本實(shí)用新型涉及一種具有免驅(qū)動雙端口功能的居民二代身份證信息的獲取裝置，公開一種將提取身份證明文信息的方法和設(shè)備，屬于身份證識別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，二代身份證上承載了更多的個(gè)人信息，如年齡、性別、住址、指紋、照片、血型等。在許多場所都需要用身份證檢測設(shè)備對持證人的身份信息進(jìn)行核驗(yàn)，如邊防、出入境檢驗(yàn)、公安、部隊(duì)、機(jī)場、社保、醫(yī)保、金融、保險(xiǎn)、交通、教育、電信、證券、購買機(jī)票、車票等場所。二代身份證識別技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)新興的行業(yè)，更多的設(shè)備制造商業(yè)加入了這一領(lǐng)域。

目前市場上的二代身份證識別產(chǎn)品普遍使用的是直連型二代證識別設(shè)備，其輸出接口功能單一，一種只支持串行接口，另一種只支持USB接口，且必須安裝廠家的驅(qū)動程序才能運(yùn)行，給用戶操作帶來不便。市場迫切需要一種既支持串行接口的，又支持USB接口、且具有免驅(qū)動安裝方式的二代身份證讀取裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種具有免驅(qū)動雙端口功能的居民二代身份證信息的獲取裝置，本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)讀取二代身份證信息的基礎(chǔ)上，既支持串行接口、又支持的USB接口，解決了以往產(chǎn)品輸出接口單一的問題；本實(shí)用新型在單片機(jī)內(nèi)置USB驅(qū)動程序，在安裝硬件是具有免驅(qū)動功能，方便了用戶操作；同時(shí)在射頻電路、單片機(jī)電路中引入阻抗匹配組件、降低了產(chǎn)品成本，縮小了產(chǎn)品的硬件電路體積。

本實(shí)用新型所述的具有免驅(qū)動雙端口功能的居民二代身份證信息的獲取裝置系統(tǒng)框圖如附圖1所示，由電源電路、單片機(jī)電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、指示電路、計(jì)算機(jī)終端組成。電源電路的VCC端和單片機(jī)電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、指示電路的電源端相連，給其供電；電源電路的AVCC端和單片機(jī)電路的模擬供電端相連，給其供電；單片機(jī)電路的通過SPI接口和射頻電路的SPI接口相連，發(fā)送明文指令數(shù)據(jù)配置射頻電路，射頻電路在讀卡區(qū)內(nèi)發(fā)出高頻載波，當(dāng)身份證放入到讀卡區(qū)內(nèi)，身份證上的線圈接收高頻信號，感應(yīng)出的電源為身份證內(nèi)的IC芯片提供電源能量，芯片內(nèi)的身份證密文數(shù)據(jù)通過高頻信號耦合到射頻電路，經(jīng)射頻電路解調(diào)后，身份證密文數(shù)據(jù)通過SPI接口傳送到單片機(jī)；單片機(jī)的I2C接口和SAM安全模塊電路的I2C接口相連，單片機(jī)將身份證密文數(shù)據(jù)通過I2C 接口傳送到由SAM安全模塊電路，在安全模塊里內(nèi)置公安部的解密算法，安全模塊對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到身份證明文數(shù)據(jù)；再通過SAM安全模塊電路的串行總線0傳送到單片機(jī)；單片機(jī)將身份證明文數(shù)據(jù)分成兩路，一路由串行總線1輸出到接口電路，另一路由USB總線輸出到接口電路，在單片機(jī)內(nèi)置USB驅(qū)動程序；再由接口電路將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)終端，完成數(shù)據(jù)上傳；單片機(jī)電路通過接口電路和計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)交互；單片機(jī)電路通過IO接口和指示電路相連，驅(qū)動發(fā)光管閃亮和蜂鳴器鳴笛，作為產(chǎn)品的狀態(tài)提示。

