ACR122U NFC-считыватель

Поставка: Proud Tek поставляет ACR122U; при заказе подтвердите количество. Компания ACS указывает его как снятый с производства, поэтому для новой разработки, которая должна оставаться в производстве годами, можно начать с одного из актуальных USB NFC-считывателей ACS — ACR1252U (USB NFC Reader III) или ACR1552U (USB NFC Reader IV), которые мы также поставляем; сравнение ниже перечисляет, что следует проверить в вашем коде PC/SC перед переходом. Если ваше программное обеспечение ещё не написано и вы предпочитаете вызывать функции библиотеки, а не отправлять APDU, другой путь — µFR Classic CS с бесплатным SDK.

Что такое ACR122U

ACR122U — это настольный USB-считыватель/записывающее устройство производства компании Advanced Card Systems (ACS). Компания ACS описывает его как соответствующее PC/SC и CCID, для карт ISO 14443-4 Type A и B, MIFARE, меток ISO 18092 (NFC) и FeliCa на частоте 13.56 МГц. Внутри бесконтактный контроллер NXP PN532 находится за вторым контроллером, который предоставляет USB-интерфейс CCID, поэтому хост видит стандартный бесконтактный смарт-карт-ридер под именем «ACR122U PICC Interface». Его красно-зелёным светодиодом и зуммером можно управлять из вашего приложения.

Из этой конструкции следуют три вещи. Программное обеспечение, написанное для PC/SC, например скрипт pyscard или приложение WinSCard, работает без фирменного SDK. Карты, которые не принимают APDU ISO 7816-4, например MIFARE Classic, доступны через команды с байтом класса FF, которые считыватель преобразует в команды карты (см. таблицу команд ниже). И считыватель работает одновременно только с одной картой: его антиколлизия выбирает одну карту, поэтому предъявляйте карты по одной.

Настройка хоста в Windows, macOS и Linux

Конфликт pn533 в Linux. Ядро Linux имеет собственный драйвер NFC pn533_usb, и его таблица устройств включает USB-идентификатор ACR122U (072f:2200). Ядро подключает считыватель сразу после его подсоединения, раньше, чем pcscd: драйвер CCID в pcsc-lite затем завершается ошибкой «Can't claim interface», и libnfc также не может открыть устройство. Выгрузите модули pn533_usb и pn533, внесите в чёрный список nfc, pn533 и pn533_usb в /etc/modprobe.d (libnfc поставляет именно такой файл чёрного списка), затем повторно подключите считыватель и перезапустите pcscd. Внесение в чёрный список отключает ядерный стек NFC, поэтому делайте это только на хостах, которые не используют его для другого устройства.

Команды PC/SC и ACS, которые отправляет ваше программное обеспечение

Карты ISO 14443-4, такие как DESFire и Java Cards, принимают собственные APDU ISO 7816-4, которые ACR122U пропускает сквозь себя. Другие карты доступны через команды с байтом класса FF, а метки FeliCa и Topaz также принимают свои собственные команды. FF CA, FF 82, FF 86, FF B0 и FF D6 — это команды для карт памяти, определённые в части 3 спецификации PC/SC, поэтому код MIFARE Classic, построенный на них, можно перенести на другой считыватель, который их реализует, хотя слоты ключей и поддерживаемые карты различаются в зависимости от считывателя. Команды для блоков значений FF D7 и FF B1 принадлежат самой компании ACS, как и команды считывателя FF 00, которые ACS называет псевдо-APDU. Все они задокументированы в документе ACS «ACR122U Application Programming Interface (V2.04)». Те из них, которые чаще всего нужны интеграциям, в шестнадцатеричном виде:

При наличии карты на считывателе отправляйте их как обычные передачи (SCardTransmit) на ACR122U PICC Interface. Команды считывателя, такие как светодиод, версия прошивки или настройки опроса, также можно отправлять до предъявления карты, но только через escape-канал PC/SC (SCardControl с SCARD_CTL_CODE(3500) в Windows), который остаётся выключенным, пока вы не включите его, как показано в таблице настройки хоста.

