一種低頻磁控rf-sim卡讀卡裝置的製作方法

2023-05-28 14:08:41 1

專利名稱：一種低頻磁控rf-sim卡讀卡裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種讀卡裝置，特別是涉及一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置。
背景技術：
隨著2.4G RF-SM卡使用規模的不斷擴大，傳統通過距離控制方式的不足也慢慢的顯現。由於傳統的距離控制是通過調整RF-SM卡的射頻控制參數，來達到對交易距離的控制目的。傳統方法的最大不足就是用戶需要根據自己的手機的屏蔽能力，重新調整RF-SIM卡的射頻控制參數。這給用戶使用過程中帶來不便。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術之不足，提供一種低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，通過設置低速磁感應處理單元來實現距離控制，消除了傳統的距離控制要通過調整RF-SIM卡的射頻控制參數所帶來的用戶使用不便的弊端，並具有通信距離穩定，受外界幹擾較小的特點。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，包括主控處理器、2. 4GHz射頻收發器、2KHz發送單元、2. 4G射頻天線和2K天線，主控處理器分別與2. 4GHz射頻收發器、2KHz發送單元相連接，2. 4GHz射頻收發器和2. 4G射頻天線相連接，2KHz發送單元和2K天線相連接。所述的2KHz發送單元包括型號為STM8L151的晶片。所述的2. 4GHz射頻收發器包括型號為NRF24L01的晶片。所述的主控處理器包括型號為Z1222的晶片。本實用新型的一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，是引入2KHz低速磁感應通信技術配合2. 4GHz射頻來共同實現與RF-SM卡之間的通信交易。採用2KHz低速率磁感應通信技術進行距離控制，採用2. 4GHz射頻通道進行數據通信，讀卡裝置與RF-SIM卡之間通過2KHz和2. 4GHz接入協議進行認證綁定。對無線電波(2. 4GHz和2KHz)來說，需要長度等於1/4波長的天線來實現諧振發射來實現遠場通信。2. 4G波長為125mm，2K波長為150km。顯然2. 4G的天線容易做而且有一定的繞射能力，2K在點菜佔主要作用的遠場通信不適用於手機通信。但是感應方式的磁場佔主要作用，而且磁場的強度對距離大小非常敏感所以2K就可以用在手機上了，可以檢測通信雙方的距離是否越界。低速磁感應技術是利用磁感應線圈產生的磁信號進行相互通信。磁通信的優點就是通信距離穩定，受外界幹擾較小適合用於近場交易。本實用新型的一種低頻磁控RF-S頂卡讀卡裝置，主控處理器是採用國民技術的型號為Z1222的晶片；2KHz發送單元是ST的帶有DA轉換功能的CPU :型號為STM8L151發送曼徹斯特碼元的電壓波形，信號由SGM0052放大；2. 4GHz射頻收發器採用挪威Nordic的型號為NRF24L01的晶片，工作在ISM頻段即240(T2525MHz，接收/發射電流小於12mA，空中速率l 2Mbps，輸出功率範圍-18dBnT0dBm，接收靈敏度-85dBm@0. 1%BER，射頻信號輸入輸出經匹配網絡再連接至天線端。型號為Z1222的晶片通過模擬SPI控制型號為STM8L151的晶片發送設定的2KHz信號，型號為Z1222的晶片通過物理SPI控制型號為NRF24L01的晶片來實現收發2. 4GHz的數據。2KHz信號和2. 4GHz信號是同時通信的。在工作過程中，上位機通過物理串口發送連接指令，讀卡裝置發起連接(發送2KHz連接請求，2. 4GHz等待接收)，手機卡在休眠狀態下被收到的2KHz信號喚醒後通過2. 4GHz信道發送連接回應，二者在2. 4GHz信道上握手連接。與此同時讀卡裝置不斷的通過2KHz信道發送維持連接信息，手機卡不斷的檢查這個信道來保證2. 4G信道連接距離的有效。數據通信都是通過2. 4GHz信道傳輸的，手機卡以驗證收到2K信道的距離維持包來保證通信距離的。本實用新型的有益效果是，由於採用了主控處理器、2. 4GHz射頻收發器、2KHz發送單元、2. 