本實(shí)用新型所述的射頻電路如附圖2所示，射頻電路由射頻芯片、阻抗匹配組件、天線、晶體、電阻、電容組成，實(shí)現(xiàn)射頻芯片配置、射頻信號發(fā)送、身份證密文信息的接收、解調(diào)的功能；單片機(jī)的SPI接口連接到射頻芯片的SPI接口上，對其進(jìn)行芯片配置，使射頻芯片通過阻抗匹配組件、天線發(fā)出高頻載波信號；當(dāng)身份證放入讀卡區(qū)后，身份證上的線圈接收高頻信號，使身份證內(nèi)置芯片得電，其存儲的身份證密文信息通過電磁耦合到天線、阻抗匹配組件和射頻芯片, 射頻芯片對高頻信號進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后的身份證密數(shù)據(jù)通過SPI接口輸出到單片機(jī)，完成射頻收發(fā)、解調(diào)工作。

本實(shí)用新型所述的SAM安全模塊電路如附圖3所示，SAM安全模塊電路由安全模塊、電阻、電容組成，單片機(jī)的I2C接口和SAM安全模塊電路的I2C接口相連，單片機(jī)將身份證密文數(shù)據(jù)通過I2C 接口傳送到由SAM安全模塊電路，在安全模塊里內(nèi)置公安部的解密算法，安全模塊對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到身份證明文數(shù)據(jù)，并將身份證明文信息通過串行接口連接到單片機(jī)上串口上，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包。

本實(shí)用新型所述的接口電路如附圖4所示，所述的接口電路由串口芯片、串口連接器、USB連接器、電容共模電感組成，單片機(jī)的串行接口 連接到串口芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，由串口芯片與串口連接器連接，最終通過串口線連接到計(jì)算機(jī)終端上，計(jì)算機(jī)終端通過串口對單片機(jī)發(fā)送讀卡指令，單片機(jī)將身份證明文數(shù)據(jù)通過串口傳送到計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的交互和通訊；單片機(jī)的USB接口經(jīng)共模電感耦合連接到USB連接器，再通過USB線連接到用戶的計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端通過USB口對單片機(jī)發(fā)送讀卡指令，單片機(jī)將身份證明文數(shù)據(jù)通過USB口傳送到計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互和通訊，由于在U3的內(nèi)部燒錄了USB的驅(qū)動程序，當(dāng)該裝置通過J4和計(jì)算機(jī)終端連接時(shí)，無需外加USB驅(qū)動，具有免驅(qū)的功能。

本實(shí)用新型所述的電源電路如附圖5所示，所述的電源電路由電源芯片、USB連接器、電感、電容、電阻組成，USB連接器提供的USB5v電源電壓經(jīng)電感濾波、電源芯片穩(wěn)壓后，輸出兩路電源，一路由VCC網(wǎng)絡(luò)輸出到接口電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、單片機(jī)電路；另一路在經(jīng)過電感由AVCC輸出到單片機(jī)電路；由電阻和電阻的分壓比電路控制輸出電壓。

本實(shí)用新型所述的指示電路如附圖 6 所示，所述的指示電路由發(fā)光管、電阻、蜂鳴器、MOS管組成，單片機(jī)根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)，在單片機(jī)的IO端口驅(qū)動電源發(fā)光管閃亮、在單片機(jī)分別驅(qū)動系統(tǒng)工作發(fā)光管閃亮及動蜂鳴器鳴笛，指示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型積極效果在于：本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)讀取二代身份證信息的基礎(chǔ)上，既支持串行接口、又支持的USB接口，解決了以往產(chǎn)品輸出接口單一的問題；本實(shí)用新型在單片機(jī)內(nèi)置USB驅(qū)動程序，在安裝硬件是具有免驅(qū)動功能，方便了用戶操作；同時(shí)在射頻電路、單片機(jī)電路中引入阻抗匹配組件、降低了產(chǎn)品成本，縮小了產(chǎn)品的硬件電路體積。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了讀取二代身份證、指紋身份證功能；本實(shí)用新型支持計(jì)算機(jī)串口、免驅(qū)動的USB口；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的簡化設(shè)計(jì)；本實(shí)用新型降低了產(chǎn)品成本，使本產(chǎn)品可以搭載更多的平臺。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的射頻電路；

