專利名稱：射頻智能卡的讀寫轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及讀出記錄載體的方法或裝置，特別是涉及采用電磁場變化讀出記錄 載體的裝置，尤其涉及一種射頻智能卡的讀寫轉換裝置。
背景技術：
在曰常生活中，有許多場合需要進行刷卡操作，例如門禁，公交，餐飲的小額現(xiàn)金支付等，傳統(tǒng)的方法是每人持有一張到數(shù)張射頻卡，用于不同應用的刷卡操作。隨著技術的進步與發(fā)展，移動電話已經(jīng)越來越普及，特別是在城巿里，基本上已經(jīng)可 以做到每人擁有一部移動電話，(以下簡稱"手機")，因此，利用手機進行"刷卡"的操 作，讓人們不需要攜帶過多卡片，自然成為一種趨勢。 一種解決方案是通過改造移動電話 中的SIM (Subscriber Identity Model)卡，使之具有射頻功能，可以實現(xiàn)現(xiàn)在廣泛使用的工作 在13. 56MHz頻段的射頻卡的功能，但是工作在13. 56MHz頻率的射頻智能卡由于移動電話 外殼的屏蔽性以及SIM卡面積的影響，其通信范圍較小，而必須釆用工作在更高頻段(如 UHF頻率)的射頻智能卡才能夠解決這個問題，考慮到目前工作在l3. 56MHz頻段的射頻卡， 即Mifare卡已經(jīng)成為事實的標準，被廣泛應用于各種場合，相應的POS機，門禁管理系 統(tǒng)等設計時其工作流程都基本按照Mifare卡的特點來設計的，為了讓移動電話刷卡的模 式更容易推廣，同時也為了降低技術改造的復雜度和節(jié)省人力物力等資源，最好的方法是 通過改造讀卡器，讓其能夠工作于更高頻段(如冊F頻段)，在能夠讀取移動電話上的射 頻智能卡的同時，又向上位機提供一個和Mifare卡基本一致的協(xié)議，這樣一來，上位機 的軟件可以基本不需修改或者只需要做很少的修改，就能夠直接應用于手機刷卡的場合， 很顯然，此時如果不對讀卡器進行改造，原來針對Mifare卡的特點設計的上位機就不能 與工作在高頻段的射頻智能卡正常通信，因此，為了保證上位機與工作在高頻段的射頻智能卡能正常通信，此時就必須對上位機及工作于其內的軟件進行較大修改，給應用帶來了 極大不便。上述現(xiàn)有技術的讀卡裝置存在以下不足1、 工作在13. 56MHz頻率的射頻智能卡由于移動電話外殼的屏蔽性以及SIM卡面積的影響，其通信范圍較?。?、 利用原來的智能卡讀寫裝置，針對Mifare卡特點設計的上位機就不能與工作在高 頻段的射頻智能卡正常通信，需要對上位機及工作在其內的軟件進行較大修改，給應用帶來了極大不便。發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題在于避免上述現(xiàn)有技術的不足之處而提出一種射頻 智能卡讀寫轉換裝置，該轉接器適合于讀取工作在高頻段(如UHF頻段)射頻智能卡，除 了能夠以特定的格式向上位機提供訪問接口以外，還能夠通過相應的數(shù)據(jù)處理后，以符合 現(xiàn)在廣泛使用的Mifare卡的讀卡協(xié)議的方式向上位機提供訪問接口 。本發(fā)明解決所述技術問題可以通過釆用以下技術方案來實現(xiàn) 一種射頻智能卡讀寫轉 換裝置，包括射頻鏈路、射頻天線、射頻收發(fā)模塊、管理控制模塊MCU和上位機通信接口， 所述射頻收發(fā)模塊和管理控制模塊MCU通過總線進行數(shù)據(jù)交換；射頻智能卡通過射頻鏈路 與讀寫轉換裝置完成數(shù)據(jù)交換；所述上位機通過上位機通信接口與讀寫轉換裝置完成數(shù)據(jù) 交換；尤其是，所述管理控制模塊MCU通過運行在其內的程序為所述上位機提供專用軟件 接口，所述專用軟件接口是運行在管理控制模塊MCU內的程序與上位機軟件之間的虛擬 Mifare接口，利用該虛擬接口，上位機無需分辨射頻智能卡的工作頻段，而將其統(tǒng)一視為 工作在13. 