一種可攜式ic卡充值讀寫器的製造方法
2023-05-03 15:16:31
一種可攜式ic卡充值讀寫器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及可攜式IC卡充值讀寫器，包括殼體，所述殼體中設置有處理單元、分別與所述處理單元相連接的接觸式IC卡讀寫接口單元、非接觸式IC卡讀寫接口單元、用於與其他設備通信的USBOTG通信接口單元；殼體中還設置有用於為所述可攜式IC卡充值讀寫器供電的電源管理單元；其中，處理單元通過所述USBOTG通信接口單元接收來自其他設備的控制信號、並根據所接收的控制信號控制所述接觸式IC卡讀寫接口單元和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元進行相應的讀寫操作。用戶使用本實用新型可攜式IC卡充值讀寫器配合智慧型手機，可隨時隨地為IC卡進行充值；且可以根據接入的設備情況，自動切換主、從模式，增加了IC卡讀寫器對應用環境的適應性，^為用戶帶來方便。
【專利說明】一種可攜式IC卡充值讀寫器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能交通領域，更具體地說，涉及一種基於USB OTG通信的可攜式IC卡充值讀寫器。
【背景技術】
[0002]當前對公交卡、一卡通、通行卡等充值都需要到固定的網點去充值，給終端用戶帶來極大的不便。例如，現有高速公路不停車收費應用中，車主使用的通行卡需要進行充值然後才能使用。然而每次充值都需要到固定的營業點充值，營業點若太少，則給使用者帶來極大的不便；若太多，則運營成本高，且資源嚴重浪費。因此需要一種價格低廉、攜帶方便的充值設備來解決這一問題。
[0003]隨著無線通信行業的迅速發展，智慧型手機非常普及，人們利用智慧型手機可以上網，而在手機的應用基礎上增加一個外置讀寫卡器，通過遠程聯機充值操作實現對高速公路IC卡進行充值或其他操作，是解決上述問題的一個途徑。現在的智慧型手機大部分都設置有USBOTG接口，外置讀寫卡器可通過USB OTG接口與智慧型手機通信連接並進行數據交換。
[0004]USB OTG是USB On-The-Go的縮寫，是近年發展起來的技術，主要應用於各種不同的設備或行動裝置間的聯接，進行數據交換。特別是PDA、行動電話、消費類設備。根據《對USB2.0 規範的 OTG 補充(On-The-Go Supplement to the USB 2.0) V1.32006》，USB OTG 標準在完全兼容USB2.0標準的基礎上，增添了電源管理(節省功耗)功能，它允許設備既可作為主機，也可作為外設操作(兩用0TG)。OTG兩用設備完全符合USB2.0標準，並可提供一定的主機檢測能力，支持主機通令協議(HNP)和對話請求協議(SRP)。在OTG中，初始主機設備稱為A設備，外設稱為B設備。可用電纜的連接方式來決定初始角色。用第5個ID腳確定默認主機，兩用設備使用新型min1-AB插座,從而使min1-A插頭、mini_B插頭和min1-AB插座增添了第五個引腳(ID)，以用於識別不同的電纜端點。min1-A插頭中的ID引腳接地，min1-B插頭中的ID引腳浮空。當OTG設備檢測到接地的ID引腳時，表示默認的是A設備(主機)，而檢測到ID引腳浮空的設備則認為是B設備(外設)。
[0005]另外，目前常用的IC卡讀卡器一般情況下都是作為從設備，主控設備與之連接後，通過通信鏈路控制其工作。在與主控設備連接時，需要對連接線兩端的連接器進行人工識別後才能正確連線，並且只有當連線正確時，才能完成數據交換等操作，從而造成用戶使用的不便。再有，有些手機的USB接口不支持OTG接口，只能以從設備模式工作，這樣只能作為從設備的IC卡讀卡器就無法通過這樣的手機進行數據交換。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種可攜式IC卡充值讀寫器。
[0007]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種可攜式IC卡充值讀寫器，包括殼體，所述殼體中設置有處理單元、分別與所述處理單元相連接的IC卡讀寫接口單元、用於與其他設備通信的USB OTG通信接口單元；所述殼體中還設置有用於為所述可攜式IC卡充值讀寫器供電的電源管理單元；所述IC卡讀寫接口單元包括接觸式IC卡讀寫接口單元和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元；其中，來自其他設備的控制信號，通過所述USB OTG通信接口單元接收、並經由所述處理單元傳送至所述接觸式IC卡讀寫接口單元和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元。
[0008]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述處理單元還連接有聲光顯示單元，所述聲光顯示單元包括顯示屏、蜂鳴器及驅動電路。
