專利名稱：非接觸式ic卡讀寫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸式IC卡讀寫裝置，尤其是通過(guò)操作符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接口(接觸式IC卡讀寫接口)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸式IC卡進(jìn)行讀寫操作的讀寫裝置。
背景技術(shù)：
目前IC卡的讀寫方式主要有兩種接觸式的和非接觸式。接觸式的IC卡通過(guò)機(jī)械觸點(diǎn)從讀寫器獲取電源和交換數(shù)據(jù)，ISO7816標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)際上使用最廣泛的接觸式IC卡接口標(biāo)準(zhǔn)；非接觸式IC卡通過(guò)射頻感應(yīng)天線從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)。
由于非接觸式IC卡的技術(shù)發(fā)展較晚，前期發(fā)行使用的IC卡主要是接觸式IC卡。雖然接觸式IC卡具有存儲(chǔ)量大、性能穩(wěn)定、安全性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，這類卡的讀寫操作依賴于接觸式的讀寫接口，該接口的觸腳暴露在外，容易損壞和被污染，極易因接觸不良而影響IC卡的正常工作。同時(shí)，接觸式IC卡在使用時(shí)，必須把卡正確地插入到讀寫器的口槽才能完成數(shù)據(jù)交換，操作不方便并且操作速度慢，在需要大量讀寫卡的應(yīng)用場(chǎng)合就影響工作效率，很不方便。因此，接觸式IC在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。
IC卡的非接觸式讀寫方式就完全避免和消除了接觸式IC卡的上述應(yīng)用缺點(diǎn)，非接觸式IC卡在讀寫時(shí)無(wú)需任何接觸、無(wú)方向要求，使用方便、快捷，卡無(wú)裸露的觸腳，不易損壞，對(duì)環(huán)境的要求極為寬松，有著更廣泛的應(yīng)用前景。隨著IC卡技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，非接觸式IC卡很快會(huì)因達(dá)到目前接觸式IC卡的性能和安全水平，而得到廣泛的應(yīng)用。但對(duì)于目前大量的接觸式IC卡應(yīng)用設(shè)備，要能夠使用非接觸式IC卡，按慣例必須加裝或更換IC卡的讀寫設(shè)備。這對(duì)社會(huì)是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)，同時(shí)這種更換的巨大費(fèi)用，也會(huì)成為非接觸式IC卡這一先進(jìn)技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的一個(gè)巨大障礙。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種非接觸式IC卡讀寫裝置，使得原具有接觸式IC卡讀寫能力的設(shè)備，在加裝本實(shí)用新型的讀寫裝置后，可以在不對(duì)原有設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)軟件做任何修改的情況下，使系統(tǒng)增加非接觸式IC卡的使用功能，達(dá)到在系統(tǒng)中同時(shí)使用接觸式和非接觸式IC卡進(jìn)行工作的目的，從而使系統(tǒng)平穩(wěn)地從接觸式IC卡過(guò)渡到非接觸式IC卡。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種非接觸式IC卡讀寫裝置，包括主控制單片機(jī)、電源管理模塊，其特征在于所述的主控制單片機(jī)分別與非接觸式IC卡讀寫模塊及符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口模塊連接，并將從所述接觸式IC卡接口模塊接收的接觸式IC卡控制命令轉(zhuǎn)換為非接觸式IC卡操作指令，所述主控制單片機(jī)所連接的符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口是非接觸式IC讀寫模塊的控制端口。
所述的接觸式IC卡接口的對(duì)外接口直接連接到使用本非接觸式IC卡讀寫裝置的設(shè)備的符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡卡座接口。
上述非接觸式IC卡讀寫裝置中，所述的主控制單片機(jī)還連接有聲光指示模塊。
上述非接觸式IC卡讀寫裝置中，所述的主控制單片機(jī)還與電源管理模塊連接。