56Mhz的射頻智能卡，按照訪問工作在13. 56MHz頻率的Mifare卡的方式來讀寫工作在其它頻段的射頻智能卡。運行在管理控制模塊MCU內的程序能夠根據(jù)上位機的指令打開或關閉與上位機通信 的專用軟件接口。管理控制模塊MCU與上位機通過上位機通信接口互連，所述上位機通信接口包括UART、 RS232、 RS485、 USB和以太網(wǎng)接口。所述射頻智能卡工作頻段包括UHF頻段、2.化頻段和5. SG頻段。 所述射頻天線與射頻智能卡工作在同一頻段；所述射頻收發(fā)模塊與射頻智能卡也工作在同一頻段。管理控制模塊MCU通過對射頻收發(fā)模塊內寄存器的搡作，來達到控制射頻收發(fā)模塊與 射頻智能卡通信的目的，完成讀取射頻智能卡內容的過程。所述射頻無線收發(fā)模塊(13)與控制和管理控制模塊MCU(")之間通過SPI接口 、 UART或尸C接口互聯(lián)。運行在上位機上的軟件需根據(jù)管理控制模塊MCU上的專用軟件接口是否打開進行相 應修改。當所述專用軟件接口被打開時，讀寫轉換裝置能支持Mifare相關的一系列命令，讀 寫轉換裝置自身會和射頻智能卡進行相應的協(xié)調處理，將上位機的命令轉換為對射頻智能卡相應的操作，讓上位機認為自己是對一個工作于13. 56Mhz的Mifare卡進行操作。本發(fā)明解決所述的技術問題，還可以進一步采用以下技術方案來實現(xiàn)， 一種射頻智能 卡讀寫轉換方法，基于上述的一種射頻智能卡的讀寫轉換裝置，包括步驟A、 讀寫轉換裝置接收上位機發(fā)送的操作命令；B、 讀寫轉換裝置判斷該搡作是卡搡作命令還是裝置操作命令，若該命令為裝置搡作 命令，則根據(jù)該操作命令對讀寫轉換裝置進行搡作；C、 步驟B中，若判斷為卡操作命令，則讀寫轉換裝置將該操作命令發(fā)送給射頻智能 卡；D、 射頻智能卡進行相應操作，并將操作結果返回給讀寫轉換裝置；E、 讀寫轉換裝置將結果返回給上位機，完成一次數(shù)據(jù)交換過程。同現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明的有益效果在于1、 所述讀寫轉換裝置能與工作在高頻段(如UHF頻段)的射頻智能卡進行通信，擴 大了通信的范圍；2、 所述讀寫轉換裝置具有良好的兼容性,專門針對Mifare卡設計的上位機系統(tǒng)只需 經(jīng)過很少改動，便可與工作在高頻段(如UHF頻段)的射頻智能卡進行數(shù)據(jù)交換， 不僅降低了新系統(tǒng)推廣的技術難度，同時可以最大程度地利用現(xiàn)有成熟的、經(jīng)過 長期實踐檢驗的系統(tǒng)，從而避免了技術，人力物力等資源的浪費；附圖i兌明圖i是本發(fā)明射頻智能卡讀寫轉換裝置的邏輯框圖；圖2是本發(fā)明射頻智能卡讀寫轉換裝置工作原理框圖； 圖3是本發(fā)明讀寫轉換方法工作控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述。本發(fā)明之一種射頻智能卡讀寫轉換裝置10,如圖l所示，包括射頻鏈路ll、射頻天 線12、射頻收發(fā)模塊13、管理控制模塊MCU14和上位機通信接口 15，所述射頻收發(fā)模塊 13和管理控制模塊MCU14通過總線進行數(shù)據(jù)交換；射頻智能卡通過射頻鏈路11與讀寫轉 換裝置10完成數(shù)據(jù)交換；所述上位機23通過上位機通信接口 15與讀寫轉換裝置10完成 數(shù)據(jù)交換；尤其是，所述管理控制模塊MCU14通過運行在其內的程序為所述上位機23提 供專用軟件接口，所述專用軟件接口是運行在管理控制模塊MCU14內的程序與上位機23軟件之間的虛擬Mifare接口，利用該虛擬接口，上位機23無需分辨射頻智能卡的工作頻 段，而將其統(tǒng)一視為工作在13. 56Mhz的射頻智能卡，按照訪問工作在13.56MHz頻率的 Mifare卡的方式來讀寫工作在其它頻段的射頻智能卡21。如

