專利名稱：一種工業(yè)讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種工業(yè)讀寫器 技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種讀寫器設(shè)備，更具體地說，涉及一種穩(wěn)定、高速以及抗干擾能 力強(qiáng)的工業(yè)讀寫器。
背景技術(shù)：
[0002]目前國內(nèi)民用的IC卡讀寫器品種繁多，技術(shù)相對較為成熟，尤其是電子標(biāo)簽 (RFID, Radio FrequencyIdentification)讀寫器，已廣泛地應(yīng)用于物流、零售、制造業(yè)、月艮 裝業(yè)、醫(yī)療、身份識別、防偽、資產(chǎn)管理、交通、食品以及動物識別等多種行業(yè)中，但對于工業(yè) 上的應(yīng)用則少得多。[0003]隨著電子標(biāo)簽應(yīng)用場合的日益增多，國內(nèi)對IC卡的個(gè)性化設(shè)備的需求也日益凸 顯，而個(gè)性化設(shè)備中工業(yè)讀寫器是不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，這類個(gè)性化設(shè)備中的最基本的要 求是能在短期內(nèi)滿足大量卡的個(gè)性化定制要求，工業(yè)讀寫器不同于普通的民用讀寫器，它 不僅需要基本的讀寫卡功能，還必需滿足穩(wěn)定、高速處理數(shù)據(jù)以及超強(qiáng)抗干擾的能力，甚至 還要求能同時(shí)兼容讀寫接觸式以及非接觸式IC卡。而現(xiàn)有的工業(yè)讀寫器只能滿足上述的 部分要求，有的產(chǎn)能較大但穩(wěn)定性較差，有的穩(wěn)定性較好但產(chǎn)能較小，往往一臺工業(yè)讀寫器 同一時(shí)間只能處理一張卡。[0004]故，有必要提供一種穩(wěn)定、高速以及抗干擾能力強(qiáng)的工業(yè)讀寫器，以解決現(xiàn)有技術(shù) 所存在的問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種穩(wěn)定、高 速以及抗干擾能力強(qiáng)的工業(yè)讀寫器；其具有多個(gè)驅(qū)動板電路，每個(gè)驅(qū)動板均設(shè)置有接觸卡 處理芯片以及非接觸卡處理芯片，以解決現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)讀寫器產(chǎn)能較大但穩(wěn)定性較差， 或穩(wěn)定性較好但產(chǎn)能較小的技術(shù)問題。[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種工業(yè)讀寫器，其包括: 主板電路，用于加載讀寫器應(yīng)用程序，并將上位機(jī)的請求發(fā)送給驅(qū)動板電路，分別與所述上 位機(jī)以及所述驅(qū)動板電路連接；以及多個(gè)驅(qū)動板電路，用于根據(jù)所述主板電路的命令，使用 相應(yīng)的讀寫芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫處理；每個(gè)所述驅(qū)動板電路均包括FPGA高速緩存、驅(qū)動板控 制單元、接觸卡處理芯片以及非接觸卡處理芯片；所述FPGA高速緩存分別與所述主板電路 以及所述驅(qū)動板控制單元連接，所述驅(qū)動板控制單元分別與所述接觸卡處理芯片以及所述 非接觸卡處理芯片連接。[0007]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述主板電路包括:中央處理器，用于加載讀 寫器應(yīng)用程序，所述中央處理器通過網(wǎng)口與所述上位機(jī)連接，所述中央處理器通過總線與 所述驅(qū)動板電路連接；以及存儲器，用于存儲所述讀寫器應(yīng)用程序。[0008]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述中央處理器為型號AT91RM9200的ARM處 理器，所述存儲器為型號MT48LC16M16A的隨機(jī)存儲器。[0009]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述FPGA高速緩存為型號LCMX01200C的 FPGA芯片，所述驅(qū)動板控制單元為型號STM32F103ZET6的微控制器。[0010]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述接觸卡處理芯片為型號TDA8007的接口 芯片，所述非接觸卡處理芯片為型號CLRC663的接口芯片。[0011]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述接觸卡處理芯片通過接觸卡座與相應(yīng)的 卡片接觸連接。[0012]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述非接觸卡處理芯片通過天線與相應(yīng)的卡 片非接觸連接。