4G射頻天線和2K天線來構成低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，且主控處理器分別與2. 4GHz射頻收發器、2KHz發送單元相連接，2. 4G射頻天線和2. 4G射頻天線相連接，2KHz發送單元和2K天線相連接。這種通過設置低速磁感應處理單元來實現距離控制，能夠消除傳統的距離控制要通過調整RF-SM卡的射頻控制參數所帶來的用戶使用不便的弊端。並具有通信距離穩定，受外界幹擾較小的特點。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一種支持感應耦合和射頻標籤的手機用戶識別卡不局限於實施例。

圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖；圖3是本實用新型與手機卡相配合使用的原理框圖。
具體實施方式
實施例，參見圖1、圖2所示，本實用新型的一種低頻磁控RF-S頂卡讀卡裝置，包括主控處理器11、2. 4GHz射頻收發器12、2KHz發送單元13、2. 4G射頻天線14和2K天線15，主控處理器11分別與2. 4GHz射頻收發器12、2KHz發送單元13相連接，2. 4GHz射頻收發器12和2. 4G射頻天線14相連接，2KHz發送單元13和2K天線15相連接。所述的2KHz發送單元13包括型號為STM8L151的晶片。所述的2. 4GHz射頻收發器12包括型號為NRF24L01的晶片。所述的主控處理器11包括型號為Z1222的晶片。本實用新型的一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，是引入2KHz低速磁感應通信技術配合2. 4GHz射頻來共同實現與RF-SM卡之間的通信交易。採用2KHz低速率磁感應通信技術進行距離控制，採用2. 4GHz射頻通道進行數據通信，讀卡裝置與RF-SIM卡之間通過2KHz和2. 4GHz接入協議進行認證綁定。對無線電波(2. 4GHz和2KHz)來說，需要長度等於1/4波長的天線來實現諧振發射來實現遠場通信。2. 4G波長為125mm，2K波長為150km。顯然2. 4G的天線容易做而且有一定的繞射能力，2K在點菜佔主要作用的遠場通信不適用於手機通信。但是感應方式的磁場佔主要作用，而且磁場的強度對距離大小非常敏感所以2K就可以用在手機上了，可以檢測通信雙方的距離是否越界。低速磁感應技術是利用磁感應線圈產生的磁信號進行相互通信。磁通信的優點就是通信距離穩定，受外界幹擾較小適合用於近場交易。本實用新型的一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，主控處理器11是採用國民技術的型號為Z1222的晶片；2KHz發送單元13是ST的帶有DA轉換功能的CPU :型號為STM8L151發送曼徹斯特碼元的電壓波形，信號由SGM0052放大；採用差分曼徹斯特的編碼方式，發送碼元；2. 4GHz射頻收發器12採用挪威Nordic的型號為NRF24L01的晶片，工作在ISM頻段即240(T2525MHz，接收/發射電流小於12mA，空中速率I 2Mbps，輸出功率範圍-18dBnT0dBm，接收靈敏度-85dBm@0. 1%BER，射頻信號輸入輸出經匹配網絡再連接至天線端。型號為Z1222的晶片通過模擬SPI控制型號為STM8L151的晶片發送設定的2KHz信號，型號為Z1222的晶片通過物理SPI控制型號為NRF24L01的晶片來實現收發2. 4GHz的數據。2KHz信號和2. 4GHz信號是同時通信的。本實用新型的一種低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，該讀卡裝置具有空閒狀態、連接進行狀態和連接成功狀態；其中空閒狀態為讀卡裝置空閒模式；連接進行狀態是一個複合狀態，也是一個臨時狀態，這個狀態將決定射頻連接的結果，射頻指令是否可以透傳；連接進行狀態可分為以下三個子狀態(I)發送2K信號尋卡並等待接收卡方回復狀態這個過程可以用2K信號喚醒處於省電模式的手機卡，並等待手機卡方用2. 4G回復的手機卡方基本信息；這個狀態主要是了解卡信息；(2)接收到手機卡方的基本信息後發出驗證連接信息並等待手機卡方驗證的狀態這個狀態時要發出讀卡裝置的驗證信息。(3)收到卡方回應2. 