Карты, которые он обрабатывает, и карты, которые он не может обрабатывать

Библиотеки и инструменты, которые с ним работают

• pyscard (Python), API WinSCard (C, C++ и .NET в Windows) и javax.smartcardio (Java) — это уровни PC/SC: откройте ACR122U PICC Interface, отправляйте приведённые выше APDU как передачи, а команды считывателя — через управляющий вызов после включения escape-канала.
• libnfc имеет два драйвера для считывателя: acr122_pcsc, который работает через pcsc-lite, и acr122_usb, который открывает USB-устройство напрямую. В любом случае ядерные модули pn533 не должны быть загружены. Для режимов NFCIP или эмуляции карты без карты на считывателе в README библиотеки libnfc сказано разрешить команду CCID Exchange в libccid (ifdDriverOptions 0x0001). Драйвер acr122_usb сам занимает USB-интерфейс считывателя, как и драйвер CCID в pcscd, поэтому считыватель может удерживать только один из них: остановите pcscd, пока вы используете acr122_usb, или используйте acr122_pcsc.
• nfcpy перечисляет ACR122U в своей таблице оборудования, с поддержкой чтения и записи меток NFC Forum Type 2, 3 и 4 и в качестве инициатора peer-to-peer, но без эмуляции меток и без роли цели peer-to-peer. В его документации не рекомендуется покупать ACR122U для nfcpy, поскольку контроллер CCID перед PN532 препятствует полному использованию чипа; для работы с nfcpy выберите считыватель, который nfcpy поддерживает без этих ограничений.

Распространённые ошибки

• Ключи исчезают после отключения. Ключи, загруженные командой FF 82, находятся в энергозависимой памяти, поэтому загружайте их в начале каждой сессии. Повторно выполняйте аутентификацию всякий раз, когда вы переходите к блоку в другом секторе.
• Запись трейлера сектора. Последний блок каждого сектора MIFARE Classic содержит ключ A, биты доступа и ключ B, поэтому запись в этот блок заменяет ключи и биты доступа. Сначала опробуйте записи трейлера на запасной карте.
• Звуковой сигнал при каждом касании. Зуммер по умолчанию звучит при каждом обнаружении карты; FF 00 52 00 00 отключает его.
• Длинные или большие команды. В списке считывателей драйвера CCID отмечается, что ACR122U не поддерживает расширенные APDU и запросы продления времени, и фиксируются сбои в некоторых версиях прошивки. Проверьте вашу самую большую команду и самую медленную операцию с картой и запишите версию прошивки вместе с результатом.
• MIFARE Classic 4K и NDEF. Компания ACS рекомендует задержку 2 секунды при чтении сообщений NDEF с карт MIFARE Classic 4K.

Как проверить образец

1. Подключите считыватель к компьютеру и сборке операционной системы, на которой вы будете развёртывать систему, и проверьте, что хост его видит: диспетчер устройств в Windows, lsusb и pcsc_scan в Linux.
2. Прочитайте версию прошивки командой FF 00 48 00 00 и запишите её вместе с версией операционной системы и драйвера.
3. Поместите одну карту-образец на считыватель и прочитайте ATR. Для карт памяти и меток его байты имени карты показывают тип, обнаруженный считывателем: 00 01 MIFARE Classic 1K, 00 02 Classic 4K, 00 03 Ultralight, 00 26 Mini, F0 04 Topaz, F0 11 или F0 12 FeliCa. Карты ISO 14443-4 вместо этого несут исторические байты из ATS (Type A) или ATQB (Type B).
4. Прочитайте UID командой FF CA 00 00 00 и сравните его с порядком байтов и числовым форматом, которые хранит ваша система, шестнадцатеричным или десятичным, прежде чем регистрировать партию.
5. Выполните каждую операцию, нужную вашему приложению, на настоящей карте. Для MIFARE Classic: загрузите ключ, выполните аутентификацию, затем прочитайте и запишите тестовый блок, а не трейлер сектора. Для DESFire или Java Card: собственная последовательность команд вашего приложения, включая его самую длинную команду и ответ.
6. Отключите считыватель, подключите его снова и повторите, чтобы вы знали, что ваше программное обеспечение само перезагружает ключи и настройки.

Запросите карты-образцы именно того чипа вместе со считывателем, чтобы тест проводился на том запасе, который вы закажете; стандартные образцы бесплатны.

Характеристики, указанные компанией ACS

ACR122U, ACR1252U или ACR1552U

Все три — USB-считыватели ACS, которые программное обеспечение PC/SC открывает как смарт-карт-ридеры CCID, и все три принимают команды для карт памяти из таблицы команд выше. ACR1552U перечисляет больше типов карт, чем два других, и эти три модели различаются командами считывателя и несколькими ограничениями. Каждая цифра в этой таблице взята из собственных документов ACS для этой модели, ссылки на которые приведены под ней.

Источники: техническая спецификация ACR1252U и руководство по API от ACS, техническая спецификация ACR1552U и справочное руководство, а также руководство по API ACR122U (загрузки PDF).

