CN101520855A - 射频卡识别装置 - Google Patents

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汪国海
黎元
张明磊
李彬
李先超
吕建霞
景寿
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CHENGDU HUATENG YONGTAI TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及射频识别技术。本发明针对现有身份证识别装置携带不便，功能单一的缺点，公开了一种具有PDA主机功能的手持型射频卡识别装置。本发明的技术方案是，射频卡识别装置，包括读卡器和数据处理系统；所述读卡器和数据处理系统为2个独立的单元，可以组合在一起构成便携式手持设备；所述数据处理系统由PDA主机构成，具有数据处理和显示功能；所述读卡器和PDA主机组合在一起时，它们通过触点进行电连接；所述读卡器用于读取射频卡的信息，并通过触点传输给所述PDA主机进行处理和显示。本发明用于身份证识别，具有便于携带和配置、持续工作时间长等特点，非常适合警务人员外出执行任务的需要。

Description

射频卡识别装置
技术领域
本发明涉及射频识别技术，特别涉及一种具有PDA主机功能的第二代身份证读卡器。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification简写为：RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术。RFID系统一般由射频卡(属于非接触式IC卡)、读卡器(Reader)和数据处理系统几部分组成。根据供电方式不同，射频卡又分为有源射频卡和无源射频卡。工作于超高频段以上的无源射频卡，具有天线尺寸小、体积小、芯片价格低等优点，在射频识别系统中应用广泛。无源射频卡的基本工作原理是：读卡器通过感应天线线圈发射电磁波，激活电磁波辐射场内的射频卡，向射频卡供电和发送读卡指令，射频卡收到指令后将存储的数据对负载进行调制后反向散射电磁波到读卡器，经读卡器解调后得到射频卡中存储的数据信息。
根据国际标准化组织(ISO)颁布的标准，其中近距离(<10cm)非接触式IC卡遵循ISO14443标准，该标准将射频卡分为a型和b型两种规范。目前使用的第二代身份证，就是一种符合ISO14443 type b规范的非接触式射频卡，其存储的数据经过特殊加密处理。随着第二代身份证的普及使用，第二代身份证识别系统也逐渐在公安、银行、交通等领域普遍使用。在一些场合，如民警在外勤中对人员的查询、嫌疑人检查等情况，需要使用便于携带的手持型射频卡识别装置，对这类身份证件等射频卡进行查验，了解持证人相关信息。
现有身份证识别装置分为联机型和便携型两类：联机型必须连接电脑使用；便携型身份证识别装置则可脱机使用，一般采用液晶显示屏显示查验结果。现有射频卡识别装置存在以下缺点：
1、体积较大。特别是因为第二代身份证的查验，需要配合公安部颁发的安全模块使用，而现有的安全模块尺寸为8×12×10mm，自身体积较大，再加上主板、液晶、电池等部件，使整机体积较大，不便于手持使用。
2、功耗大。整机电路由于受安全模块等部件功耗限制，一般功耗都较大，即使使用较大容量的锂离子充电电池，一般也只能连续读卡3个小时左右。
3、功能单一，一般只具有读取身份证和进行本机比对的基本功能，无移动通话、远程在线查验、指纹比对等附加功能。
随着数字技术的发展，PDA主机(个人数字助理)功能越来越丰富，不仅具有普通通信功能、数据处理功能，还具有数据传输(蓝牙、WiFi、GPRS等)功能，可以通过无线网络接入互联网。特别是现代PDA主机，其数据处理能力，显示屏的图像分辨率等，已经可以与功能强大的计算机比美，非常适合用于身份信息的处理和显示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有身份证识别装置携带不便，功能单一的缺点，提供一种具有PDA主机功能的手持型射频卡识别装置，以满足一线公安民警在外执勤办公的基本需要。
本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，射频卡识别装置，包括读卡器和数据处理系统；其特征在于，所述读卡器和数据处理系统为2个独立的单元，可以组合在一起构成便携式手持设备；所述数据处理系统由PDA主机构成，具有数据处理和显示功能；所述读卡器和PDA主机组合在一起时，它们通过触点进行电连接；所述读卡器用于读取射频卡的信息，并通过触点传输给所述PDA主机进行处理和显示。
进一步的，所述射频卡符合ISO14443 type a规范。