圖3為本實(shí)用新型的SAM安全模塊電路；

圖4為本實(shí)用新型的接口模塊；

圖5為本實(shí)用新型的指示電路；

圖6為本實(shí)用新型的電源電路。

具體實(shí)施方式

通過以下實(shí)施例進(jìn)一步舉例描述本實(shí)用新型，并不以任何方式限制本實(shí)用新型，在不背離本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案的前提下，對本實(shí)用新型所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

本實(shí)用新型所述的中國居民二代身份證信息的獲取裝置系統(tǒng)框圖如附圖1所示，由電源電路、單片機(jī)電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、指示電路、計(jì)算機(jī)終端組成。電源電路的VCC端和單片機(jī)電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、指示電路的電源端相連，給其供電；電源電路的AVCC端和單片機(jī)電路的模擬供電端相連，給其供電；單片機(jī)電路的通過SPI接口和射頻電路的SPI接口相連，發(fā)送明文指令數(shù)據(jù)配置射頻電路，射頻電路在讀卡區(qū)內(nèi)發(fā)出13.58Mhz高頻載波，當(dāng)身份證放入到讀卡區(qū)內(nèi)，身份證上的線圈接收高頻信號，感應(yīng)出的電源為身份證內(nèi)的IC芯片提供電源能量，芯片內(nèi)的身份證密文數(shù)據(jù)通過高頻信號耦合到射頻電路，經(jīng)射頻電路解調(diào)后，身份證密文數(shù)據(jù)通過SPI接口傳送到單片機(jī)；單片機(jī)的I2C接口和SAM安全模塊電路的I2C接口相連，單片機(jī)將身份證密文數(shù)據(jù)通過I2C 接口傳送到由SAM安全模塊電路，在安全模塊里內(nèi)置公安部的解密算法，安全模塊對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到身份證明文數(shù)據(jù)；再通過SAM安全模塊電路的串行總線0傳送到單片機(jī)；單片機(jī)將身份證明文數(shù)據(jù)分成兩路，一路由串行總線1輸出到接口電路，另一路由USB總線輸出到接口電路，在單片機(jī)內(nèi)置USB驅(qū)動程序；再由接口電路將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)終端，完成數(shù)據(jù)上傳；單片機(jī)電路通過接口電路和計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行通訊、數(shù)據(jù)交互；單片機(jī)電路通過IO接口和指示電路相連，驅(qū)動發(fā)光管閃亮和蜂鳴器鳴笛，作為產(chǎn)品的狀態(tài)提示。

