非接觸式無線讀卡器的製作方法

2023-05-03 07:09:01 2

專利名稱：：非接觸式無線讀卡器的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及讀卡器
技術領域：
，尤其涉及一種非接觸式無線讀卡器。
背景技術：
：非接觸式無線讀卡器採用射頻或電磁感應等原理，在不接觸IC卡的情況下可對IC卡進行數據的讀寫。如中國專利號ZL200420O88654.6的實用新型就公開了一種遠距離讀卡器。不同廠商生產的IC卡，可能會設置採用不同的協議傳輸數據，或者不同的加解密算法對所傳輸的數據進行加密，甚至需要採用不同類型的讀卡電路實現對不同類型IC卡的讀寫。而各個廠商生產的讀卡器，是基於一特定的數據傳輸協議，以及一特定的數據加解密算法，甚至特定的讀卡電路進行製造，這導致了讀卡器無法讀取其他類型的IC卡，例如，採用不同加解密算法或採用不同數據傳輸協議的IC卡。可見，目前的讀卡器很難兼容其它公司類型的IC卡產品，其應用受到了很大的限制。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的主要目的在於提供一種非接觸式無線讀卡器，以實現對不同類型IC卡的讀寫。本實用新型提供的非接觸式無線讀卡器，包括天線單元，用於讀卡單元與IC卡之間的數據發送與接收；讀卡單元，包含有不同的讀卡子單元，用於對不同IC卡的識別和對不同IC卡數椐的讀寫；開關單元，連接在天線單元和讀卡單元之間，並與控制單元相連，用於接收控制單元的控制指令，將控制單元選擇的讀卡子單元接通至天線單元；存儲單元，存儲有供不同IC卡所使用的不同的數據傳輸協議和不同的數據加解密算法；控制單元，與存儲單元、讀卡單元、開關單元相連，用於從讀卡單元中選取可使用的讀卡子單元、控制開關單元將其接通至天線單元，以及從存儲單元中讀取可使用的數據傳輸協議和加解密算法對IC卡數據進行讀取和解密；無線接口單元，與控制單元相連，用於實現控制單元與遠端設備的通訊。其中，所述天線單元包括依次相連的天線線圏、發射/接收電路、信號濾波器；其中，天線線圏用於讀卡器和IC卡之間信號的傳遞；發射/接收電路用於進行電信號與電磁場信號的轉換；信號濾波器用於進行信號濾波。其中，所述讀卡單元子單元包括第一讀卡子單元，用於讀取法國INSIDE公司生產的IC卡；第二讀卡子單元，用於讀取其他通用類型的IC卡。其中，所述存儲單元包括協議存儲子單元，用於存儲不同的數據傳輸協議；加解密算法存儲子單元，用於存儲不同的數據傳輸加解密算法。其中，所述無線接口單元包括至少以下之一GPRS單元、藍牙單元、紅夕卜單元。其中，還可進一步包括USB接口單元、RS232接口單元。其中，進一步包括SAM卡認證單元，與控制單元相連，用於對使用該讀卡器的用戶進行SAM卡權限認證。其中，進一步包括鍵盤單元，與控制單元相連，用於向讀卡器輸入信息。其中，進一步包括顯示單元，與控制單元相連，用於將讀卡器信息進行顯示。由上可以看出，本實用新型提供的讀卡器，採用了多種類型的讀卡電路、多種協議及加解密算法，因此本實用新型讀卡器可兼容不同廠商、不同類型的IC卡的讀取。例如，可兼容多種IC卡標準(14443TYPE-A/TYPE-B，15693標準)，支持Inside系列產品和飛利浦系列產品(包括CPU卡和邏輯卡)IC卡，還支持符合14443TYPE國A/TYPE-B的CPU卡。另外，本實用新型採用232串口及USB口兩種通信模式與上位機通訊，使接口的可選性增大。還可採用無線通訊單元，如GPRS無線通訊單元，從而可實現通過無線通訊與遠端上位才幾進行通訊，適應許多現場移動辦公的需要。不僅如此，還可採用SAM卡認證單元，以支持SAM卡安全認證。