[0009]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述處理單元包括支持USB_0TG功能的處理器。
[0010]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述處理單元包括USB_0TG驅動電路及與其連接的通用處理器。
[0011 ] 在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述USB OTG通信接口單元包括5針MiniUSB插座及其與所述處理單元的連接電路。
[0012]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，包括與所述處理單元連接的Vbus電源開關電路，所述Vbus電源開關電路根據來自所述處理單元的Vbus電源開關控制信號，連接或切斷向所述5針MiniUSB插座的VBUS引腳提供5V電源的供電電路。
[0013]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述支持USB_0TG功能的處理器包括型號為MKL26Z128VFM4的微控制器。
[0014]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述USB OTG通信接口單元包括5針MiniUSB插座，所述5針MiniUSB插座的GND引腳接地，D-引腳通過第八電阻連接至所述微控制器的USB OTG DM引腳，D+引腳通過第九電阻連接至所述微控制器的USB OTG DP引腳，ID引腳通過電阻第十連接至所述微控制器的USB OTG ID引腳，VBUS引腳通過電阻接地，VBUS引腳與5V電源之間連接有開關管，且所述開關管的控制端連接至所述微控制器的USB PffR 引腳。
[0015]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，所述VBUS引腳通過第六電阻和第七電阻接地，且第六電阻和第七電阻的節點連接至所述微控制器的USB Vbus TEST引腳。
[0016]在本實用新型所述的可攜式IC卡充值讀寫器中，
[0017]所述殼體側面設置有插卡槽，所述接觸式IC卡讀寫接口單元包括所述插卡槽及與其連接的IS07816-3接口電路，且所述IS07816-3接口電路與所述處理單元連接；及
[0018]所述非接觸式IC卡讀寫接口單元包括非接觸式IC卡讀寫晶片及與其連接的天線電路，所述處理單元通過總線與非接觸式IC卡讀寫晶片連接。
[0019]實施本實用新型，具有以下有益效果:使用本實用新型的可攜式IC卡充值讀寫器，配合智慧型手機或其他通信終端設備，用戶可隨時隨地為公交卡、一卡通、或通行卡等充值；且由於本實用新型的可攜式IC卡充值讀寫器設置有USB OTG通信接口單元，使得在與智慧型手機或其他通信終端設備配合進行遠程充值或其他操作時，可攜式IC卡充值讀寫器既可作為主機、也可作為從設備，可以根據接入的設備情況，自動切換主、從模式，實現與手機等設備的數據通信。增加了 IC卡讀寫器對應用環境的適應性，為用戶帶來方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0021]圖1是本實用新型可攜式IC卡充值讀寫器的系統架構圖；
[0022]圖2是根據本實用新型一實施例的可攜式IC卡充值讀寫器中處理單元的示意圖；
[0023]圖3是根據本實用新型一實施例的可攜式IC卡充值讀寫器中5針MiniUSB插座及其與圖2所示處理單元的連接電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型構思一種IC卡遠程充值方案，提供一種可攜式IC卡充值讀寫器，其可通過手機的USB OTG接口與手機通信連接，利用手機做通信接口和操作界面，在手機上操作，通過手機的聯網功能實現車主自助充值的功能。本實用新型的可攜式IC卡充值讀寫器也可以用於其它IC卡如公交卡，一卡通等充值。
[0025]如圖1所示，本實用新型可攜式IC卡充值讀寫器I包括一殼體(圖中未示出)，該殼體中設置有USB OTG通信接口單元11、電源管理單元12、聲光指示單元13、處理器單元14、非接觸式IC卡讀寫接口單元15和接觸式IC卡讀寫接口單元16。其中，USB OTG通信接口單元11、聲光指示單元13、非接觸式IC卡讀寫接口單元15、接觸式IC卡讀寫接口單元16分別與處理器單元14連接，電源管理單元12用於為可攜式IC卡充值讀寫器提供工作電源。來自其他設備的控制信號，通過USB OTG通信接口單元11接收、並經由處理單元14傳送至接觸式IC卡讀寫接口單元15和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元16。
[0026]在操作過程中，處理單元14通過USB OTG通信接口單元11接收來自其他設備的控制信號、並根據所接收的控制信號控制接觸式IC卡讀寫接口單元15和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元16進行相應的讀寫操作。需要說明的是，來自其他設備的控制信號可經處理單元15處理後傳送至接觸式IC卡讀寫接口單元15和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元16，也可不經處理單元15處理直接傳送。