本實(shí)用新型所述的射頻電路如附圖2所示，由射頻芯片U1、阻抗匹配組件RT1、天線J5、晶體Y2、電阻R6、電容C38、C13、C16、C15組成，實(shí)現(xiàn)射頻芯片配置、射頻信號發(fā)送、身份證密文信息的接收、解調(diào)的功能。單片機(jī)U3的SPI接口連接到射頻芯片U1的SPI接口上，對其進(jìn)行芯片配置，使U1通過RT1、J5發(fā)出13.56Mhz高頻載波信號；當(dāng)身份證放入讀卡區(qū)后，身份證上的線圈接收高頻信號，使身份證內(nèi)置芯片得電，其存儲的身份證密文信息通過電磁耦合到J5、RT1和U1,U1對高頻信號進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后的身份證密數(shù)據(jù)通過SPI接口輸出到單片機(jī)U3，完成射頻收發(fā)、解調(diào)工作。RT1是最新的天線阻抗匹配組件，內(nèi)部集成了所需的電阻、電容、電感，大大降低了阻抗設(shè)計(jì)難度，更減小了網(wǎng)絡(luò)體積；射頻芯片選用華世微電子公司的CV628；U1的18、8、25腳連接到VCC電源網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)還連接著濾波電容C38、電阻R6的一端；R6的另一端連接到U1的27腳，提供上拉電壓；U1的7、9腳和濾波電容C13的一端相連；U1的19、20腳連接著振蕩器組件Y2、C16、C15，為其提供13M震蕩源時(shí)鐘；U1的14腳和RT1的9腳連接在一起；U1的28、29、30、31、32腳，是射頻芯片的SPI接口引腳，分別連接到單片機(jī)的SPI接口34、33、32、31、30腳上，和單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、通訊，其中U3的34腳是單片機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送端，發(fā)送配置指令到U1的28腳，配置U1芯片的工作狀態(tài)，U3的33腳是時(shí)鐘信號，發(fā)送同步時(shí)鐘到U1的29腳，U3的32腳是數(shù)據(jù)接收端，連接到U1的30腳，接收解調(diào)后的身份證密文數(shù)據(jù)，U3的31腳輸出片選信號，連接到U1的31腳，使能U1工作；U3的42腳連接到U1的21腳，連接到PDOWN網(wǎng)絡(luò)上，是U1的另一個(gè)使能管腳，由單片機(jī)給其提供使能信號，U1的32腳是中斷申請端，連接到U3的30腳，當(dāng)高頻磁場中檢測到身份證后，由U1的32腳發(fā)出中斷申請，單片機(jī) U1響應(yīng)中斷；U1的15、17腳輸出13.56Mhz載波信號到RT1的2、4腳； U1的15、17腳連接到RT1的1、5腳，接收身份證RF射頻信號； RT1的6、7、8腳分別連接到天線端J5的3、2、1腳上，提供一個(gè)高頻電磁場，當(dāng)身份證放入磁場中，身份證上的IC感應(yīng)磁場信號得電，身份證內(nèi)置的身份證密文數(shù)據(jù)以磁場耦合的方式到經(jīng)RT11，傳送到U1的12、13腳，U1進(jìn)行解調(diào)，得到身份證密文數(shù)據(jù) 。

本實(shí)用新型所述的SAM安全模塊電路如附圖3所示，由安全模塊J1、電阻R5、電容C6組成，單片機(jī)U3的I2C接口19、20、21、22腳分別和SAM安全模塊電路的I2C接口23、12、10、26腳相連，單片機(jī)將身份證密文數(shù)據(jù)通過I2C 接口傳送到由SAM安全模塊電路，在安全模塊里內(nèi)置公安部的解密算法，安全模塊對密文數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，得到身份證明文數(shù)據(jù)，并將身份證明文信息通過串行接口20、19腳連接到單片機(jī)上串口17、18腳上，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包。J1的1、34、17腳、電容C6的一端連接到VCC網(wǎng)絡(luò)上，VCC網(wǎng)絡(luò)經(jīng)電路R5，連接到J1的13腳，提供上電復(fù)位信號；J1的3、8、9、18、22、32腳、電容C6的另一端連接到GND網(wǎng)絡(luò)上；J1的10腳和U3的21腳相連；J1的12腳和U3的20腳相連；J1的19腳和U3的22腳相連；J1的20腳和U3的21腳相連；J1的23腳和U3的19腳相連； J1的26腳和U3的22腳相連。