Проверки кода PC/SC при переходе с ACR122U:

• Имя считывателя. Программное обеспечение, которое выбирает ACR122U по имени считывателя, придётся изменить. Каждый более новый считыватель представляет бесконтактный (PICC) считыватель и считыватель SAM, а в примерах ACS открываются «ACS ACR1252 1S CL Reader PICC 0» или «ACS ACR1552 1S CL Reader PICC 0». Выберите считыватель PICC, а не слот SAM.
• Команды карты переносятся. Get Data (FF CA), Load Keys (FF 82, два энергозависимых слота ключей), Authenticate (FF 86), Read и Update Binary (FF B0, FF D6), команды ACS для блоков значений (FF D7, FF B1) и прозрачная сессия PC/SC 2.0 Part 3 (FF C2) задокументированы для обоих более новых считывателей.
• Команды считывателя меняются. ACR1252U сохраняет четыре псевдо-APDU FF 00 от ACR122U как «команды, совместимые с ACR122U»: FF 00 40 (светодиод и зуммер), FF 00 48 (версия прошивки), FF 00 50 и FF 00 51 (настройки опроса). В остальном оба более новых считывателя принимают escape-команды, начинающиеся с E0 00, отправляемые через SCardControl по escape-каналу (следующий пункт); например, E0 00 00 18 00 возвращает версию прошивки. Звуковой сигнал при обнаружении карты, которым ACR122U управляет командой FF 00 52, — это бит 3 байта поведения, который также задаёт светодиоды, на обоих: прочитайте байт командой E0 00 00 21 00 и запишите его обратно командой E0 00 00 21 01 с очищенным битом 3, чтобы настройки светодиодов остались прежними. ACR1252U сохраняет новую настройку после выключения питания.
• Включите escape-канал для нового считывателя. На ACR122U команды считывателя могут передаваться как обычные передачи, пока карта находится на считывателе, поэтому существующее программное обеспечение могло никогда не использовать escape-канал. На более новых считывателях команды E0 00 передаются только через него. При использовании драйвера CCID от Microsoft в Windows установите EscapeCommandEnable под собственным USB-идентификатором нового считывателя, а не под идентификатором ACR122U VID_072F&PID_2200, или установите драйвер ACS, который, по словам руководства по ACR1552U от ACS, следует установить. В Linux драйвер acsccid от ACS принимает SCARD_CTL_CODE(3500), а драйвер CCID (libccid) из pcsc-lite требует ifdDriverOptions 0x0001 и принимает escape как SCARD_CTL_CODE(1); в macOS установите драйвер acsccid от ACS.
• Без команд PN532. На ACR122U Direct Transmit (FF 00 00 00) передаёт команды его контроллеру PN532, например переключение антенны. Ни один более новый считыватель не документирует команды PN532. Они используют заголовок FF 00 00 00 для команд FeliCa, а ACR1552U — также для команд ISO 14443-3. Радиополе переключается внутри прозрачной сессии PC/SC 2.0 Part 3: FF C2 00 00 02 81 00 начинает сессию, FF C2 00 00 02 83 00 выключает поле, а FF C2 00 00 02 84 00 включает, и FF C2 00 00 02 82 00 завершает сессию. Автоматический опрос остаётся выключенным до завершения сессии, а в руководстве по ACR1552U от ACS предупреждается, что неправильно использованная сессия может остановить обнаружение карт считывателем. Для экономии энергии используйте настройку автоматического опроса ACR1252U (E0 00 00 23), которая может выключать антенну, когда карта не найдена, или команду управления радиочастотным полем ACR1552U (E0 00 00 25).
• Имена карт в ATR. MIFARE Classic 1K и 4K, Ultralight и Mini сохраняют свои байты имени карты (00 01, 00 02, 00 03, 00 26). FeliCa и Topaz меняются: более новые считыватели сообщают 00 3B и 00 30, тогда как ACR122U сообщает F0 11 или F0 12 и F0 04. ACR1552U опрашивает Topaz только после его включения командой Set PICC Polling Type.
• Прошивка. Запишите версию прошивки вашего образца. Компания ACS указывает минимальную версию прошивки для некоторых команд ACR1552U, включая сквозные команды ISO 14443-3 и ISO 15693.

Что поставляет Proud Tek

Мы поставляем ACR122U, количество которого подтверждается для каждого заказа, две актуальные модели ACS, приведённые в сравнении выше, а также карты, метки и наклейки, с которыми вы их тестируете; наши считыватели перечислены в разделе RFID-считыватели. Компания ACS производит все три считывателя и является источником их драйверов, прошивок и руководств; наша часть — поставка, и мы не пишем и не поддерживаем прикладное программное обеспечение. Сообщите нам чип карты, операционную систему хоста и команды, которые отправляет ваше программное обеспечение. Партии, которые вы предпочли бы не кодировать самостоятельно, могут пройти через нашу службу кодирования RFID: мы считываем каждую закодированную карту обратно перед отправкой, каждый закодированный заказ сопровождается отчётом о данных, а для номерных карт мы добавляем UID каждой карты рядом с её напечатанным номером в файле Excel, CSV или XML, что оставляет считыватель для выборочных проверок.