圖1或2所示，運行在管理控制模塊MCU 14內的程序能夠根據(jù)上位機23的指令打 開或關閉與上位機23通信的專用軟件接口 。如圖l所示，管理控制模塊MCU14與上位機23通過上位機通信接口 15互連，所述 上位機通信接口 15包括UART、 RS232、 RS485、 USB和以太網(wǎng)接口。如圖2所示，所述射頻智能卡21工作頻段包括UHF頻段、2. 4G頻段和5. 8G頻段； 所述射頻天線12與射頻智能卡21工作在同一頻段；所述射頻無線收發(fā)模塊13與射頻智 能卡21好工作在同一頻段。如圖2所示，當射頻智能卡21工作在某一高頻頻段時，射頻天線12、和無線收發(fā)模 塊13也必須與射頻智能卡工作在相同的頻段，這樣才能保證射頻智能卡21與所述讀寫轉 換裝置10的正常通信，當射頻智能卡21的工作頻段不一致時，需要更換相應的工作頻段 的收發(fā)天線12和無線收發(fā)模塊13，隨著技術的發(fā)展，有些射頻天線12可以工作在多個頻 段，無線收發(fā)模塊13也可以同時工作在多個頻段，凡是對所述射頻天線12和無線收發(fā)模 塊13所做的簡單替換均是顯而易見的，應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。管理控制模塊MCU14通過對射頻收發(fā)模塊13內寄存器的操作，來達到控制射頻收發(fā) 模塊13與射頻智能卡21通信的目的，完成讀取射頻智能卡21內容的過程。所述射頻無線收發(fā)模塊13與控制和管理控制模塊MCU14之間通過SPI接口、 UART或"C接口互聯(lián)。運行在上位機23上的軟件需根據(jù)管理控制模塊MCU14上的專用軟件接口是否打開進 行相應修改，當管理控制模塊MCU14上的專用軟件接口打開時，所述讀寫裝置10與工作 在高頻段射頻智能卡21之間的通信可以按原來方式進行，此時讀寫轉換裝置10能支持 Mifare相關的一系列命令，讀寫轉換裝置lO自身會和射頻智能卡21進行相應的協(xié)調處理， 將上位機23的命令轉換為對射頻智能卡21相應的操作，讓上位機23認為自己是對一個 工作于13. 56Mhz的Mifare卡進行搡作，無需對上位機"及運行在其內的軟件進行修改或只做簡單修改卻可正常通信。在射頻智能卡21的內部，虛擬了一張或者幾張的邏輯加密卡，在邏輯上，這些虛擬 的邏輯加密卡的數(shù)據(jù)組織方式和定義和mifare卡也是相兼容的，但是在物理數(shù)據(jù)組織上 不一定相同。當所述讀寫轉換接裝置10工作于Mifare模式的時候，就會訪問到射頻智能卡21中的這些虛擬的邏輯加密卡,讀寫轉換接裝置10接收上位機23發(fā)送過來的對Mifare 卡操作命令，這些命令包括密碼認證，讀塊，寫塊，增值，減值，存儲，傳輸?shù)炔僮?，讀 寫轉換接裝置10接收到上位機23的這些操作命令后，將相應的密鑰，數(shù)據(jù)等分離開來， 然后根據(jù)命令的內容以及當前的狀態(tài)，通過射頻收發(fā)模塊，執(zhí)行尋卡，打開卡片，設置訪 問模式，密鑰認證，執(zhí)行相應操作等操作，在虛擬的邏輯加密卡上完成上位機要求的操作, 然后將相應的數(shù)據(jù)返回給上位機，在執(zhí)行這些操作的過程中，讀寫轉換接裝置10和射頻 智能卡21的通信，可以使用自己定義的協(xié)議來進行，上位機23的一條命令，可能會被讀 寫轉換接裝置10拆分開來，通過與射頻智能卡21 —次或者多次的數(shù)據(jù)通信來完成，這樣， 讀寫轉換接裝置10和射頻智能卡21可以隨著使用頻段不同而選擇相應合適的通信協(xié)議， 而不會影響到上位機的設計。