圖1是本實用新型讀卡器原理圖；圖2是本實用新型讀卡器讀卡流程圖；圖3是本實用新型讀卡器讀卡過程中選取數據傳輸協議和讀卡子單元的流程圖；圖4是本實用新型第一讀卡子單元電路圖；圖5是本實用新型第二讀卡子單元電路圖；圖6是本實用新型信號濾波器電路圖；圖7是本實用新型發射/接收電路的電路圖；圖8是本實用新型開關單元的電路圖。具體實施方式以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。如圖1示出了本實用新型讀卡器原理圖，包括天線單元、讀卡單元、開關單元、存儲單元、控制單元、接口單元。其中，天線單元用於實現讀卡單元與IC卡之間的信號發送與接收。天線單元包括依次相連的天線線圏、發射/接收電路、信號濾波器。其中，天線線團用來實現在讀卡器和IC卡之間傳遞信號，具體來說，即向IC卡發送信號，以及接收IC卡信號並傳遞給發射/接收電^各。發射/接收電路用於實現電磁轉換，即電信號和電磁場信號的轉換功能。具體來說，將從天線線圏接收的信號進行電磁場到內部使用的電信號的轉換，以及將要發送的電信號轉換為電磁場信號傳輸到天線線圏進行發射。信號濾波器用於進行信號濾波，抑制和消除電路中的電磁千擾，可由EMC濾波器(電磁兼容性濾波器)實現。讀卡單元，用於對IC卡的識別和對IC卡數據的讀寫，包括對天線單元傳輸過來的信號解碼為內部可識別數據，以及對要發送的數據進行編碼傳遞給天線單元。其中，包含用於讀取不同類型IC卡的不同的讀卡子單元，例如包括第一讀卡子單元，用於讀取法國INSIDE公司生產的系列IC卡；第二讀卡子單元，用於讀取其他通用類型的IC卡，如華大電子公司、清華同方微電子公司、飛利浦公司生產的IC卡。不難理解，當存在不兼容前兩讀卡子單元的第三類型的IC卡時，還可相應的包括第三讀卡子單元。設置不同的讀卡子單元，是為了實現對要求不同讀卡電路的不同IC卡的硬體支持。開關單元，連接在天線單元和讀卡單元之間，並與控制單元相連，用於接收控制單元的控制指令，將控制單元選擇的讀卡子單元接通至天線單元。存儲單元，包括協議存儲子單元和加解密算法存儲子單元，分別存儲有不同類型的IC卡所使用的數據傳輸協議，不同廠商所生產的IC卡所使用的數據傳輸的加解密算法。控制單元，與存儲單元、讀卡單元、開關單元相連，用於實現對存儲單元的讀取及對讀卡單元、開關單元的控制。以實現從讀卡單元中選取合適的讀卡子單元接通至天線單元，以及從存儲單元中選取合適的數據傳輸協議進行IC卡數據的讀取和傳輸，以及根據從存儲單元中讀取的加解密算法對讀取的IC卡數據進行數據解密。無線接口單元，與控制單元相連，用於實現控制單元與遠端設備上位機的通訊，接口單元可以包括GPRS單元，或者藍牙或紅外線等單元，以實現與遠端上位機進行通訊。還可以包括USB接口單元、RS232接口單元，相連的上位機進行通訊。還可包括SAM卡認證單元，與控制單元相連，用於對使用該讀卡器的用戶進行SAM卡權限認證，當認證通過後才允許用戶以相應的權限使用該讀卡器。還可包括與控制單元相連的鍵盤單元，用於向讀卡器輸入信息，如可以是要寫入IC卡的信息、傳給上位機的信息、鑑權認證的信息容還可包括與控制單元相連的顯示單元，用於將相應的信息顯示給用戶。通常狀態下，當讀卡器進行尋卡時，讀卡器的控制單元輪流依次選擇各個讀卡子單元、並相應的控制開關單元將選擇的讀卡子單元接通至天線單元，並且在使用每個讀卡子單元時，從存儲單元中依次讀取不同的數據傳輸協議進行信號的發送以進行尋卡。當在尋卡的過程中接收到來自IC卡的響應信號時，則讀卡器對接收的信號進行匹配識別以進行讀卡。下面參見圖2示出讀卡器尋卡、讀卡流程圖，對該過程進行說明步驟201:從讀卡單元中選取的讀卡子單元使用從存儲單元中選取的數據傳輸協議，通過天線單元發送讀卡信號。例如，控制單元可首先選取第一數據傳輸協議，首先選取第一讀卡子單元，可設置第一讀卡子單元用於讀取通用類型的IC卡，該類型的IC卡使用比較廣泛。