一種基于rfid移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，移動(dòng)終端通過(guò)相機(jī)模塊獲取身份認(rèn)證器上兩個(gè)定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像，然后測(cè)量出兩個(gè)定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值，進(jìn)而根據(jù)空間比例關(guān)系測(cè)算出移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距，解決了身份認(rèn)證過(guò)程中的安全范圍問(wèn)題，同時(shí)，通過(guò)對(duì)智能卡芯片的改造，改善了屏蔽或干擾對(duì)輻射信號(hào)的衰減影響。
【專利說(shuō)明】—種基于RFID移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非接觸式身份認(rèn)證系統(tǒng)，尤其涉及一種基于RFID移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]RFID(射頻識(shí)別:rad1frequencyidentificat1n)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，作為條形碼的無(wú)線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量更大、存儲(chǔ)信息更改自如等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性變化。
[0003]最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:標(biāo)簽(Tag)，由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；身份認(rèn)證器(Reader)，讀取(有時(shí)還可以寫(xiě)入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；天線(Antenna)，在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。
[0004]電子標(biāo)簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面。身份認(rèn)證器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別體的目的。通常身份認(rèn)證器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。
[0005]RFID的工作原理為:身份認(rèn)證器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。
[0006]通常身份認(rèn)證器發(fā)送時(shí)所使用的頻率被稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率，基本上劃分為3個(gè)范圍:低頻(30kHz-300kHz)，高頻(3MHz_30MHz)和超高頻(300MHz_3GHz)。常見(jiàn)的工作頻率有低頻125kHz，134.2kHz及高頻13.56MHz等等。
[0007]通過(guò)計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。對(duì)大多數(shù)RFID系統(tǒng)而言，將采用一個(gè)固定的頻率，并有一套標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與它相配套。
[0008]隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，非接觸式身份認(rèn)證系統(tǒng)被提出，其是基于射頻卡技術(shù)的雙因素身份認(rèn)證系統(tǒng)，能夠解決由密碼泄露導(dǎo)致的系統(tǒng)安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了管理人員和操作員登錄業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)的安全認(rèn)證控制。
[0009]但是現(xiàn)有的基于RFID的身份認(rèn)證解決方案需要解決的核心問(wèn)題之一即RFID的認(rèn)證范圍的管理和監(jiān)控，所述認(rèn)證范圍需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展，但又必須在合理范圍實(shí)現(xiàn)身份的安全認(rèn)證，而影響RFID輻射范圍的因素包括身份認(rèn)證器產(chǎn)生的磁場(chǎng)，感應(yīng)的靈敏度，尤其在復(fù)雜環(huán)境下，以及標(biāo)簽本身獲得能量并發(fā)送信息的能力。對(duì)于移動(dòng)終端執(zhí)行的非接觸式認(rèn)證方案，其存在問(wèn)題是由于移動(dòng)終端電池、殼體或線路板引起的屏蔽或干擾，從而導(dǎo)致攜帶移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的通信效果很差，通信范圍難以控制，從而身份驗(yàn)證的實(shí)時(shí)進(jìn)程，因此，需要針對(duì)上述問(wèn)題提出一種新的基于RFID移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提出了一種所述基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1，包括身份認(rèn)證器2和內(nèi)置智能卡芯片的移動(dòng)終端3，所述身份認(rèn)證器2上設(shè)置用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值；所述移動(dòng)終端包括智能卡芯片、相機(jī)模塊、第一近距離定位單元、第二近距離定位單元、光學(xué)測(cè)量單元、以及范圍計(jì)算單元，所述智能卡芯片至少包括射頻收發(fā)單元、中央微處理器，其特征在于，第一近距離定位單元使智能卡芯片卡通過(guò)射頻通訊獲取第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值，第二近距離定位單元控制相機(jī)模塊獲取包括第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像，光學(xué)測(cè)量單元測(cè)量第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值，范圍計(jì)算單元根據(jù)鏡像間距值、固定間距值以及相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值，利用比例計(jì)算得到移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述身份認(rèn)證器2包括主控制器模塊，射頻收發(fā)模塊、用于時(shí)間控制的時(shí)鐘模塊、用于系統(tǒng)電源供應(yīng)的電源管理模塊、用于工作模式識(shí)別的LED顯示模塊，以及系統(tǒng)和PC通信的串行通信接口模塊、用于身份信息驗(yàn)證的認(rèn)證模塊。