專利名稱：具有usb接口的cpu卡讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種CPU卡讀寫器，更具體的說是一種具有USB接口的CPU卡讀與器。
背景技術(shù)：
隨著我國科技的不斷發(fā)展，CPU卡由于其嚴(yán)格的加密體系，優(yōu)越的安全性能，而且容易實(shí)現(xiàn)一卡多用，現(xiàn)在得到越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在很多場所中，例如企業(yè)園區(qū)，或者學(xué)校，為了方便管理，也是出于安全性的考慮，一般都采用一卡通卡，(PU卡既用于記錄員工或者學(xué)生的身份信息，也用于門禁考勤，CPU卡將逐步取代現(xiàn)在普遍使用的邏輯加密卡，CPU 卡在食堂、超市消費(fèi)也得到廣泛使用。在對CPU卡的管理中，對CPU卡的讀寫至關(guān)重要，讀寫器要能夠從卡片中讀出身份信息，還要能夠?qū)⑸矸菪畔懭肟ㄆ?，對其進(jìn)行修改；還要能夠?qū)ㄆM(jìn)行充值。一般情況下，這都通過PC向讀寫器發(fā)送指令，讀寫器再對卡片進(jìn)行操作，而PC與讀寫器之間的連接可以通過USB接口，也可以通過USART串口進(jìn)行連接，由于 USB接口與USART串行接口都存在各種不足，例如USB存在連接不穩(wěn)定，USART串行接口傳輸數(shù)據(jù)需要外接直流電源等，因此有必要針對現(xiàn)有的CPU卡讀寫器做進(jìn)一步的改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決上述不足，提供一種穩(wěn)定性好，且使用更為靈活的一種具有USB接口的CPU卡讀寫器。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案本實(shí)用新型所提供的一種具有USB接口的CPU卡讀寫器，其包括MCU微控制器， MCU微控制器分別連接射頻處理模塊與外部供電模塊，且MCU微控制器上設(shè)置有USART端口，所述的MCU微控制器上還設(shè)置有USB端口模塊，USB端口模塊可作為MCU微控制器的USB 供電模塊；所述的USB端口模塊與外部供電模塊還分別接入供電方式切換開關(guān)。進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的讀寫器還包括安全認(rèn)證模塊，且安全認(rèn)證模塊接入 MCU微控制器，安全認(rèn)證模塊通過MCU微控制器與，和射頻處理模塊接觸的CPU卡組成密鑰系統(tǒng)。進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的安全認(rèn)證模塊為PSAM卡。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的USB端口模塊的接口為miniUSB接口。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的射頻處理模塊通過SPI串行接口與MCU微處理器連接。再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的MCU微控制器是以STM32F103控制芯片為核心。再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的外部供電模塊向MCU微控制器輸入的直流電壓為 12V。還進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的射頻處理模塊以FM1702芯片為核心。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是通過在CPU卡讀寫器中同時(shí)集成安
3裝USB端口模塊與USART端口，使PC可以通過USB端口操作讀寫器，也可以通過USART端口操作讀寫器，提供兩種連接方式供用戶靈活選擇，也避免其中一種連接方式出現(xiàn)故障時(shí)無法實(shí)用，同時(shí)，利用USB端口的固件升級功能，通過程序升級開關(guān)使得CPU卡讀寫器的更新升級更加快捷方便。

圖I為本實(shí)用新型的CPU卡讀寫器模塊框圖；；圖2為本實(shí)用新型的MCU微控制器中的芯片示意圖；圖3為本實(shí)用新型的USB端口模塊電路圖；圖4為本實(shí)用新型的外部供電模塊電路圖；圖5為本實(shí)用新型的工作流程圖；圖6為本實(shí)用新型的讀寫操作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。如圖I所示，本實(shí)用新型所提供的一種具有USB接口的CPU卡讀寫器，其包括MCU 微控制器，本實(shí)施方式中的MCU微控制器最好采用STM32F103控制芯片為核心。MCU微控制器分別連接射頻處理模塊與外部供電模塊，射頻處理模塊優(yōu)選通過SPI串行接口與MCU微處理器連接，本實(shí)施方式中射頻處理模塊最好采用FMl702芯片為核心。MCU微控制器上設(shè)置有USART端口，且MCU微控制器上還設(shè)置有USB端口模塊，USB 端口模塊作為MCU微控制器的USB供電模塊；所述的USB端口模塊與外部供電模塊還分別接入供電方式切換開關(guān)，通過該切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)USB端口供電與外部供電的切換，且切換至外部供電時(shí)，PC通過USART端口向MCU微控制器發(fā)送控制指令，此時(shí)外部供電模塊需向MCU 微控制器芯片電路板輸入電壓為12V的直流電。如圖2所示，USB端口模塊用于與PC相連，同時(shí)給MCU微控制器芯片電路板供電。 PC端的USB接口為USB2. OjMCU微控制器端的USB接口為miniUSB，所以要求USB連接線也要相匹配，USB端口模塊還可實(shí)現(xiàn)固件升級功能，在讀寫器的中安裝程序升級開關(guān)，安裝程序升級開關(guān)連接MCU微控制器芯片，在設(shè)備使用一段時(shí)間以后，如果發(fā)現(xiàn)使用不方便，或者有新的需求，可以在開發(fā)板上把程序調(diào)試完成后，打開程序升級開關(guān)通過USB端口模塊進(jìn)行功能維護(hù)和升級。