上述非接觸式IC卡讀寫裝置中，所述接觸式IC卡接口通過(guò)一光電隔離模塊與主控制單片機(jī)連接。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、通過(guò)選用不同的非接觸式IC卡及其讀寫芯片，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的非接觸式IC卡的讀寫；2、本讀寫器直接以與ISO7816完全兼容的方式對(duì)外進(jìn)行信息交換，使得原使用接觸式IC卡的設(shè)備的應(yīng)用軟件在不需要進(jìn)行修改的情況下，就可以進(jìn)行對(duì)非接觸式IC卡的認(rèn)證和讀寫操作。


圖1為本實(shí)用新型的非接觸式IC卡讀寫裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的非接觸式IC卡讀寫裝置的CPU、光電隔離模塊、接觸式IC接口、復(fù)位電路、電源管理模塊、聲光指示電路的電氣原理圖；圖3為本實(shí)用新型的非接觸式IC卡讀寫裝置的非接觸式IC卡讀寫模塊與天線模塊的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案是針對(duì)菲利普(PHILIPS)公司的非接觸式CPU卡DES Fire設(shè)計(jì)的，相應(yīng)的非接觸式IC卡讀寫模塊18的讀寫芯片采用菲利普公司的MFRC 500芯片。當(dāng)然，也可采用其他型號(hào)的芯片。
如圖1所示，本實(shí)用新型的非接觸式IC卡讀寫裝置包括主控制單片機(jī)(CPU)16、非接觸式IC卡讀寫模塊18、電源管理模塊11、復(fù)位電路13、聲光指示電路12、接觸式IC卡接口模塊14、光電隔離模塊15及非接觸式IC卡天線17等。
CPU16為主控制單片機(jī)，本實(shí)施例采用的是華邦的WE77E58，也可采用通用的、具有一定計(jì)算能力和速度的單片機(jī)。CPU16是本讀卡裝置的核心控制部件，控制所有的功能模塊統(tǒng)一協(xié)調(diào)的工作。
接觸式IC卡接口14通過(guò)光電隔離模塊15連接于CPU16。光電隔離模塊15是鑒于特殊的工作環(huán)境和防爆的要求，可防止本讀卡裝置和系統(tǒng)的其他部件之間互相影響。當(dāng)然，接觸式IC卡接口14也可直接連接于CPU16上。CPU16通過(guò)光電隔離模塊15(見圖2中的U4)接收接觸式IC卡接口14(見圖2中的P1)送過(guò)來(lái)的控制命令，并同樣向接觸式IC卡接口14發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)及操作狀態(tài)。接觸式IC卡接口14可采用各種與ISO7816標(biāo)準(zhǔn)相吻合的電子電路，它是本非接觸式IC讀寫器與外部系統(tǒng)的交換控制信息的唯一通道。本實(shí)施方案中的光電隔離模塊15采用了型號(hào)為PS2501-4的芯片。因?yàn)榻佑|式IC卡接口14的通訊為半雙工工作模式，所以只有一根雙向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線(I/O)，CLK為輸入時(shí)鐘信號(hào)，RST為輸入復(fù)位信號(hào)。
電源管理模塊11分別給CPU16、非接觸式IC卡讀寫模塊18、聲光指示電路12、接觸式IC卡接口14、復(fù)位電路13及光電隔離模塊15供電，供電電壓為直流5V。電源管理模塊11采用通用的電源穩(wěn)壓電路及相關(guān)的保護(hù)、復(fù)位電路13，保證CPU及其它各部分模塊、電路的電源供電、上電復(fù)位。電源管理模塊11將輸入的+9V直流電源通過(guò)L7805CV(見圖2中U3)電源穩(wěn)壓器件轉(zhuǎn)換為讀卡裝置所需的+5V電壓，同時(shí)提供一定的過(guò)流保護(hù)，可防止由于本讀卡裝置的過(guò)載而造成系統(tǒng)的不正常工作。本實(shí)施例的電源管理模塊11還具有反接保護(hù)和阻塞內(nèi)部能量向外泄漏的防爆功能。
復(fù)位電路13(見圖2中U2)分別與CPU16和電源管理模塊11相連接，提供控制CPU16上電復(fù)位信號(hào)，并提供低電壓檢測(cè)的功能，當(dāng)電壓低于設(shè)定的電壓時(shí)給出復(fù)位信號(hào)，可防止CPU16燒壞。
聲光指示電路12連接CPU16的37、39、40腳。CPU16根據(jù)非接觸IC卡讀卡模塊18返回的操作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)聲光指示電路12可分別做出亮綠燈—讀寫操作中、亮紅燈—工作正常等待中、蜂鳴—伴隨讀寫操作等指示方式來(lái)表明操作結(jié)果，便于用戶觀察了解。
