專利名稱：基于電力線載波通信的射頻ic卡讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種IC卡讀寫器，特別是ー種非接觸式射頻IC卡讀寫器，屬于射頻應(yīng)用領(lǐng)域中射頻卡識(shí)別應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
射頻IC卡又稱非接觸式IC卡，由IC芯片和感應(yīng)天線組成，是世界上最近幾年發(fā)展起來的ー項(xiàng)新技術(shù)，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合，解決了卡內(nèi)電路無(wú)源和讀寫數(shù)據(jù)免接觸的難題。由于非接觸式IC卡具有操作便捷，抗干擾性、抗油水等污染能力強(qiáng)、安全性和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于身份識(shí)別或金融消費(fèi)的場(chǎng)合，如公交卡、校園卡、門禁卡、酒店ー卡通等，甚至在一些軍事領(lǐng)域也得到應(yīng)用。傳統(tǒng)的讀寫器一般采用RS485或CAN總線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸。但是不管采用RS485、CAN還是其他普通總線方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，都需要布置專門的通信線路，布線一般比較繁瑣，構(gòu)建成本 高，而且不利于平時(shí)的維護(hù)和改造。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供了一種采用電カ線載波通信進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制的射頻IC卡讀寫器，在滿足射頻IC卡信息讀寫操作的同時(shí)，采用電カ線載波通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。由于其采用原電カ網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，不用重新布線，能有效節(jié)約布線成本，便于安裝和維護(hù)。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的構(gòu)思是選用ー款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，具有高度可靠性和足夠I/O接ロ的具有電カ線載波通信功能的芯片作為射頻IC卡讀寫器的主控芯片，控制射頻讀寫模塊進(jìn)行射頻IC卡信息的讀寫操作，并采用電カ線載波通信方式進(jìn)行射頻IC卡讀寫器的聯(lián)網(wǎng)控制。由于采用電カ線通信方式聯(lián)網(wǎng)，不用重新布線，能實(shí)現(xiàn)可靠的通信的同時(shí)有效節(jié)約成本。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案—種基于電カ線載波通信的射頻IC卡讀寫器，它包括主控制器模塊、通信信號(hào)收發(fā)模塊、射頻IC卡信息讀寫模塊、驅(qū)動(dòng)控制I/O 口和電源模塊，主控制器模塊控制射頻IC卡信息讀寫模塊完成射頻IC卡信息的讀寫操作，主控制器模塊通過指令信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ，驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ與外圍設(shè)備信號(hào)連接，主控制器模塊還通過控制通信信號(hào)收發(fā)模塊進(jìn)行通信信號(hào)收發(fā)，主控制器模塊的主控芯片為具有電カ線載波通信功能的控制芯片，通信信號(hào)收發(fā)模塊通過電カ線載波線路進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。上述主控制器模塊優(yōu)選通過軟件模擬并行接ロ對(duì)射頻IC卡信息讀寫模塊進(jìn)行信號(hào)控制。上述主控制器模塊的主控芯片引腳優(yōu)選與射頻IC卡信息讀寫模塊的射頻芯片端ロ直接電相連。作為本實(shí)用新型的一種技術(shù)方案，上述通信信號(hào)收發(fā)模塊的信號(hào)收發(fā)端ロ直接與電力線的網(wǎng)絡(luò)電連接，進(jìn)而通過電力線載波通信與集中控制器電連接，集中控制器還與上位主控制器信號(hào)連接。上述通信信號(hào)收發(fā)模塊的信號(hào)收發(fā)端口直接與220V或380V的電力線電連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)I.本實(shí)用新型采用具有電力線載波通信功能的芯片作為射頻IC卡讀寫器的主控制芯片，只需簡(jiǎn)單的電力線載波發(fā)送和接受外圍電路，就能實(shí)現(xiàn)電力線載波通信聯(lián)網(wǎng)，完成遠(yuǎn)程信息的接收和發(fā)送的功能。2.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，將具有電力線載波通信功能的芯片作為射頻讀寫模塊的控制芯片，實(shí)現(xiàn)電力線載波通信方式組網(wǎng)的同時(shí)不用額外增加射頻單元控制芯片，電路簡(jiǎn)單，控制精度高，便于PCB實(shí)現(xiàn)。