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值是相機(jī)模塊的已知設(shè)備參數(shù)，移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值等于相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值，相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值d2等于第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值L2除以第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值LI的商再乘以相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值dl，計(jì)算公式為:d2 =dlX (L2/L1)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述主控制器模塊采用ZTEIC公司的Z32H256UF安全芯片。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述射頻收發(fā)模塊采用Nordic公司的Nrf24L01芯片。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述串行通信接口模塊為UART通信接口模塊。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述智能卡芯片還包括，中斷處理器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、R0M、EEPR0M、外部RAM、循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K、時(shí)鐘模塊、IS0/IEC7816模塊及電源引腳、復(fù)位引腳、時(shí)鐘引腳、第一天線引腳、第二天線引腳、1引腳、備用引腳、接地引腳。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述智能卡芯片中的射頻收發(fā)單元至少包括一功率放大電路，用于將經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制的通信信號(hào)放大。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述功率放大電路為高效率諧振功率放大器電路，包括:第一至第四反相器，第一 PNP管Q3、第二 PNP管Q5，第一 NPN管Q4、第二 NPN管Q6，第一至第三電容C3?C5，第一電阻R11、第二電阻R12，第一天線負(fù)載端ANT1、第二天線負(fù)載端 ANT2。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式，還提出一種基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證范圍監(jiān)控的方法，其步驟如下:[0021]預(yù)先在身份認(rèn)證器上設(shè)置用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值，并存儲(chǔ)所述固定間距值；
[0022]在移動(dòng)終端通過(guò)智能卡芯片卡與身份認(rèn)證器進(jìn)行射頻通訊時(shí)，第一近距離定位單元使智能卡芯片卡通過(guò)射頻通訊獲取第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值；
[0023]第二近距離定位單元控制相機(jī)模塊獲取包括第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像；
[0024]光學(xué)測(cè)量單元測(cè)量第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值；
[0025]范圍計(jì)算單元根據(jù)鏡像間距值、固定間距值以及相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值，利用比例計(jì)算得到移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值。
[0026]在本發(fā)明的一種基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，移動(dòng)終端通過(guò)相機(jī)模塊獲取身份認(rèn)證器上兩個(gè)定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像，然后測(cè)量出兩個(gè)定位點(diǎn)的在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值，進(jìn)而根據(jù)空間比例關(guān)系測(cè)算出移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距，實(shí)現(xiàn)了身份認(rèn)證過(guò)程中的安全范圍問(wèn)題，同時(shí)，通過(guò)對(duì)智能卡芯片的改造，改善了屏蔽或干擾對(duì)輻射信號(hào)的衰減影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0028]附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證范圍監(jiān)控的步驟流程圖；