[0013]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述工業(yè)讀寫器還包括用于連接所述主板電 路以及所述多個(gè)驅(qū)動板電路的擴(kuò)展板。[0014]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述主板電路通過所述擴(kuò)展板的總線接口與 所述驅(qū)動板電路連接。[0015]在本實(shí)用新型所述的工業(yè)讀寫器中，所述主板電路通過所述擴(kuò)展板上的網(wǎng)口與所 述上位機(jī)連接。[0016]實(shí)施本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器，具有以下有益效果:本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器穩(wěn) 定、高速以及抗干擾能力強(qiáng)，其具有多個(gè)驅(qū)動板電路，每個(gè)驅(qū)動板均設(shè)置有接觸卡處理芯片 以及非接觸卡處理芯片，解決了現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)讀寫器產(chǎn)能較大但穩(wěn)定性較差，或穩(wěn)定性 較好但產(chǎn)能較小的技術(shù)問題。


[0017]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:[0018]圖1為本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]其中，附圖標(biāo)記說明如下:[0020]10、上位機(jī)；[0021]11、主板電路；[0022]111、中央處理器；[0023]112、存儲器；[0024]12、驅(qū)動板電路；[0025]I2UFPGA 高速緩存；[0026]122、驅(qū)動板控制單元；[0027]123、接觸卡處理芯片；[0028]124、非接觸卡處理芯片；[0029]13、擴(kuò)展板；[0030]14、接觸卡座；[0031]15、天線。
具體實(shí)施方式
[0032]下面結(jié)合圖示，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)介紹。[0033]請參照圖1，圖1為本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本優(yōu)選實(shí)施例的工業(yè)讀寫器包括主板電路11、多個(gè)驅(qū)動板電路12以及擴(kuò)展板13。該主板電路11 用于加載讀寫器應(yīng)用程序，并將上位機(jī)10的請求發(fā)送給驅(qū)動板電路12 ;驅(qū)動板電路12用 于根據(jù)主板電路11的命令，使用相應(yīng)的讀寫芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫處理；擴(kuò)展板13用于連接主 板電路11以及多個(gè)驅(qū)動板電路12。主板電路11分別與上位機(jī)10以及驅(qū)動板電路12連 接，驅(qū)動板電路12與相應(yīng)的卡片直接或間接連接。[0034]主板電路11包括中央處理器111以及存儲器112，該存儲器112用于讀寫器應(yīng)用 程序，可為型號MT48LC16M16A的隨機(jī)存儲器，中央處理器111用于根據(jù)上位機(jī)10的請求從 存儲器112加載相應(yīng)的讀寫器應(yīng)用程序，可為型號AT91RM9200的ARM處理器，中央處理器 111通過擴(kuò)展板13上的網(wǎng)口與上位機(jī)10連接，通過擴(kuò)展板13上的總線接口與驅(qū)動板電路 12連接。[0035]本優(yōu)選實(shí)施例的主板電路11提供一個(gè)通用的帶操作系統(tǒng)(如Linux操作系統(tǒng))的 軟硬件平臺，其中硬件可包括網(wǎng)口、串口、存儲器112、蜂鳴器、中央處理器111以及時(shí)鐘芯 片等，軟件可包括基板的啟動程序、內(nèi)核操作系統(tǒng)、根文件系統(tǒng)以及相應(yīng)的平臺驅(qū)動，其允 許客戶在其上加載運(yùn)行自己定制的讀寫器應(yīng)用程序。[0036]每個(gè)驅(qū)動板電路12均包括FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程 門陣列)高速緩存121、驅(qū)動板控制單元122、接觸卡處理芯片123以及非接觸卡處理芯片 124。FPGA高速緩存121分別與主板電路11的中央處理器111以及驅(qū)動板控制單元122 連接，驅(qū)動板控制單元122還分別與接觸卡處理芯片123以及非接觸卡處理芯片124連接， 接觸卡處理芯片123通過接觸卡座14與相應(yīng)的卡片接觸連接，非接觸卡處理芯片124通 過天線15與相應(yīng)的卡片非接觸連接。