非接觸式IC卡讀寫模塊18與CPU16之間的連接，可以是串行接口，也可以是并行接口，圖2中的CPU16是通過(guò)串口(見圖2中P4 RXD Z和TXD Z以及圖3中P3的TTL RX和TTL TX)來(lái)實(shí)現(xiàn)與非接觸式IC卡讀寫模塊18進(jìn)行的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。CPU16將接收到的接觸式IC卡接口14傳送的控制命令轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡操作指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸式IC卡讀寫模塊18進(jìn)行相應(yīng)的操作。非接觸式IC卡讀寫模塊18包括副控制單片機(jī)SST89E564(見圖3中U5)、非接觸式IC卡相配套的專用IC卡讀寫芯片菲利普的MFRC500(見圖示U6)和相關(guān)的外圍電路及天線電路，IC卡讀寫芯片集成了所有的非接觸式IC卡的操作指令，可實(shí)現(xiàn)副控制單片機(jī)對(duì)非接觸式IC卡的讀寫操作。非接觸式IC卡讀寫模塊18及天線17可以與其它部分制作在一塊電路板上，也可以獨(dú)立制作成一塊電路板。本實(shí)施方案采用獨(dú)立制作電路板的方式設(shè)計(jì)非接觸式IC卡讀寫模塊18。非接觸式IC卡讀寫模塊18和CPU16之間以規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行通訊，接收了來(lái)自CPU16發(fā)送的指令后對(duì)非接觸式IC卡進(jìn)行相應(yīng)操作，執(zhí)行完成后返回規(guī)定的數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)。MFRC500模塊工作頻率為13.56MHz，應(yīng)用于操作距離在100mm以內(nèi)的非接觸式IC卡的讀寫環(huán)境中，可對(duì)菲利普公司生產(chǎn)的多種非接觸式IC卡進(jìn)行讀寫操作。
CPU16中的應(yīng)用軟件根據(jù)ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的要求、不同非接觸式IC卡操作的要求、非接觸式IC卡文件要求及密鑰系統(tǒng)的要求進(jìn)行編制，實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸式IC卡的讀寫和與接觸式IC卡接口的標(biāo)準(zhǔn)信息交換。由于上述應(yīng)用軟件屬于現(xiàn)有技術(shù)，在次不做贅述。
權(quán)利要求1.一種非接觸式IC卡讀寫裝置，包括主控制單片機(jī)、電源管理模塊，其特征在于所述的主控制單片機(jī)分別與非接觸式IC卡讀寫模塊及符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口模塊連接，并將從所述接觸式IC卡接口模塊接收的接觸式IC卡控制命令轉(zhuǎn)換為非接觸式IC卡操作指令，所述主控制單片機(jī)所連接的符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口是非接觸式IC讀寫模塊的控制端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式IC卡讀寫裝置，其特征在于所述的接觸式IC卡接口的對(duì)外接口直接連接到使用本非接觸式IC卡讀寫裝置的設(shè)備的符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡卡座接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式IC卡讀寫裝置，其特征在于所述的主控制單片機(jī)還連接有聲光指示模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式IC卡讀寫裝置，其特征在于所述的主控制單片機(jī)還與電源管理模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式IC卡讀寫裝置，其特征在于所述接觸式IC卡接口通過(guò)一光電隔離模塊與主控制單片機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種非接觸式IC卡讀寫裝置，包括主控制單片機(jī)、電源管理模塊，所述的主控制單片機(jī)分別與非接觸式IC卡讀寫模塊及符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口模塊連接，并將從所述接觸式IC卡接口模塊接收的接觸式IC卡控制命令轉(zhuǎn)換為非接觸式IC卡操作指令，所述主控制單片機(jī)所連接的符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的接觸式IC卡接口是非接觸式IC讀寫模塊的控制端口。本實(shí)用新型的非接觸式IC卡讀寫裝置使得原具有接觸式IC卡讀寫能力的設(shè)備，增加了非接觸式IC卡的使用功能。
文檔編號(hào)G06K7/00GK2711805SQ20042004729
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者張俊明 申請(qǐng)人:深圳市偉之邦科技開發(fā)有限公司