[0030]附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的智能卡芯片中的射頻收發(fā)單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)增益控制電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)送功率放大電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，如附圖1所示，所述基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)I包括身份認(rèn)證器2和內(nèi)置智能卡芯片的移動(dòng)終端3，所述身份認(rèn)證器2包括主控制器模塊，射頻收發(fā)模塊、用于時(shí)間控制的時(shí)鐘模塊、用于系統(tǒng)電源供應(yīng)的電源管理模塊、用于工作模式識(shí)別的LED顯示模塊，以及系統(tǒng)和PC通信的串行通信接口模塊、用于身份信息驗(yàn)證的認(rèn)證模塊、以及用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值；[0035]所述移動(dòng)終端包括智能卡芯片、相機(jī)模塊、第一近距離定位單元、第二近距離定位單元、光學(xué)測(cè)量單元、以及范圍計(jì)算單元，所述智能卡芯片至少包括射頻收發(fā)單元、中央微處理器。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，如附圖2所示，所述基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證范圍監(jiān)控的步驟如下:預(yù)先在身份認(rèn)證器上設(shè)置用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值，并存儲(chǔ)所述固定間距值；在移動(dòng)終端通過(guò)智能卡芯片卡與身份認(rèn)證器進(jìn)行射頻通訊時(shí)，第一近距離定位單元使智能卡芯片卡通過(guò)射頻通訊獲取第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值。第二近距離定位單元控制相機(jī)模塊獲取包括第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像。光學(xué)測(cè)量單元測(cè)量第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值。范圍計(jì)算單元根據(jù)鏡像間距值、固定間距值以及相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值，利用比例計(jì)算得到移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值。
[0037]其中，相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值是相機(jī)模塊的已知設(shè)備參數(shù)。移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值等于相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值，相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值d2等于第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值L2除以第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值LI的商再乘以相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值dl，計(jì)算公式為:d2 = dlX (L2/L1)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述主控制器模塊采用ZTEIC公司的Z32H256UF安全芯片。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述射頻收發(fā)模塊采用Nordic公司的Nrf24L01芯片。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述串行通信接口模塊為UART通信接口模塊。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述智能卡芯片還可以包括，但不限于，中斷處理器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、R0M、EEPR0M、外部RAM、循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K、時(shí)鐘模塊、IS0/IEC7816模塊及電源引腳、復(fù)位引腳、時(shí)鐘引腳、第一天線引腳、第二天線引腳、1引腳、備用引腳、接地引腳。
[0042]參照?qǐng)D3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的智能卡芯片中的射頻收發(fā)單元包括:
[0043]接收放大電路，用于將移動(dòng)終端獲得的通信信號(hào)放大并傳輸至解調(diào)電路；
[0044]解調(diào)電路，用于將經(jīng)接收放大電路放大后的通信信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；
[0045]A/D轉(zhuǎn)換電路,用于將解調(diào)電路解調(diào)后的通信信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0046]接收數(shù)字電路接口，用于將A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號(hào)根據(jù)所采用協(xié)議進(jìn)行解碼，并發(fā)送至智能卡芯片中的中央微處理器；
[0047]發(fā)送數(shù)字電路接口，用于接收智能卡芯片中中央微處理器發(fā)出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)所采用協(xié)議對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼，并將編碼后信號(hào)送到調(diào)制電路；
[0048]調(diào)制電路，用于將發(fā)送數(shù)字電路接口傳輸?shù)慕?jīng)編碼后的移動(dòng)終端待發(fā)送通信信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；
[0049]發(fā)送功率放大電路，用于將經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制的通信信號(hào)放大。