4G通道的驗證信息並發送2K通道的鏈路維持包狀態，到此射頻連接部分完成，讀卡器和卡處於連接狀態；上面的連接完成後下面有個判斷節點，判斷是否連接成功。如果成功就轉到連接狀態，否則回到空閒狀態；連接成功狀態這個狀態可以把上位機的指令通過2. 4G射頻通道傳送到手機卡上執行。參見圖3所示，在工作過程中，上位機20通過物理串口向讀卡裝置10發送連接指令，讀卡裝置10發起連接(發送2KHz連接請求，2. 4GHz等待接收)，手機卡30在休眠狀態下被收到的2KHz信號喚醒後通過2. 4GHz信道發送連接回應，二者在2. 4GHz信道上握手連接。與此同時讀卡裝置10不斷的通過2KHz信道發送維持連接信息，手機卡30不斷的檢查這個信道來保證2. 4G信道連接距離的有效。數據通信都是通過2. 4GHz信道傳輸的，手機卡以驗證收到2K信道的距離維持包來保證通信距離的。手機卡30包括有主控處理器31、2. 4GHz射頻收發器32、2KHz發送單元33、2. 4G射頻天線34和2K天線35，主控處理器31分別與2. 4GHz射頻收發器32、2KHz發送單元33相連接，2. 4GHz射頻收發器32和2. 4G射頻天線34相連接，2KHz發送單元33和2K天線35相連接。手機卡30是按照有源標籤的工作方式工作。開始處於休眠狀態，收到讀卡裝置10的2K喚醒信號後立即回應2. 4G的手機卡基本信息，讀卡裝置10收到手機卡基本信息後判斷(卡協議版本等信息)是否與該卡進行連接。讀卡裝置10發出2. 4G讀卡器驗證信息，手機卡方判斷讀卡器驗證信息是否正確，然後回應2. 4G的卡方驗證信息(包含讀卡器驗證信息的驗證結果)，然後讀卡裝置判斷是否繼續執行連接。讀卡裝置發出2K的鏈路維持包，同時又通過2. 4G發出鏈路維持包。兩種維持包的區別是物理信道、格式、間隔時間、是否等待返回都不相同。其中2K的維持是持續的。2. 4G只有在無透傳射頻指令的情況下才發送維持包然後再接收卡方的回應包。最後一個是讀卡裝置在上位機發出斷開射頻的情況下發出斷開射頻指令，同時接收卡端的指令回復。上述實施例僅用來進一步說明本實用新型的一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，但本實用新型並不局限於實施例，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.一種低頻磁控RF-SM卡讀卡裝置，其特徵在於包括主控處理器、2. 4GHz射頻收發器、2KHz發送單元、2. 4G射頻天線和2K天線，主控處理器分別與2. 4GHz射頻收發器、2KHz 發送單元相連接，2. 4GHz射頻收發器和2. 4G射頻天線相連接，2KHz發送單元和2K天線相連接。
2.根據權利要求1所述的低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，其特徵在於所述的2KHz發送單元包括型號為STM8L151的晶片。
3.根據權利要求1所述的低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，其特徵在於所述的2.4GHz射頻收發器包括型號為NRF24L01的晶片。
4.根據權利要求1所述的低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，其特徵在於所述的主控處理器包括型號為Z1222的晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種低頻磁控RF-SIM卡讀卡裝置，包括主控處理器、2.4GHz射頻收發器、2KHz發送單元、2.4G射頻天線和2K天線，主控處理器分別與2.4GHz射頻收發器、2KHz發送單元相連接，2.4GHz射頻收發器和2.4G射頻天線相連接，2KHz發送單元和2K天線相連接。該結構通過設置低速磁感應處理單元來實現距離控制，消除了傳統的距離控制要通過調整RF-SIM卡的射頻控制參數所帶來的用戶使用不便的弊端，並具有通信距離穩定，受外界幹擾較小的特點。
文檔編號G06K7/00GK202838358SQ20122055816
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者孫海波, 藍先春, 張啟祥, 王佔琪, 張猛 申請人:廈門盛華電子科技有限公司