當管理控制模塊MCU14上的專用軟件接口關閉時，所述讀寫裝置10與工作在高頻段 射頻智能卡21之間的通信可以按原來方式進行，此時讀寫轉換裝置lO就不再支持Mifare 相關的一系列命令，讀寫轉換裝置IO自身無法與射頻智能卡21進行相應的協(xié)調處理，也 無法將上位機23的命令轉換為對射頻智能卡21相應的操作，讓上位機23認為自己是對 一個工作于13. 56Mhz的Mifare卡進行操作，此時，需要對上位機23及運行在其內的軟 件做較大的修改才能正常通信。本發(fā)明解決所述的技術問題，還可以進一步釆用以下技術方案來實現(xiàn)， 一種射頻智能 卡讀寫轉換裝置轉換方法，基于一種射頻智能卡讀寫轉換裝置IO,包括步驟如圖3步驟31所示，所示，系統(tǒng)上電啟動；A、 如圖3步驟32所示，讀寫轉換裝置10接收上位機23發(fā)送的操作命令；B、 如圖3步驟33所示，讀寫轉換裝置10判斷該操作是卡操作命令還是裝置操作命 令，若該命令為裝置操作命令，則根據(jù)該操作命令對讀寫轉換裝置io進行操作，如圖3步驟34所示；C、 步驟B中，如圖3步驟35所示，若判斷為卡操作命令，則讀寫轉換裝置10將該 操作命令發(fā)送給射頻智能卡21;D、 如圖3步驟36所示，射頻智能卡21進行相應操作，并將操作結果返回給讀寫轉 換裝置10;E、 讀寫轉換裝置10將結果返回給上位機23，完成一次數(shù)據(jù)交換過程，如圖3步驟 37所示。上述實現(xiàn)過程為本發(fā)明的優(yōu)先實現(xiàn)過程，本領域的技術人員在本發(fā)明的基礎上進行的 通常變化和替換包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種射頻智能卡的讀寫轉換裝置(10)，包括射頻鏈路(11)、射頻天線(12)、射頻收發(fā)模塊(13)、管理控制模塊MCU(14)和上位機通信接口(15)，所述射頻收發(fā)模塊(13)和管理控制模塊MCU(14)通過總線進行數(shù)據(jù)交換；射頻智能卡(21)通過射頻鏈路(11)與射頻智能卡讀寫轉換裝置(10)完成數(shù)據(jù)交換；上位機(23)通過上位機通信接口(15)與讀寫轉換裝置(10)完成數(shù)據(jù)交換；其特征在于所述管理控制模塊MCU(14)通過運行在其內的程序為所述上位機(23)提供專用軟件接口，所述專用軟件接口是運行在管理控制模塊MCU(14)內的程序與上位機(23)軟件之間的虛擬Mifare接口，利用該虛擬接口，上位機(23)無需分辨射頻智能卡的工作頻段，而將其統(tǒng)一視為工作在13.56Mhz的射頻智能卡，按照訪問工作在13.56MHz頻率的Mifare卡的方式來讀寫工作在其它頻段的射頻智能卡(21)。
2、 如權利要求l所述的射頻射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于運行在管理控制模塊MCU (14)內的程序能夠根據(jù)上位機(23)的指令打開或關閉與上位機(23)通信的專用軟件接口。
3、 如權利要求l所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于管理控制模塊MCU (14)與上位機(23)通過上位機通信接口 (15)互連，所述 上位機通信接口 (15)包括UART、 RS232、 RS485、 USB和以太網(wǎng)接口。