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)CPU卡的安全認(rèn)證讀寫機(jī)制，優(yōu)先在讀寫器中安裝安全認(rèn)證模塊，且安全認(rèn)證模塊接入MCU微控制器。安全認(rèn)證模塊通過MCU微控制器與，和射頻處理模塊接觸的CPU卡組成密鑰系統(tǒng)，而安全認(rèn)證模塊優(yōu)先采用的是PSAM卡，采用PSAM卡和CPU卡的安全認(rèn)證讀寫機(jī)制建立一套完整的密鑰體系，充分使用了 CPU卡的安全特性，包括CPU卡和 PSAM卡的密鑰系統(tǒng)，密鑰注入PSAM卡裝入MCU微控制器芯片中的存儲(chǔ)裝置內(nèi)，通過PSAM卡和CPU卡進(jìn)行雙向驗(yàn)證，驗(yàn)證報(bào)文是由隨機(jī)數(shù)參與計(jì)算的，同一張卡在一臺(tái)設(shè)備上刷卡，每次都不相同，徹底杜絕“偽卡”的出現(xiàn)。下面再對本實(shí)用新型的功能作具體說明。首先需要在PC上編寫一個(gè)軟件，可以通過USB端口模塊與USART串口向微控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖5所示步驟一、將讀寫器與PC連接，通過手動(dòng)開關(guān)選擇讀寫器的連接方式，如果是USB接口，則通過USB連接線連接，同時(shí)如圖3電路中的VCC_D端口將接到STM32F103控制芯片的 VCC_D，采用USB供電；如果是USART接口，則通過串口線連起來之后，還要外加外部供電模塊的12V直流電源，將圖4電路中的VCC2_+5端口將接到STM32F103控制芯片的VCC_D。步驟二、在PC軟件中選定相應(yīng)的端口通信，發(fā)送尋找設(shè)備的數(shù)據(jù)，如果接受到讀寫器的回應(yīng)，則成功建立連接；否則關(guān)閉軟件結(jié)束操作，再檢查讀寫器是否正確設(shè)定。成功建立連接之后，軟件發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，包括相應(yīng)的指令，例如讀卡，寫卡，充值，修改密鑰。讀寫器接收到數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并把操作的結(jié)果返回給PC。讀寫器讀寫卡的具體流程如圖6所示步驟I、PC軟件根據(jù)將要進(jìn)行的操作，通過USB端口模塊或者USART端口發(fā)送數(shù)據(jù)到MCU微控制器；步驟2、MCU微控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析出來自于射頻處理模塊的FM1702命令、數(shù)據(jù)，并通過SPI 口發(fā)送到射頻處理模塊中的FM1702芯片；步驟3、由射頻處理模塊中的FM1702芯片通過天線調(diào)制發(fā)送CPU卡命令以及數(shù)據(jù)；步驟4、由CPU卡解調(diào)命令數(shù)據(jù)，響應(yīng)并執(zhí)行命令，將結(jié)果調(diào)制到天線并發(fā)送到 FM1702 芯片；步驟5、由MCU微控制器通過SPI串口讀取FM1702芯片接收到的數(shù)據(jù)；步驟6、MCU通過USB端口模塊或USART端口把結(jié)果發(fā)送到PC，結(jié)束一次操作。
權(quán)利要求1.一種具有USB接口的CPU卡讀寫器，其包括MCU微控制器，MCU微控制器分別連接射頻處理模塊與外部供電模塊，且MCU微控制器上設(shè)置有USART端口，其特征在于所述的 MCU微控制器上還設(shè)置有USB端口模塊，USB端口模塊可作為MCU微控制器的USB供電模塊；所述的USB端口模塊與外部供電模塊還分別接入供電方式切換開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的讀寫器還包括安全認(rèn)證模塊，且安全認(rèn)證模塊接入MCU微控制器，安全認(rèn)證模塊通過MCU微控制器與，和射頻處理模塊接觸的CPU卡組成密鑰系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的安全認(rèn)證模塊為PSAM卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的USB端口模塊的接口為miniUSB接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的讀寫器中還安裝有程序升級開關(guān)，且程序升級開關(guān)也接入MCU微控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的射頻處理模塊通過SPI串行接口與MCU微處理器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的MCU微控制器是以STM32F103控制芯片為核心。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的外部供電模塊向MCU微控制器輸入的直流電壓為12V。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有USB接口的CPU卡讀寫器，其特征在于所述的射頻處理模塊以FMl702芯片為核心。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有USB接口的CPU卡讀寫器，屬一種CPU卡讀寫器，其包括MCU微控制器，MCU微控制器分別連接射頻處理模塊與外部供電模塊，且MCU微控制器上設(shè)置有USART端口，所述的MCU微控制器上還設(shè)置有USB端口模塊；所述的USB端口模塊與外部供電模塊還分別接入供電方式切換開關(guān)。通過在CPU卡讀寫器中同時(shí)集成安裝USB端口模塊與USART端口，使PC可以通過USB端口操作讀寫器，也可以通過USART端口操作讀寫器，提供兩種連接方式供用戶靈活選擇，也避免其中一種連接方式出現(xiàn)故障時(shí)無法實(shí)用，利用USB端口的固件升級功能，通過程序升級開關(guān)使得CPU卡讀寫器的更新升級更加快捷方便。
文檔編號G06K17/00GK202351904SQ20112044916
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者劉健康, 楊寧, 袁濤 申請人:四川九洲視訊科技有限責(zé)任公司