[0027]在本實用新型的一些實施例中，聲光顯示單元13包括顯示屏、蜂鳴器及驅動電路(圖中未示出)，例如，顯示屏的顯示面可設置在殼體前面板上，且殼體上還可設置出音孔，並將鳴器設置於殼體內側出音孔旁。
[0028]需要說明的是，聲光顯示單元13是本實用新型可攜式IC卡充值讀寫器的可選單元，在一些實施例中，也可以不設置聲光顯示單元13，這種情況下，可利用手機的顯示屏和揚聲器來實現相關操作的顯示或聲音提示。
[0029]另外，雖然圖1所示的可攜式IC卡充值讀寫器中既設置有非接觸式IC卡讀寫接口單元15，又設置有接觸式IC卡讀寫接口單元16，但本實用新型不限於此。作為選擇，在本實用新型可攜式IC卡充值讀寫器的其他實施例中，非接觸式IC卡讀寫接口單元15和接觸式IC卡讀寫接口單元16(統稱為IC卡讀寫接口單元)也可單獨設置。也就是說，可以只設置非接觸式IC卡讀寫接口單元15，或只設置接觸式IC卡讀寫接口單元16。
[0030]本實用新型的可攜式IC卡充值讀寫器中，處理單元14可由支持USB_0TG功能的單個處理器實現(例如型號為MKL26Z128VFM4的微控制器)，也可由USB_0TG驅動電路(或晶片)及與其連接的通用處理器來實現。
[0031]USB OTG通信接口單元11包括5針MiniUSB插座及其與處理單元14的連接電路。例如該5針MiniUSB插座可設置在殼體一側，且其插口部與殼體表面平齊。
[0032]作為優選，5針MiniUSB插座與處理單元14的連接電路可包括與處理單元14連接的Vbus引腳電壓檢測電路和Vbus電源開關電路，在操作過程中，Vbus電源開關電路可根據來自處理單元14的Vbus電源開關控制信號，連接或切斷向5針MiniUSB插座的VBUS引腳提供5V電源的供電電路。
[0033]在一個實施例中，接觸式IC卡讀寫接口單元15包括插卡槽(例如設置在殼體側面)及與其連接的IS07816-3接口電路，且IS07816-3接口電路與處理單元14連接。
[0034]非接觸式IC卡讀寫接口單元16包括非接觸式IC卡讀寫晶片Ul及與其連接的天線電路，處理單元14通過總線(例如SPI總線或其他總線)與非接觸式IC卡讀寫晶片(例如 MFRC522、PN512、RC663 等)連接。
[0035]在一個實施例中，如圖2所示，處理單元14由型號為MKL26Z128VFM4的微控制器實現，該微控制器中，第三引腳(USBO-DP)是USB OTG DM引腳、第四引腳(USBO-DM)是USB OTG DM 引腳、第二^^一引腳(PTBl)是 USB PWR 引腳、第二十二引腳(PTC1/LLWU_P6/RTC-CLKIN)是 USB OTG ID 引腳、第二十四引腳(PTC3/LLWU_P7)是 USB Vbus TEST 引腳。
[0036]圖3是與該微控制器連接的USB OTG通信接口單元的一實施例。該USB OTG通信接口單元包括5針MiniUSB插座，該5針MiniUSB插座的GND引腳接地，D-引腳通過第八電阻R8連接至微控制器的USB OTG DM引腳，D+引腳通過第九電阻R9連接至微控制器的USB OTG DP引腳，ID引腳通過電阻第十RlO連接至微控制器的USB OTG ID引腳，VBUS引腳通過電阻接地(例如VBUS引腳通過第六電阻R6和第七電阻R7接地，且第六電阻R6和第七電阻R7的節點連接至微控制器的USB Vbus TEST引腳)，VBUS引腳與5V電源之間連接有開關管Q1，且開關管Ql的控制端連接至微控制器的USB PWR引腳。本實用新型的可攜式IC卡充值讀寫器能做主機、也能做從設備。在做主機的情況下，VBUS埠要輸出信號。在做從設備的情況下，VBUS埠僅為電源。
[0037]為了便於理解本實用新型，以下簡要說明可攜式IC卡充值讀寫器的工作流程:
[0038]步驟A:可攜式IC卡充值讀寫器(後文稱為設備A)上電或從休眠狀態下喚醒；
[0039]步驟B:設備A檢測與之連接設備(後文稱為設備B，例如可以是手機、平板電腦或其他有USB OTG接口的通信終端設備)的狀態；
[0040]步驟C:若設備B是從設備，則設備A將自身設置為主機，然後主動連接設備B，並建立通信鏈路；
[0041]步驟D:若設備B是主機，則設備A將自身設置為從設備，再發出從機接入信號，等待設備B連接，並建立通信鏈路；
[0042]步驟E:若不能檢測設備B的狀態，則設備A將自身設置為從設備，再發出從機接入信號，然後在設定的時間內等待設備B連接，若設備B在設定的時間內連接了設備A，則建立通信鏈路；若設備B在設定的時間內未連接了設備A，則設備A將自身設置為主機，然後主動連接設備B，若設備B響應連接，則建立通信鏈路，否則重新進入休眠狀態等待下次喚醒；
[0043]步驟F:通信鏈路建立後，設備A根據設備B發出的控制命令或其他操作指令執行相應的動作，並將執行結果返回給設備B ；
[0044]步驟G:所有事務執行完畢後，設備A進入休眠狀態，等待下次喚醒。