[0050]其中，所述接收放大電路經(jīng)由非接觸式天線獲得信號(hào)，而發(fā)送功率放大電路在將調(diào)制信號(hào)放大后，經(jīng)由非接觸式天線發(fā)送。[0051]由于智能卡在各種移動(dòng)終端中的安裝位置、安裝方式以及周圍機(jī)械金屬環(huán)境等不同，身份認(rèn)證器透過(guò)移動(dòng)終端電池、電路板等傳到雙界面智能卡的信號(hào)有不同的衰減，所以信號(hào)經(jīng)由智能卡非接觸式天線送到接收放大電路的輸入端有相當(dāng)?shù)牟煌?。另一方面，接收放大電路的輸出端，即解調(diào)電路的輸入端，希望對(duì)不同移動(dòng)終端環(huán)境都有一個(gè)穩(wěn)定的待解調(diào)信號(hào)。因此，所述接收放大電路經(jīng)由非接觸式天線獲得輸入信號(hào)后，除了應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號(hào)的放大，也應(yīng)能對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行處理，以使得即使輸入信號(hào)變化幅度很大，所輸出的經(jīng)放大的信號(hào)的幅度也較小。從而，提供解調(diào)電路一個(gè)穩(wěn)定的待解調(diào)信號(hào)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述接收放大電路為自動(dòng)增益控制電路。參照?qǐng)D4所示，所述自動(dòng)增益控制電路包括:可控增益放大器、控制信號(hào)產(chǎn)生電路、比較器、電平檢測(cè)電路。
[0053]其中，所述可控增益放大器，用于根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生電路發(fā)送的增益控制信號(hào)確定相應(yīng)的增益，并以該增益對(duì)所接收的交流輸入信號(hào)進(jìn)行放大后輸出至解調(diào)電路；
[0054]所述電平檢測(cè)電路，用于將所述可控增益放大器輸出的交流輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，并發(fā)送至比較器；
[0055]所述比較器，用于將電平檢測(cè)電路發(fā)送的直流信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，并將相應(yīng)比較結(jié)果發(fā)送至控制信號(hào)產(chǎn)生電路；
[0056]所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)比較器發(fā)送的比較結(jié)果，產(chǎn)生并向所述可控增益放大器發(fā)送相應(yīng)的增益控制信號(hào)。
[0057]其中，所述直流信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)為直流電壓。所述增益控制信號(hào)可以為控制電壓。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，附圖5所示為發(fā)送功率放大電路的示意圖。所示放大電路為高效率諧振功率放大器電路，包括:第一至第四反相器，第一 PNP管Q3、第二 PNP管Q5，第一 NPN管Q4、第二 NPN管Q6，第一至第三電容C3?C5，第一電阻R11、第二電阻R12，第一天線負(fù)載端ANT1、第二天線負(fù)載端ANT2。
[0059]其中，第一反相器的輸入端接收第一已調(diào)制控制信號(hào)RFTXD1,輸出端與第二 NPN管Q6的基極相連。第二反相器的輸入端接收第二已調(diào)制控制信號(hào)RFTXD2，輸出端與第二PNP管Q5的基極相連。第三反相器的輸入端接收第三已調(diào)制控制信號(hào)RFTXD3，輸出端與第一 PNP管Q3的基極相連。第四反相器的輸入端接收第四已調(diào)制控制信號(hào)RFTXD4，輸出端與第一 NPN管Q4的基極相連。
[0060]第二 PNP管Q5的集電極接地，射極與第二 NPN管Q6的射極相連。第二 NPN管Q6的集電極經(jīng)由第一電阻Rll與VCC相連。第一 PNP管Q3的集電極接地，射極與第一 NPN管Q4的射極相連。第一 NPN管Q4的集電極經(jīng)由第二電阻R12與VCC相連。
[0061]第一電容C3的第一端與第二 PNP管Q5的射極以及第二 NPN管Q6的射極相連。第二電容C4的第一端與第一 PNP管Q3的射極以及第一 NPN管Q4的射極相連。第三電容C5的兩端分別與第一電容C3以及第二電容C4的第二端相連。第三電容C5的兩端分別與第一天線負(fù)載端ANTl、第二天線負(fù)載端ANT2相連。
[0062]上述放大電路通過(guò)RFTXD1、RFTXD2、RFTXD3、RFTXD4這四個(gè)已調(diào)制控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)控制，使得NPN管Q5、Q6，以及PNP管Q3、Q4交替打開(kāi)/關(guān)閉，從而在對(duì)于調(diào)制信號(hào)放大的同時(shí)，也使得天線負(fù)載端發(fā)出符合頻率要求的射頻信號(hào)。而RFTXD1、RFTXD2、RFTXD3、RFTXD4這四個(gè)已調(diào)制控制信號(hào)由調(diào)制電路25產(chǎn)生，RFTXDl/RFTXD2與RFTXD3/RFTXD4為相位正好相反的信號(hào)對(duì)，RFTXDl與RFTXD2之間相位基本一致，RFTXD3與RFTXD4之間相位基本一致。
[0063]在移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器通信時(shí)，當(dāng)身份認(rèn)證器向移動(dòng)終端發(fā)送命令信號(hào)時(shí)，所述智能卡芯片中的射頻收發(fā)單元經(jīng)由非接觸式天線獲得命令信號(hào)，經(jīng)接收放大電路放大后，送至解調(diào)電路解調(diào)，并在解調(diào)獲得解調(diào)信號(hào)后由A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬的解調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)由接收數(shù)字電路接口將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至智能卡芯片內(nèi)部。由于接收放大電路將接收的命令信號(hào)放大，補(bǔ)償了移動(dòng)終端電池和電路板的屏蔽對(duì)命令信號(hào)的衰減，使得移動(dòng)終端能夠正確獲得身份認(rèn)證器發(fā)出的命令信號(hào)。
[0064]而當(dāng)移動(dòng)終端向身份認(rèn)證器應(yīng)答信號(hào)時(shí)，該應(yīng)答信號(hào)經(jīng)過(guò)智能卡芯片內(nèi)的中央微處理器編碼后，經(jīng)所述的調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制后送到所述的發(fā)送功率放大電路進(jìn)行功率放大，再通過(guò)所述的非接觸式天線發(fā)射。由于發(fā)送功率放大電路將應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行功率放大，補(bǔ)償了移動(dòng)終端電池和電路板的屏蔽對(duì)應(yīng)答信號(hào)的功率衰減，改善了所述屏蔽對(duì)應(yīng)答信號(hào)的衰減影響。