其中FPGA高速緩存121為型號LCMX01200C的FPGA 芯片，驅(qū)動板控制單元122為型號STM32F103ZET6的微控制器，接觸卡處理芯片123為型號 TDA8007的接口芯片，非接觸卡處理芯片124為型號CLRC663的接口芯片，接觸卡座14為使 用7816協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)卡座。[0037]本優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動板電路12的主要功能為接收主板電路11發(fā)送給FPGA高速 緩存121的命令，完成對卡片的讀寫操作，再將處理結(jié)果通過FPGA高速緩存121以及內(nèi)部 協(xié)議返回給主板電路11。[0038]這里的FPGA高速緩存121相當(dāng)于定制的處理器加FIFO (First Input FirstOutput，先入先出隊(duì)列)管道的作用。FPGA高速緩存121經(jīng)過編程設(shè)定專門用于管理 處理主板電路11的中央處理器111與驅(qū)動板電路12的驅(qū)動板控制單元122之間的通信，由 于FPGA高速緩存121上資源的限制，同時(shí)考慮到大多數(shù)情況下為主板電路11的寫入數(shù)據(jù) 較多而讀出數(shù)據(jù)較少，因此在FPGA高速緩存121的編程設(shè)定時(shí)分配了兩個(gè)FIFO管道，對 主板電路11 一端，相當(dāng)于有一個(gè)254字節(jié)的寫入FIFO管道和一個(gè)49字節(jié)的讀出FIFO管 道(即寫入FIFO管道大于讀出FIFO管道)；對于驅(qū)動板電路12 —端，則相當(dāng)于有一個(gè)254 字節(jié)的讀出FIFO管道和一個(gè)49字節(jié)的寫入FIFO管道(即寫入FIFO管道小于讀出FIFO管 道)。[0039]本優(yōu)選實(shí)施例的工業(yè)讀寫器使用時(shí)，主板電路11的中央處理器111首先啟動操作 系統(tǒng)(如Linux操作系統(tǒng))，然后從存儲器112中讀取讀寫器應(yīng)用程序，并在中央處理器111 中加載讀寫器應(yīng)用程序，讀寫器應(yīng)用程序可以設(shè)定工業(yè)讀寫器的IP地址，同時(shí)啟動四路讀 寫服務(wù)線程(這里設(shè)定有四個(gè)驅(qū)動板電路12)，每一路都獨(dú)自處理各自的中央處理器111的命令。上位機(jī)10根據(jù)工業(yè)讀寫器的IP地址與工業(yè)讀寫器連接，并將讀寫請求發(fā)送給工業(yè) 讀寫器的主板電路11，主板電路11在接收到上位機(jī)10的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行合法性以 及數(shù)據(jù)完整性判斷后，解析數(shù)據(jù)包中請求的各個(gè)域段，調(diào)用不同的接口處理函數(shù)將命令包 發(fā)送至相應(yīng)驅(qū)動板電路12。[0040]每個(gè)驅(qū)動板電路12的FPGA高速緩存121接收主板電路11的命令包，相應(yīng)的驅(qū)動 板控制單元122循環(huán)讀取FPGA高速緩存121內(nèi)的數(shù)據(jù)，對于接觸卡的讀寫操作數(shù)據(jù)，通過 接觸卡處理芯片123，經(jīng)接觸卡座14發(fā)送給卡片(IC卡);對于非接觸卡的讀寫操作數(shù)據(jù)，通 過非接觸卡處理芯片124，經(jīng)天線15無線發(fā)送給卡片。[0041]隨后卡片將處理結(jié)果經(jīng)接觸卡處理芯片123或非接觸卡處理芯片124返回給驅(qū)動 板控制單元122,驅(qū)動板控制單元122根據(jù)內(nèi)部協(xié)議組成命令包通過FPGA高速緩存121送 回主板電路11進(jìn)行處理，主板電路11的中央處理器111中的讀寫器應(yīng)用程序讀取該處理 結(jié)果，按外部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組成數(shù)據(jù)包發(fā)回到上位機(jī)10，這樣即完成了整個(gè)工業(yè)讀寫器的數(shù)據(jù) 讀寫過程。[0042]本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器采用FPGA高速緩存解決了高速的主板電路數(shù)據(jù)處理能 力與慢速IC卡處理之間的速度匹配問題，最大程度地解決了工業(yè)讀寫器的性能瓶頸；同時(shí) 本工業(yè)讀寫器同時(shí)設(shè)置有接觸式和非接觸式的讀寫芯片，充分利用有限的硬件資源，給客 戶提供了靈活的解決方案；最后本工業(yè)讀寫器利用多線程技術(shù)，允許一個(gè)主板電路同時(shí)驅(qū) 動多個(gè)驅(qū)動板電路處理數(shù)據(jù)，大大地提高了主板電路的處理能力，經(jīng)測試，單通道與四通道 下的速度差異僅在10% 15%之間，工業(yè)讀寫器的讀寫數(shù)據(jù)效率相當(dāng)于提高了近四倍。