4、 如權利要求l所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于所述射頻智能卡(21)工作頻段包括UHF頻段、2MG頻段和5.8G頻段。
5、 如權利要求l或3所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于所述射頻天線(12)與射頻智能卡(21)工作在同一頻段；所述射頻收發(fā)模塊(13) 與射頻智能卡(21)也工作在同一頻段。
6、 如權利要求l所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于管理控制模塊MCU (14)通過對射頻收發(fā)模塊(l3)內寄存器的操作，來達到控 制射頻收發(fā)模塊(13)與射頻智能卡(21)通信的目的，完成讀取射頻智能卡(21) 內容的過程。
7、 如權利要求l所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于所述射頻無線收發(fā)模塊(13)與控制和管理控制模塊MCU (14)之間通過SPI接口、UART或/2C接口互聯(lián)。
8、 如權利要求1或2所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于運行在上位機(23)上的軟件需根據(jù)管理控制模塊MCU (14)上的專用軟件接口是 否打開進行相應修改。
9、 如權利要求l或2所述的射頻智能卡的讀寫轉換裝置，其特征在于當所述專用軟件接口被打開時，讀寫轉換裝置UO)能支持Mifare相關的一系列 命令，讀寫轉換裝置UO)自身會和射頻智能卡(21)進行相應的協(xié)調處理，將上位機(23) 的命令轉換為對射頻智能卡(21)相應的操作，讓上位機(23)認為自己是對一個工作于 13. 56Mhz的Mifare卡進行操作
10、 一種射頻智能卡的讀寫轉換方法，基于權利要求1的一種射頻智能卡讀寫轉換裝置(10),其特征在于，包括步驟A、 讀寫轉換裝置(10)接收上位機(23)發(fā)送的搡作命令；B、 讀寫轉換裝置(10)判斷該操作是卡操作命令還是裝置操作命令，若該命令為裝 置操作命令，則根據(jù)該操作命令對讀寫轉換裝置(10)進行操作；C、 步驟B中，若判斷為卡操作命令，則讀寫轉換裝置(10)將該操作命令發(fā)送給射 頻智能卡(21);D、 射頻智能卡(21)進行相應操作，并將操作結果返回給讀寫轉換裝置(10);E、 讀寫轉換裝置(10)將結果返回給上位機(23)，完成一次數(shù)據(jù)交換過程。
全文摘要
一種射頻智能卡的讀寫轉換裝置(10)，包括射頻鏈路(11)、射頻天線(12)、射頻收發(fā)模塊(13)、管理控制模塊MCU(14)和上位機通信接口(15)，尤其是，所述管理控制模塊MCU(14)通過運行在其內的程序為所述上位機(23)提供專用軟件接口，通過該接口，上位機(23)無需分辨射頻智能卡的工作頻段，而將其統(tǒng)一視為工作在13.56Mhz的射頻智能卡，按照訪問工作在13.56MHz頻率的Mifare卡的方式來讀寫工作在其它頻段的射頻智能卡(21)。所述讀寫轉換裝置具有良好的兼容性，專門針對Mifare卡設計的上位機系統(tǒng)只需經(jīng)過很少改動，便可與工作在高頻段(如UHF頻段)的射頻智能卡進行數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G06K7/10GK101329739SQ20081006744
公開日2008年12月24日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權日2008年5月20日
發(fā)明者梁建華 申請人:深圳市中興集成電路設計有限責任公司