralight 卡命令集： cmd add data response 说明 0x30 1byte Val(16bytes)： 执行正确 Error(1byte) ：出错 读 Block 0xA0 1byte 4bytes 0x00：执行正确 Error(1byte) ：出错 写 Block 6. 操作流程 本节描述常见操作的建议流程，用户可参照本节来设计通过读写器和NFC 卡的数据交换。 一个基于读写器的完整操作包括两个过程：终端对读写器发送命令的过程和 读写器对终端发送命令的应答过程。 每一次的操作都

21、必须顺序的完成这一个来回。 建议使用如下的操作流程： 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 14 / 19 发送连接卡 命令 连接成功？ 正常 APDU 交互 发送断开连 接命令 N Y 开始 结束 7. 使用示例 以下是终端通过 Uart 口操作读写器的示例：读取 TypeB卡， TypeA CPU 卡， Mifare 卡，FeliCa卡。 7.1. TypeB 卡读写（卡片为二代身份证） 终端发送： 02 00 04 a2 31 00 00 93 03/ 连接卡片指令，DelayTime=0 读写器返回： 02 00 12 00 00 02 00 00 0C 50 00 00 00 00 D1

22、03 86 07 00 80 90 1D 03 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 15 / 19 说明：黄色部分为NFC卡类型，表明是 TypeB卡，绿色部分为 ATQB 终端发送： 02 00 07 a2 33 00 36 00 00 08 AF 03/ 读取 8 字节序列号指令 说明：红色部分为二代身份证读取序列号指令 读写器返回： 02 00 0C 00 00 41 0A 6B 03 05 B5 8C 6D 90 00 E2 03 说明：绿色部分为二代身份证返回的8 字节序列号， 后面 90 00为 CPU卡的的状 态字，表示命令正确执行，可以参考ISO/IEC 7816规范 终端发送：

23、02 00 07 a2 33 00 84 00 00 08 1D 03/ 读取 8 字节随机数指令 说明：红色部分为二代身份证取随机数指令 读写器返回： 02 00 0C 00 00 22 55 B9 60 6D 88 61 3F 90 00 85 03 说明：绿色部分为二代身份证返回的8 字节随机数， 后面 90 00为 CPU卡的状态 字，表示命令正确执行，可以参考ISO/IEC 7816规范，每次发送该指令返回的随 机数不同，所以才是随机数。 终端发送： 02 00 04 a2 32 00 00 90 03 / 断开卡连接指令 读写器返回： 02 00 02 00 00 00 03 7.

24、2. TpyeA CPU 卡读写（卡片为银行卡） 备注：银行卡需要有 ” Quick Pass ” 闪付标志 终端发送： 02 00 04 a2 31 00 00 93 03/ 连接卡片指令 读写器返回： 02 00 0A 00 00 03 00 04 04 4C 37 28 51 01 03 说明：黄色部分为NFC卡类型，表明是 TypeA CPU 卡，绿色部分为UID 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 16 / 19 终端发送： 02 00 09 a2 33 00 a4 00 00 02 3f 00 08 03/ 选择文件指令 说明：红色部分为CPU卡选择主文件指令 读写器返回： 02 00

25、 1B 00 00 6F 15 84 0E 31 50 41 59 2E 53 59 53 2E 44 44 46 30 31 A5 03 88 01 01 90 00 29 03 说明：绿色部分为选择3F 00文件后返回的控制信息数据，后面90 00为 CPU卡 的状态字，表示命令正确执行，可以参考ISO/IEC 7816规范 终端发送： 02 00 07 a2 33 00 84 00 00 08 1D 03/ 读取 8 字节随机数指令 说明：红色部分为CPU卡取随机数指令 读写器返回： 02 00 0C 00 00 B4 44 E6 52 CA 90 EF F2 90 00 93 03 说

26、明：绿色部分为 CPU卡返回的 8 字节随机数，后面 90 00 为 CPU卡的状态字， 表示命令正确执行， 可以参考 ISO/IEC 7816规范，每次发送该指令返回的随机数 不同，所以才是随机数。 终端发送： 02 00 04 a2 32 00 00 90 03 / 断开卡连接指令 读写器返回： 02 00 02 00 00 00 03 7.3. Mifare卡读写 终端发送： 02 00 04 a2 31 00 00 93 03/ 连接卡片指令 读写器返回： 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 17 / 19 02 00 0A 00 00 00 00 04 04 7C 0C 5E 6D 43

27、 03 说明：黄色部分为NFC卡类型，表明是 Mifare 卡，绿色部分为UID 终端发送： 02 00 0E a2 33 60 07 FF FF FF FF FF FF 7C 0C 5E 6D B5 03/验证 keyA命令 说明：红色部分为Mifare 卡验证 keyA的命令 读写器返回： 02 00 02 00 00 00 03 说明： Mifare 验证 KeyA没有返回值，绿色状态字00 00 表明验证成功，否则状 态字节为 A0 06 终端发送： 02 00 04 a2 33 30 04 A5 03/ 读 Block指令 说明：红色部分为Mifare 卡读 Block命令 读写器返

28、回： 02 00 12 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 说明：黄色状态字00 00 表明读取 Block命令执行成功，绿色部分读出的16 字 节的值， 终端发送： 02 00 04 a2 32 00 00 90 03 / 断开卡连接指令 读写器返回： 02 00 02 00 00 00 03 7.4. FeliCa 卡读写 终端发送： 02 00 04 a2 31 00 00 93 03/ 连接卡片指令 读写器返回： 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 18 / 19 02 00 0E 00 00 01 00

29、00 08 01 01 06 01 58 0E 6E 31 07 03 说明：黄色部分为NFC卡类型，表明是 FeliCa卡，绿色部分为UID 8. 常见问题解答 1)将读写器连接到终端后，无论终端发送任何命令，读写器均无响应。 a)确保终端能给读写器提供5V 150mA的工作电流； b)确保终端的 UART接口能够兼容 3.3VCMOS电平； c)确保终端的 UART接口 TX连接到读写器的 RX ，终端的 UART接口 RX连 接到读写器的 TX； d)串口设置的波特率是否正确。默认情况下，读写器的串口波特率为 115200； 2)终端发送短的命令时，读写器有回应，但是终端发送长的命令时，

30、读写器没 有回应。 a)确保发送长命令时，命令的总字节数不超过512 字节； b)确保发送同一个命令的过程中，两个连续的字符之间的间隔不大于10 个字符时间； c)终端采取先发送STX ，LEN ，DATA ，然后计算 LRC ，再发送 LRC和 ETX的 方式，则有可能在计算LRC时时间较长，导致超过上述限制，被读写器 认为是非法的指令而不作任何响应； d)检查终端的串口波特率是否有偏差。 9. 定制开发 读写器内置安全芯片，集成了DES/3DES ，RSA等算法模块，可以支持： 1、读写器认证密钥灌入，只允许读写器厂家自己认证后才能使用该读写器 2、对储存类卡片数据加密，如Mifare 系列卡、 NTAG系列标签，可以自动把存 储数据加密后再发送给卡片存储，达到防止别人破解卡片的目的 粤之瑞科技 （深圳） 有限公司 19 / 19 3、其他更多的个性化需求 10. 联系我们 公司名称：粤之瑞科技（深圳）有限公司 公司地址：深圳市南山区月亮湾大道2076 号中国高科大厦 7 楼 78025 联系人：杨经理 电话：15813726670 邮箱：S QQ：2425053909 (NFC读写器交流 )