故 本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器穩(wěn)定、高速以及抗干擾能力強(qiáng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)讀寫器產(chǎn) 能較大但穩(wěn)定性較差，或穩(wěn)定性較好但產(chǎn)能較小的技術(shù)問題。[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是 利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的 技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)讀寫器，其特征在于，包括:主板電路，用于加載讀寫器應(yīng)用程序，并將上位機(jī)的請求發(fā)送給驅(qū)動板電路，分別與所 述上位機(jī)以及所述驅(qū)動板電路連接；以及多個(gè)驅(qū)動板電路，用于根據(jù)所述主板電路的命令，使用相應(yīng)的讀寫芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫 處理；每個(gè)所述驅(qū)動板電路均包括FPGA高速緩存、驅(qū)動板控制單元、接觸卡處理芯片以及非 接觸卡處理芯片；所述FPGA高速緩存分別與所述主板電路以及所述驅(qū)動板控制單元連接，所述驅(qū)動板 控制單元分別與所述接觸卡處理芯片以及所述非接觸卡處理芯片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述主板電路包括:中央處理器，用于加載讀寫器應(yīng)用程序，所述中央處理器通過網(wǎng)口與所述上位機(jī)連接， 所述中央處理器通過總線與所述驅(qū)動板電路連接；以及存儲器，用于存儲所述讀寫器應(yīng)用程序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述中央處理器為型號 AT91RM9200的ARM處理器，所述存儲器為型號MT48LC16M16A的隨機(jī)存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述FPGA高速緩存為型號 LCMXO1200C的FPGA芯片，所述驅(qū)動板控制單元為型號STM32F103ZET6的微控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述接觸卡處理芯片為型號 TDA8007的接口芯片，所述非接觸卡處理芯片為型號CLRC663的接口芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述接觸卡處理芯片通過接觸卡 座與相應(yīng)的卡片接觸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述非接觸卡處理芯片通過天線 與相應(yīng)的卡片非接觸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述工業(yè)讀寫器還包括用于連接 所述主板電路以及所述多個(gè)驅(qū)動板電路的擴(kuò)展板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述主板電路通過所述擴(kuò)展板的 總線接口與所述驅(qū)動板電路連接。
10.根據(jù)權(quán)利要 求8所述的工業(yè)讀寫器，其特征在于，所述主板電路通過所述擴(kuò)展板上 的網(wǎng)口與所述上位機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)讀寫器，其包括主板電路，用于加載讀寫器應(yīng)用程序，并將上位機(jī)的請求發(fā)送給驅(qū)動板電路；以及多個(gè)驅(qū)動板電路，用于根據(jù)主板電路的命令，使用相應(yīng)的讀寫芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫處理；每個(gè)驅(qū)動板電路均包括FPGA高速緩存、驅(qū)動板控制單元、接觸卡處理芯片以及非接觸卡處理芯片；FPGA高速緩存分別與主板電路以及驅(qū)動板控制單元連接，驅(qū)動板控制單元分別與接觸卡處理芯片以及非接觸卡處理芯片連接。本實(shí)用新型的工業(yè)讀寫器穩(wěn)定、高速以及抗干擾能力強(qiáng)，其具有多個(gè)驅(qū)動板電路，每個(gè)驅(qū)動板均設(shè)置有接觸卡處理芯片以及非接觸卡處理芯片，解決了現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)讀寫器產(chǎn)能較大但穩(wěn)定性較差，或穩(wěn)定性較好但產(chǎn)能較小的技術(shù)問題。
文檔編號G06K17/00GK202976151SQ20122069505
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者陳士潤, 余金河 申請人:深圳市雄帝科技股份有限公司