[0065]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種所述基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1，包括身份認(rèn)證器2和內(nèi)置智能卡芯片的移動(dòng)終端3，所述身份認(rèn)證器2上設(shè)置用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值；所述移動(dòng)終端包括智能卡芯片、相機(jī)模塊、第一近距離定位單元、第二近距離定位單元、光學(xué)測(cè)量單元、以及范圍計(jì)算單元；所述智能卡芯片至少包括射頻收發(fā)單元、中央微處理器；其特征在于， 第一近距離定位單元使智能卡芯片卡通過(guò)射頻通訊獲取第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值，第二近距離定位單元控制相機(jī)模塊獲取包括第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像，光學(xué)測(cè)量單元測(cè)量第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值，范圍計(jì)算單元根據(jù)鏡像間距值、固定間距值以及相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值，利用比例計(jì)算得到移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述身份認(rèn)證器2包括主控制器模塊，射頻收發(fā)模塊、用于時(shí)間控制的時(shí)鐘模塊、用于系統(tǒng)電源供應(yīng)的電源管理模塊、用于工作模式識(shí)別的LED顯示模塊、所述系統(tǒng)和PC通信的串行通信接口模塊、以及用于身份信息驗(yàn)證的認(rèn)證模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值是相機(jī)模塊的已知設(shè)備參數(shù)，移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值等于相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值，相機(jī)模塊的入射窗與身份認(rèn)證器之間的間距值d2等于第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值L2除以第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值LI的商再乘以相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值dl，計(jì)算公式為:d2 =dlX (L2/L1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述主控制器模塊采用ZTEIC公司的Z32H256UF安全
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述射頻收發(fā)模塊采用Nordic公司的Nrf24L01芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述串行通信接口模塊為UART通信接口模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述智能卡芯片還包括，中斷處理器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、ROM、EEPR0M、外部RAM、循環(huán)冗余校驗(yàn)?zāi)K、時(shí)鐘模塊、IS0/IEC7816模塊及電源引腳、復(fù)位引腳、時(shí)鐘引腳、第一天線引腳、第二天線引腳、1引腳、備用引腳、接地引腳。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述智能卡芯片中的射頻收發(fā)單元至少包括一功率放大電路，用于將經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制的通信信號(hào)放大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述功率放大電路為高效率諧振功率放大器電路，包括:第一至第四反相器，第一 PNP管Q3、第二 PNP管Q5，第一 NPN管Q4、第二 NPN管Q6，第一至第三電容C3~C5，第一電阻R11、第二電阻R12，第一天線負(fù)載端ANT1、第二天線負(fù)載端ANT2。
10.一種如權(quán)利要求1-9其中之一的基于RFID的移動(dòng)身份認(rèn)證范圍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證范圍監(jiān)控的方法，其步驟如下: 預(yù)先在身份認(rèn)證器上設(shè)置用于定位的第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)，所述第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的間距為固定值，并存儲(chǔ)所述固定間距值； 在移動(dòng)終端通過(guò)智能卡芯片卡與身份認(rèn)證器進(jìn)行射頻通訊時(shí)，第一近距離定位單元使智能卡芯片卡通過(guò)射頻通訊獲取第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)之間的固定間距值； 第二近距離定位單元控制相機(jī)模塊獲取包括第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)的光學(xué)鏡像；光學(xué)測(cè)量單元測(cè)量第一定位點(diǎn)和第二定位點(diǎn)在光學(xué)鏡像中的鏡像間距值； 范圍計(jì)算單元根據(jù)鏡像間距值、固定間距值以及相機(jī)模塊的入射窗與成像面之間的物距值，利用 比例計(jì)算得到移動(dòng)終端與身份認(rèn)證器之間的間距值。
【文檔編號(hào)】G01C3/00GK104036211SQ201410286372
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】郭陽(yáng)斌, 經(jīng)鋒, 郭陽(yáng)勇, 李曉龍, 劉小平 申請(qǐng)人:成都聯(lián)星微電子有限公司