进一步的，所述射频卡符合ISO14443 type b规范，其存储的数据经过加密处理。
对应存储加密数据的射频卡，如第二代身份证，所述射频卡识别装置还包括安全模块盒，所述安全模块盒用于与读卡器进行信息交互，对读卡器读取的加密信息进行解密。
优选的，所述安全模块盒与所述读卡器通过无线通信进行信息交互；这种结构的安全模块盒特别适合车载配置，可以放置在执勤地点附近的摩托车或小汽车上。
进一步的，这种无线传输数据的配置结构，安全模块盒可以与2台以上读卡器进行信息交互。
或者，所述安全模块盒与所述读卡器通过数据线进行信息交互；这种结构的安全模块盒可以随身配戴，如配置在腰间，与便携式手持设备通过数据线连接，完成身份证等射频卡的识别和验证。
更进一步的，所述读卡器包括指纹模块，可以读取指纹信息并输入PDA主机进行处理和显示。
具体的，所述PDA主机包括ARM处理器及其连接的ROM存储器、FLASH存储器、显示屏、键盘、摄像头、GPS模块和通信模块；
更具体的，所述通信模块包括蓝牙模块、WiFi模块和GSM/GPRS模块。
本发明的有益效果是，不仅具有读取和查验身份证真伪，并进行本机比对的基本功能，同时还具有PDA主机的所有功能，如移动通信功能、远程网络浏览等功能；进一步还具有指纹比对等附加功能。并具有便于携带和配置、持续工作时间长等特点，非常适合警务人员外出执行任务的需要。
附图说明
图1是读卡器结构示意图；
图2是安全模块盒结构示意图；
图3是PDA主机结构示意图；
图4是射频卡识别装置各部分连接关系示意图。
具体实施方式
本发明采用了将各模块单独分离的方式，特别是使体积较大的安全模块分离出来，做成独立的安全模块盒，并将读卡器做成与PDA主机匹配的底座形式。使用时可将安全模块盒放置于腰间或车上等，而只需手持PDA主机和读卡器底座两部分，因此使手持部分(包含PDA主机和读卡器底座)的体积大大缩小，极大的方便了用户的操作。
本发明PDA主机与读卡器底座之间采用触点连接方式，当PDA主机插入读卡器底座之中，两者之间触点自动连通，并自动开启读卡器底座电路。
由于各部分(读卡器、PDA主机和安全模块盒)分别供电，并且如暂时不需阅读身份证，则可将读卡器底座和安全模块盒关闭，因此也极大的提高了整机有效工作时间。
本发明PDA主机在不阅读身份证时也可单独使用，如电话、短信、多媒体娱乐等功能。
当需进行身份证阅读或读取指纹时，则可将PDA插于读卡器底座中，这时PDA主机即与读卡器底座之间通过串口相连接，实现命令和数据的双向传送功能。
阅读身份证时，需要开启并使用安全模块盒。安全模块盒与读卡器底座之间可以采用数据线连接方式，或2.4GHz无线数据通讯方式。
用户在PDA主机界面进行读卡操作时，PDA主机通过串口将命令发送到读卡器底座上，读卡器底座对命令进行转换，并将数据再通过有线或无线方式与安全模块盒中的安全模块进行交互，经安全模块解密后得到身份证数据，最后再传回PDA主机。PDA主机将身份证数据转换为文字和图片显示在显示屏上，并可以与PDA主机中存储的图片进行比对，也可以通过网络进行联网比较。
本发明的射频卡识别装置支持符合ISO14443 type a、b规范的第二代居民身份证等射频卡，并可与多个读卡器共享一个安全模块，能够进一步节约成本，方便安装、配置，读卡器底座可以和多种类型的PDA主机进行组合搭配。读卡器底座具体电路结构可以参见200620034775.1号中国专利，该电路具有优越的兼容性、稳定性，对PDA主机的要求低，只需要安装专用读卡软件，而且尺寸符合要求就可以与读卡器底座匹配，不需要再进行其他的设置。
实施例
本例读卡器底座包括单片机(MCU)、发射器、接收器、天线、无线模块B和指纹模块几部分，如图1所示。
当PDA主机插入读卡器底座中时，引起触点信号变化，自动开启读卡器底座电路，开始运行程序。
当读卡器底座中单片机接收到PDA主机传送来的读卡命令后，单片机即将读卡命令通过无线模块B传送到外接的安全模块盒。安全模块将数据进行编码并转发到读卡器底座，读卡器底座将数据经发射器和天线传送到身份证中，身份证返回数据经天线和接收器接收，由单片机解调后返回给安全模块。安全模块将数据解密后传输回读卡器底座，通过读卡器底座串口触点输入PDA主机进行处理。
当读卡器底座中单片机接收到读取指纹的命令后，用户即可将手指在指纹模块处进行扫描操作，扫描数据经过指纹模块进行图像合成和特征码提取等处理，并将处理后的数据传送给PDA主机进行最后的比对。
读卡器底座必须至少与主机连接才能开始工作，如进行指纹读取和普通射频卡识别。要实现身份证识别功能，则需要再连接安全模块盒才能实现。
安全模块盒主要放置公安部为读取第二代身份证而专门配发的安全模块，配合无线模块A，就可以和读卡器底座中的无线模块B进行数据的无线传输。如果采用数据线进行数据传输，则不需要无线模块A。本例安全模块盒结构如图2所示。