[0045]作為特例，設備A可以一直設置為主模式，主動連接設備B，並建立通信鏈路。
[0046]作為特例，設備A可以一直設置為從模式，等待設備B連接，並建立通信鏈路。
[0047]由前述可知，5針MiniUSB插座上，Vbus和USB OTG ID信號均傳輸至微控制器，因此可從硬體上判定USB主從狀態(判定規則根據USB OTG協議標準)。若設備A處於休眠狀態，Vbus、USB OTG ID或喚醒按鍵SI將設備從休眠狀態中喚醒進入運行狀態。若設備A做主機，且無外部Vbus信號，則設備A的微控制器通過Ql向Vbus上供電。設備A收到其他設備從USB OTG埠的傳來的控制命令後，微控制器控制相應的部件執行動作後(如讀卡操作等)，將執行結果通過USB OTG埠的返回給其他設備。設備A可以通過USB OTG埠將自身的狀態發送給其讓他設備。
[0048]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，包括殼體，所述殼體中設置有處理單元(14)、分別與所述處理單元(14)相連接的IC卡讀寫接口單元、用於與其他設備通信的USBOTG通信接口單元(11);所述殼體中還設置有用於為所述可攜式IC卡充值讀寫器供電的電源管理單元(12);所述IC卡讀寫接口單元包括接觸式IC卡讀寫接口單元(15)和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元(16);其中，來自其他設備的控制信號，通過所述USB OTG通信接口單元(11)接收、並經由所述處理單元(14)傳送至所述接觸式IC卡讀寫接口單元(15)和/或非接觸式IC卡讀寫接口單元(16)。
2.根據權利要求1所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述處理單元(14)還連接有聲光顯示單元(13)，所述聲光顯示單元(13)包括顯示屏、蜂鳴器及驅動電路。
3.根據權利要求1所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述處理單元(14)包括支持USB_0TG功能的處理器。
4.根據權利要求1所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述處理單元(14)包括USB_0TG驅動電路及與其連接的通用處理器。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述USBOTG通信接口單元(11)包括5針MiniUSB插座及其與所述處理單元(14)的連接電路。
6.根據權利要求5所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，包括與所述處理單元(14)連接的Vbus電源開關電路，所述Vbus電源開關電路根據來自所述處理單元(14)的Vbus電源開關控制信號，連接或切斷向所述5針MiniUSB插座的VBUS引腳提供5V電源的供電電路。
7.根據權利要求3所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述支持USB_0TG功能的處理器包括型號為MKL26Z128VFM4的微控制器。
8.根據權利要求7所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述USBOTG通信接口單元(11)包括5針MiniUSB插座，所述5針MiniUSB插座的GND引腳接地，D-引腳通過第八電阻(R8)連接至所述微控制器的USB OTG DM引腳，D+引腳通過第九電阻(R9)連接至所述微控制器的USB OTG DP引腳，ID引腳通過電阻第十(RlO)連接至所述微控制器的USB OTG ID引腳，VBUS引腳通過電阻接地，VBUS引腳與5V電源之間連接有開關管(Q1)，且所述開關管(Ql)的控制端連接至所述微控制器的USB PWR引腳。
9.根據權利要求8所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於，所述VBUS引腳通過第六電阻(R6)和第七電阻(R7)接地，且第六電阻(R6)和第七電阻(R7)的節點連接至所述微控制器的USB Vbus TEST引腳。
10.根據權利要求1至4和7至9中任一項所述的可攜式IC卡充值讀寫器，其特徵在於， 所述殼體側面設置有插卡槽，所述接觸式IC卡讀寫接口單元(15)包括所述插卡槽及與其連接的IS07816-3接口電路，且所述IS07816-3接口電路與所述處理單元(14)連接；及 所述非接觸式IC卡讀寫接口單元(16)包括非接觸式IC卡讀寫晶片及與其連接的天線電路，所述處理單元(14)通過總線與非接觸式IC卡讀寫晶片連接。
【文檔編號】G06K17/00GK204028959SQ201420485960
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】曾本森, 魯駿, 鍾勇, 鍾香, 覃毅藝, 李鳳娜 申請人:深圳市金溢科技股份有限公司