3.本實(shí)用新型與傳統(tǒng)基于RS485等普通總線通信的射頻IC卡讀寫器相比，新型 射頻IC卡讀寫器采用電力載波通信方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，在滿足射頻IC卡讀寫器聯(lián)網(wǎng)要求的同時(shí)，不用重新布線，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，便于安裝和維護(hù)。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一射頻IC卡讀寫器功能結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的主控制器模塊的主控芯片的接口連接電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的通信信號(hào)收發(fā)模塊的電力線載波通信收發(fā)電路原理圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)的射頻IC卡讀寫模塊電路原理圖。圖5是現(xiàn)有技術(shù)的射頻芯片MFRC500的控制時(shí)序及對(duì)應(yīng)的時(shí)序定義示意圖。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的射頻IC卡與射頻IC卡讀寫模塊的通信驗(yàn)證流程示意圖。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一射頻IC卡讀寫器軟件工作流程示意圖。圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例二的射頻IC卡讀寫器聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖說明如下實(shí)施例一參見圖I 圖7，一種基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，它包括主控制器模塊I、通信信號(hào)收發(fā)模塊2、射頻IC卡信息讀寫模塊3、驅(qū)動(dòng)控制I/O 口 4和電源模塊5，主控制器模塊I控制射頻IC卡信息讀寫模塊3完成射頻IC卡信息的讀寫操作，主控制器模塊I通過指令信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)控制I/O 口 4，驅(qū)動(dòng)控制I/O 口 4與外圍設(shè)備6信號(hào)連接，主控制器模塊I還通過控制通信信號(hào)收發(fā)模塊2進(jìn)行通信信號(hào)收發(fā)，主控制器模塊I的主控芯片為具有電力線載波通信功能的控制芯片，通信信號(hào)收發(fā)模塊2通過電力線載波線路進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。在本實(shí)施例中，為了解決現(xiàn)有讀寫器的缺陷，根據(jù)電力線通信利用現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，不用重新布線的特點(diǎn)，提出了一種基于電力線通信射頻IC卡讀寫器的方案。在以前技術(shù)不夠先進(jìn)的時(shí)候，在室內(nèi)的低壓電力線上進(jìn)行可靠數(shù)據(jù)通信還比較難實(shí)現(xiàn)；可是，隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)水平的提高和國(guó)家對(duì)電力線通信技術(shù)投資力度的加大，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品和芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)在低壓電カ線上進(jìn)行信號(hào)的可靠傳輸，并且已經(jīng)在智能家居、樓宇自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。電カ線作為最后一公里的通信解決方案，其傳輸技術(shù)和應(yīng)用的研究也將越來越成熟、廣泛。本實(shí)施例射頻IC卡讀寫器的功能結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，包括主控制器模塊I、通信信號(hào)收發(fā)模塊2、射頻IC卡信息讀寫模塊3、驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ 4和電源模塊5。在本實(shí)施中，如圖2所示，采用電力線載波通信芯片PL3201作為本本實(shí)施例的主控制器模塊I的主控芯片，主控芯片PL3201是專門為電壓電カ線載波通信功能而設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)電カ線載波通信信息的收發(fā)，完成通過電カ線載波通信方式進(jìn)行本實(shí)施例射頻IC卡讀寫器聯(lián)網(wǎng)控制的功能。主控芯片引腳SIGIN和P3. 7/PSK_0UT分別為通信信號(hào)收發(fā)模塊2的信號(hào)輸入和輸出端ロ；主控芯片引腳 P3. 4，P3.5，P3.6，P 3. 