其中，天線單元發送信號過程包括信號濾波器對來自讀卡單元的信號進行濾波，再經發射/接收電路對該信號進行電信號到電磁場的轉換，再通過天線線圏發送出去。步驟202:靠i^天線單元的IC卡由於電磁感應IC卡上電，並對來自天線單元的信號進行響應。步驟203:天線單元接收IC卡的響應信號並傳遞給讀卡單元，具體包括天線線圏接收響應信號，並由發射/接收電路對該信號進行電磁場到電信號的轉換，再經過信號濾波器濾波後傳遞給讀卡單元。步驟204:讀卡子單元識別天線單元所傳遞過來的信號，具體可採用如下的子步驟步驟204a204b:當前所選取的讀卡子單元使用當前所選取的數據傳輸協議對天線單元傳輸過來的數據進行匹配，若可以讀取出該數據，則執行步驟205，否則執行步驟204c;步驟204c204d:控制單元從存儲單元中讀取下一數據傳輸協議，返回步驟204a;並且，當數據傳輸協議全部被選取過後，則執行步驟204e;步驟204e204f:控制單元選取下一讀卡子單元，返回步驟204a。並且，當所有讀卡子單元都被選取過後，則提示用戶該IC卡無法識別。步驟205:控制單元從識別出的天線單元傳輸過來的數據中讀取出數據中攜帶的廠商標識(其中，廠商標識可以置於數據的每個數據包的包頭中)，控制單元從存儲單元中讀取出該廠商標識對應的加解密算法，並使用該算法對數據中攜帶的用戶數據進行解密，獲得用戶數據。不難理解，這裡雖然使用廠商標識來標識所對應的加解密算法，也可以單獨設置一字節用來標識加解密算法。目前，數據傳輸協議包括TYPE-A和TYPE-B兩種，除了法國INSIDE公司系列IC卡需要使用特定讀卡單元和TYPE-A協議進行讀取外，其他廠商IC卡均為通用類型，可支持通用的讀卡單元、TYPE-A或TYPE協議。因此，上述第一讀卡子單元可設置為通用類型的讀卡子單元、第二讀卡子單元可設置為用於讀取法國INSIDE公司系列IC卡的讀卡子單元，第一數據傳輸協議可設置為TYPE-A協議，第二數據傳輸協議可設置為TYPE-B協議。下面參見圖4~8，示出了實現本實用新型讀卡器的一具體電路圖。其中圖4是第一讀卡子單元電路圖，其讀卡主晶片採用了MFRC531讀卡晶片，該晶片AD0AD7用於連接控制單元進行數據傳輸，RC531—TX1、RC531JTX1和RC531—RX埠連接至圖8開關單元相同名稱的相應埠。圖5是第二讀卡子單元電路圖，其主晶片採用了PICOREAD-RF和PICOREAD-MCU晶片，PICOREAD-RF和PICOREAD-MCU晶片通過對應的CS、M_SCK、M—SDI、M—SDOUT端子相連；PICOREAD-RF的INSIDE—TX1、INSIDEJTX2、INSIDE—RX連接至開關單元相同名稱的相應埠，PICOREAD-MCU的RX_PRO、TX_PRO用於與4空制單元相連。圖6是信號濾波器電路圖，其中J4各端子與圖7發射/接收電路的J5相應端子相連，圖6左側RX、TX1、TX2連接到圖8開關單元相同名稱的相應端子上。該圖中電感和電容可採用如下表1示出的數值元件取值範圍0.8uH2.2uH0.8uH2.2uHCOal68pF134pFCOa268pF134pFCobl68pF134pFCob268pF134pF表1圖7是發射/接收電路的電路圖，如上已經描述，其J5連接到圖6信號濾波器電路的J4上。該圖中電阻和電容可採用如下表2示出的數值。採用本實用新型所描述的參數，則讀卡器可以讀取各種IC卡元件取值範圍CSal15pF36pFCSbl15pF36pFtableseeoriginaldocumentpage11表2圖8是開關單元的電路圖，其主晶片採用了ADG888晶片。如上已經說明其端子與第一、第二讀卡子單元、濾波電路相應的端子相連，此處不再贅述，其SELECT—TX、SELECT—RX用於與控制單元相連，以接收控制單元的控制指令控制相應端子的4矣通或斷開。