安全模块盒与读卡器底座的数据交互处理方式主要有两种：
a.串口直连方式
安全模块数据直接通过数据线传送到读卡器底座的单片机串口。双方采用RS232串口通讯方式。
b.SPI总线+2.4GHz无线通信方式
安全模块的数据分段通过SPI总线发送到无线模块A，通过2.4GHz无线通信方式传送到读卡器底座中对应的无线模块B。无线模块B再将数据采用SPI总线方式转发给读卡器底座中的单片机。反向数据传送也采用这种传输方式。
安全模块盒单独不能工作，必须配合读卡器底座和PDA主机才能正常工作。
本例PDA主机采用三星公司的型号为S3C2440A的ARM处理器，外部使用64MbitROM内存和128MbitFLASH存储器(可扩展至1G)。该处理器为PDA主机的中央处理器，可运行32位的嵌入式操作系统和应用程序，控制外设包括触摸式LCD显示屏、键盘、蓝牙模块、Wifi模块、GPS模块、GSM/GPRS模块、摄像头等，见图3。
PDA主机还将其串口信号引至外接触点，当PDA主机插入读卡器底座时，其信号则与读卡器底座相连，并自动打开读卡器底座电路，实现PDA主机与读卡器底座的通讯。
本例PDA主机可单独工作，具有通常PDA功能，如移动通话、短信、GPRS、摄/录像、音视频播放、通讯录管理等功能。本例PDA主机采用的GSM/GPRS模块是SIMCOM公司型号为SIM300Z的模块。本例PDA主机还包括蓝牙模块和WiFi模块，可以通过相应网络传输数据。
PDA主机插入读卡器底座后，即可实现指纹图像和特征码提取功能，通过该功能可实现自动用户登录或与嫌疑人比对指纹等功能。
最后如再开启安全模块盒并将其与读卡器底座实现通讯，则PDA主机可实现第二代身份证读取和查验比对等功能。
图4示出了本例PDA主机、读卡器底座和安全模块盒三部分的连接关系示意图。图中，PDA主机通过触点与读卡器底座连接，读卡器底座与安全模块盒通过无线数据通信进行连接。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】射频卡识别装置，包括读卡器和数据处理系统；其特征在于，所述读卡器和数据处理系统为2个独立的单元，可以组合在一起构成便携式手持设备；所述数据处理系统由PDA主机构成，具有数据处理和显示功能；所述读卡器和PDA主机组合在一起时，它们通过触点进行电连接；所述读卡器用于读取射频卡的信息，并通过触点传输给所述PDA主机进行处理和显示。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述射频卡符合ISO14443 type a规范。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述射频卡符合ISO14443 type b规范，其存储的数据经过加密处理。
  4. 【权利要求4】根据权利要求3所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述射频卡识别装置还包括安全模块盒，所述安全模块盒用于与读卡器进行信息交互，对读卡器读取的加密信息进行解密。
  5. 【权利要求5】根据权利要求4所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述安全模块盒与所述读卡器通过无线通信进行信息交互。
  6. 【权利要求6】根据权利要求5所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述安全模块盒可以与2台以上读卡器进行信息交互。
  7. 【权利要求7】根据权利要求4所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述安全模块盒与所述读卡器也可通过数据线进行信息交互。
  8. 【权利要求8】根据上述任意一项权利要求所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述读卡器包括指纹模块，可以读取指纹信息并输入PDA主机进行处理和显示。
  9. 【权利要求9】根据上述任意一项权利要求所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述PDA主机包括ARM处理器及其连接的ROM存储器、FLASH存储器、显示屏、键盘、摄像头、GPS模块和通信模块。
  10. 【权利要求10】根据权利要求8所述的射频卡识别装置，其特征在于，所述通信模块包括蓝牙模块、WiFi模块和GSM/GPRS模块。
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