2，PO. 2 0. 5，Pl. 2，Pl. 3，P3. 0，P3. I,Pl. 5與射頻IC卡信息讀寫模塊3相連，用于控制射頻IC卡信息的讀寫操作；主控芯片引腳P2. 1，P2.2, P3. 3為預(yù)留用于控制驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備6的驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ 4，包括一個(gè)串行I/O口和一位普通I/O ロ。射頻IC卡信息讀寫模塊3采用高性能射頻IC卡讀寫芯片MFRC500，如圖2和圖4所示，射頻IC卡信息讀寫模塊3的芯片MFRC500的引腳與主控芯片PL3201通過普通引腳相連，完成射頻IC取電卡信息的讀寫操作，其中MFRC500與PL3201芯片引腳之間的連接關(guān)系為
MFRC500 IlRQ IrSTPD ]WR [RD (ALE IDO IdI Td2 [D3 ID4 ID5 1d6 Id7 PL3201 ]P3. 2]P3. 4 ]P3. 5 [P3. 6 [PL 5 IPl. 2]P1. 3]P3. 0 [P3. I IPO. 2 IPO. 3]P0. 4 ト.5在圖3和圖I中，通信信號(hào)收發(fā)模塊2的電カ線載波通信接收和發(fā)送電路包括接收電路和發(fā)送電路兩部分，它與具有電カ線載波通信功能的主控芯片PL3201相對(duì)應(yīng)，并且可參考主控制芯片PL3201的技術(shù)手冊(cè)，通信信號(hào)收發(fā)模塊2通過電カ線載波線路進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)射頻IC卡讀寫器信息的發(fā)送和遠(yuǎn)程控制的接收。主控芯片PL3201沒有專門的地址數(shù)據(jù)總線，但有足夠的I/O ロ與芯片MFRC500相連，根據(jù)圖5所示的控制時(shí)序，只要編寫相應(yīng)的軟件來模擬對(duì)應(yīng)的總線和控制時(shí)序，主控芯片PL3201的普通I/O ロ也就能完成對(duì)芯片MFRC500的指令控制，再根據(jù)圖6所示的射頻IC卡信息讀寫模塊3的芯片MFRC500與射頻IC卡的射頻通信驗(yàn)證流程，就能進(jìn)行射頻IC卡信息的讀寫操作。在圖I中，主控芯片預(yù)留了用于控制驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備6的驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ 4，包括一個(gè)串行I/O 口和一位普通I/Oロ，驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ 4可用于連接控制外部設(shè)備，進(jìn)行相關(guān)動(dòng)作，能夠滿足簡(jiǎn)單的外設(shè)控制的需求。圖7給出了對(duì)應(yīng)的本實(shí)施例射頻IC讀寫器的軟件工作流程圖。在主控制器模塊I的控制下，本實(shí)施例射頻IC讀寫器能有效驗(yàn)完成射頻IC卡信息讀寫的同時(shí)，通過電カ線載波通信，進(jìn)行信息的傳送和遠(yuǎn)程控制。本實(shí)施例射頻IC卡讀寫器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，采用電カ線載波通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，無(wú)需額外布線，便于安裝和維護(hù)。電カ線載波通信速率能達(dá)到1KB/S，通信距離能達(dá)到500米以上，基本能滿足射頻IC卡讀寫器一般應(yīng)用的聯(lián)網(wǎng)控制要求。通過驅(qū)動(dòng)控制I/O ロ 4連接外部設(shè)備，可方便的應(yīng)用于門禁、酒店管理、樓宇自動(dòng)化、エ業(yè)控制等多個(gè)射頻IC卡讀寫器同時(shí)聯(lián)網(wǎng)控制的場(chǎng)合，可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合，連接控制不同的外設(shè)。在本實(shí)施例中，上述主控制器模塊I通過軟件模擬并行接ロ對(duì)射頻IC卡信息讀寫模塊3進(jìn)行信號(hào)控制。如圖2和圖4所示，射頻IC卡信息讀寫模塊3的芯片MFRC500的引腳與主控芯片PL3201通過普通引腳相連，通過編寫相應(yīng)的控制程序，采用模擬數(shù)據(jù)地址總線方式，完成射頻IC取電卡信息的讀寫操作。在本實(shí)施例中，上述主控制器模塊I的主控芯片引腳與射頻IC卡信息讀寫模塊3的射頻芯片端口直接電相連，無(wú)需附加其他外圍電路，即可實(shí)現(xiàn)射頻IC取電卡信息的讀寫操作。實(shí)施例二 參見圖8，本實(shí)施例與實(shí)施例一的技術(shù)方案基本相同，不同之處在于在本實(shí)施例中，上述通信信號(hào)收發(fā)模塊2的信號(hào)收發(fā)端口直接與電力線載波線路9的網(wǎng)絡(luò)電連接，進(jìn)而通過電力線載波通信與集中控制器7電連接，集中控制器7還與上位主控制器8信號(hào)連接。 圖8給出了本實(shí)施例射頻IC卡讀寫器的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖，圖中各射頻IC讀寫器的通信信號(hào)收發(fā)模塊2通過電力線載波通信，與集中控制器7相連，集中控制器7通過協(xié)議轉(zhuǎn)換后再將數(shù)據(jù)傳送給上位主控制器8。