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍權利要求1.一種非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，包括天線單元，用於讀卡單元與IC卡之間的數據發送與接收；讀卡單元，包含有不同的讀卡子單元，用於對不同IC卡的識別和對不同IC卡數據的讀寫；開關單元，連接在天線單元和讀卡單元之間，並與控制單元相連，用於接收控制單元的控制指令，將控制單元選擇的讀卡子單元接通至天線單元；存儲單元，存儲有供不同IC卡所使用的不同的數據傳輸協議和不同的數據加解密算法；控制單元，與存儲單元、讀卡單元、開關單元相連，用於從讀卡單元中選取可使用的讀卡子單元、控制開關單元將其接通至天線單元，以及從存儲單元中讀取可使用的數據傳輸協議和加解密算法對IC卡數據進行讀取和解密；無線接口單元，與控制單元相連，用於實現控制單元與遠端設備的通訊。2.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，所述天線單元包括依次相連的天線線圏、發射/接收電路、信號濾波器；其中天線線圏用於讀卡器和IC卡之間信號的傳遞；發射/接收電路用於進行電信號與電磁場信號的轉換；信號濾波器用於進行信號濾波。3.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，所述讀卡單元子單元包4舌第一讀卡子單元，用於讀取法國INSIDE公司生產的IC卡；第二讀卡子單元，用於讀取其他通用類型的IC卡。4.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，所述存儲單元包括協議存儲子單元，用於存儲不同的數據傳輸協議；加解密算法存儲子單元，用於存儲不同的數據傳輸加解密算法。5.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，所述無線接口單元包括至少以下之一GPRS單元、藍牙單元、紅外單元。6.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，進一步包括至少以下之一USB接口單元、RS232接口單元。7.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，進一步包括SAM卡認證單元，與控制單元相連，用於對使用該讀卡器的用戶進行SAM卡權限認證。8.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，進一步包括鍵盤單元，與控制單元相連，用於向讀卡器輸入信息。9.根據權利要求1所述的非接觸式無線讀卡器，其特徵在於，進一步包括顯示單元，與控制單元相連，用於將讀卡器信息進行顯示。專利摘要本實用新型提供了一種非接觸式無線讀卡器，包括天線單元，用於讀卡單元與IC卡間的數據傳輸；讀卡單元，包含不同的讀卡子單元，用於對不同IC卡的識別和數據的讀寫；開關單元，連接在天線單元和讀卡單元之間；存儲單元，存儲供不同IC卡所使用的不同的數據傳輸協議和數據加解密算法；控制單元，用於從讀卡單元中選取可使用的讀卡子單元、控制開關單元將其接通至天線單元，以及從存儲單元中讀取可使用的數據傳輸協議和加解密算法對IC卡數據進行讀取和解密；接口單元，與控制單元相連，用於實現控制單元與上位機的通訊。使用本實用新型，可實現對不同類型IC卡的讀寫。文檔編號G06K7/00GK201054146SQ20072014775公開日2008年4月30日申請日期2007年4月27日優先權日2007年4月27日發明者張永軍,谷雲輝,鍾朝暉申請人:交通部科學研究院