本實(shí)用新型所述的接口電路如附圖4所示，由串口芯片U2、串口連接器J3、USB連接器J4、電容C1、C2、C3、C4、共模電感CM1組成，單片機(jī)U3的串行接口6、7腳連接到U2的11、12腳，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，由U2的13、14腳連接到J3的3、2腳上，最終通過串口線連接到計(jì)算機(jī)終端上，計(jì)算機(jī)終端通過串口對U3發(fā)送讀卡指令，U3將身份證明文數(shù)據(jù)通過串口傳送到計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)的交互和通訊；U3的USB接口16、15腳經(jīng)CM1耦合連接到USB連接器J4，再通過USB線連接到用戶的計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)終端通過USB口對U3發(fā)送讀卡指令，U3將身份證明文數(shù)據(jù)通過USB口傳送到計(jì)算機(jī)終端，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交互和通訊，由于在U3的內(nèi)部燒錄了USB的驅(qū)動程序，當(dāng)該裝置通過J4和計(jì)算機(jī)終端連接時(shí)，無需外加USB驅(qū)動，具有免驅(qū)的功能。U2的16腳是電源端和VCC網(wǎng)絡(luò)相連；U2的15腳、J3的1腳、2腳，J4的5腳、電容C3、C4的一端和GND網(wǎng)絡(luò)相連；U3的6腳和U2的12腳相連；U3的7腳和U2的11腳相連；U3的16腳和CM1的3腳相連；U3的15腳和CM1的1腳相連；CM1的4腳和J4的3腳相連；CM1的2腳和J4的2腳相連；U2的13腳和J3的4腳相連；U2的14腳和J3的3腳相連； U2的1腳和3腳間連接著電容C1；U2的4腳和5腳間連接著電容C2；U2的2腳連接著電容C3；U2的6腳間連接著電容C4。

本實(shí)用新型所述的電源電路如附圖5所示，由電源芯片U4、USB連接器J4、電感LB2、LB3、L4、電容C33、C35、C36、C8、電阻R18、R19、R20、R21組成，J4提供的USB5v電源電壓經(jīng)LB2濾波、U4穩(wěn)壓后，輸出兩路電源，一路由VCC網(wǎng)絡(luò)輸出到接口電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、單片機(jī)電路；另一路在經(jīng)過LB3由AVCC輸出到單片機(jī)電路；輸出電壓由R19和R20的分壓比決定。穩(wěn)壓芯片選用AOS公司的AOZ1915，J4的1腳是USB電源輸入端，和LB2的一端相連； U4的1、2腳是芯片的電源輸入端，連接著到VCCUSB網(wǎng)絡(luò)上，此網(wǎng)絡(luò)還連接著LB2、C33、L4的一個(gè)引腳；U4的12、13、14腳連接到L4的另一端；U4的4腳是芯片使能端，經(jīng)電阻R18連接到VCCUSB網(wǎng)絡(luò)上；U4的7腳連接著電阻R21、串聯(lián)著電容；U4的6、11腳為芯片輸出端，和R19、C35、LB3的一端相連，接到VCC網(wǎng)絡(luò)上，為單片機(jī)電路、接口電路、射頻電路、SAM安全模塊電路、指示電路提供電源；LB3的另一端和C8的一端相連，接到AVCC網(wǎng)絡(luò)，為單片機(jī)電路提供電源。

本實(shí)用新型所述的指示電路如附圖 6 所示，由發(fā)光管LEDD1、LEDD2、電阻R30、R31、R3、蜂鳴器BZ1、MOS管Q1組成，單片機(jī)U3根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)，在U3的IO端口28腳驅(qū)動電源發(fā)光管D1閃亮，在U3的26腳驅(qū)動蜂鳴器鳴笛，指示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。VCC網(wǎng)絡(luò)連接到R30的一端，R30的另一端連接到D1的正極，D1的負(fù)極連接到U3的28腳；VCC網(wǎng)絡(luò)連接到R31的一端，R31的另一端連接到D2的正極，D2的負(fù)極連接到U3的29腳；VCC網(wǎng)絡(luò)連接到BZ1的一端，BZ1的另一端連接到MOS管的D極上，MOS管的S極連接到GND上，MOS管G極連接到R3的一端，R3的另一端連接到U3的26腳。