通過給每個(gè)讀寫器分配一個(gè)ID，實(shí)現(xiàn)上位主控制器8對(duì)各個(gè)射頻IC讀寫器的實(shí)時(shí)通信控制。在本實(shí)施例中，上述通信信號(hào)收發(fā)模塊2的信號(hào)收發(fā)端口直接與220V或380V的電力線載波線路9電連接。本實(shí)施例通信信號(hào)收發(fā)模塊2的信號(hào)收發(fā)端口直接與220V或380V的電力線載波線路9電連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，便于安裝維護(hù)，與傳統(tǒng)基于總線的射頻IC卡讀寫器相比，新型讀寫器使用原有電力線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，減少了布線環(huán)節(jié)，節(jié)約了布線成本，便于安裝和維護(hù)。以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合用于本實(shí)用新型基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造原理，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，它包括主控制器模塊(I)、通信信號(hào)收發(fā)模塊(2)、射頻IC卡信息讀寫模塊(3)、驅(qū)動(dòng)控制I/O 口(4)和電源模塊(5)，所述主控制器模塊(I)控制所述射頻IC卡信息讀寫模塊(3)完成射頻IC卡信息的讀寫操作，所述主控制器模塊(I)通過指令信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)控制I/O 口(4)，所述驅(qū)動(dòng)控制I/O 口(4)與外圍設(shè)備(6 )信號(hào)連接，所述主控制器模塊(I)還通過控制所述通信信號(hào)收發(fā)模塊(2 )進(jìn)行通信信號(hào)收發(fā)，其特征在于所述主控制器模塊(I)的主控芯片為具有電力線載波通信功能的控制芯片，所述通信信號(hào)收發(fā)模塊(2 )通過電力線載波線路(9 )進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，其特征在于所述主控制器模塊(I)通過軟件模擬并行接口對(duì)所述射頻IC卡信息讀寫模塊(3)進(jìn)行信號(hào)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，其特征在于所述主控制器模塊(I)的主控芯片引腳與所述射頻IC卡信息讀寫模塊(3)的射頻芯片端口直接電相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，其特征在于所述通信信號(hào)收發(fā)模塊(2)的信號(hào)收發(fā)端口直接與所述電力線載波線路(9)的網(wǎng)絡(luò)電連接，進(jìn)而通過電力線載波通信與集中控制器(7)電連接，所述集中控制器(7)還與上位主控制器(8)信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，其特征在于所述通信信號(hào)收發(fā)模塊(2)的信號(hào)收發(fā)端口直接與220V或380V的電力線載波線路(9)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于電力線載波通信的射頻IC卡讀寫器，包括主控制器模塊、通信信號(hào)收發(fā)模塊、射頻IC卡信息讀寫模塊、驅(qū)動(dòng)控制I/O口和電源模塊，主控制器模塊控制射頻IC卡信息讀寫模塊完成射頻IC卡信息的讀寫操作，主控制器模塊通過指令信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)控制I/O口，驅(qū)動(dòng)控制I/O口與外圍設(shè)備信號(hào)連接，主控制器模塊還通過控制通信信號(hào)收發(fā)模塊進(jìn)行通信信號(hào)收發(fā)，主控制器模塊的主控芯片為具有電力線載波通信功能的控制芯片，通信信號(hào)收發(fā)模塊通過電力線載波線路進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。本實(shí)用新型射頻IC卡讀寫器在滿足射頻IC卡信息讀寫操作的同時(shí)，采用電力線載波通信技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，因其采用原電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，不用重新布線，能有效節(jié)約布線成本，便于安裝和維護(hù)。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202523086SQ20122010973
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者吳燦培, 秦霆鎬, 胡順豪, 陳英豪, 高懷遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:上海大學(xué)