CN102364499B - 射频识别设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频识别设备及方法，该射频识别设备包括控制模块、卡射频模块和读写器射频模块。控制模块分别与卡射频模块和读写器射频模块相连，控制模块根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在卡射频模块和读写器射频模块之间切换。本发明提供的射频识别设备及方法，将射频卡和射频读写器功能集成为一体，提高射频识别设备的多功能性。

Description

射频识别设备及方法

技术领域

本发明涉及射频技术，尤其涉及一种射频识别设备及方法。

背景技术

目前在IC(Integrated Circuit)卡行业中广泛使用的非接触IC卡读写器(兼容ISO/IEC 14443标准或ISO/IEC 15693标准)和非接触IC卡(兼容ISO/IEC 14443标准或ISO/IEC15693)都是独立的。一台非接触式IC卡读写器不能当作非接触式IC卡使用，只具备非接触式IC卡读写器功能而不具备非接触式IC卡的功能；而一张非接触式IC卡也不能当作非接触式IC读写器使用，只具备非接触式IC卡功能而不具备非接触式IC卡读写器功能。

随着时代的发展，商品交易及非接触式IC卡小额支付频率越来越高，如果非接触式IC卡小额支付及商品交易再按着传统的支付方式，会给行业的发展及用户带来很多的不便。

发明内容

本发明提供一种射频识别设备及方法，以将射频卡和射频读写器功能集成为一体，提高射频识别设备的多功能性。

本发明提供一种射频识别设备，包括控制模块、卡射频模块和读写器射频模块；

所述控制模块分别与所述卡射频模块和所述读写器射频模块相连，所述控制模块根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在所述卡射频模块和所述读写器射频模块之间切换。

如上所述的射频识别设备，其中，

所述卡射频模块包括卡射频处理单元、第一互扰处理单元和第一天线，所述卡射频处理单元和所述第一互扰处理单元分别与所述控制模块相连，所述卡射频处理单元、所述第一互扰处理单元和所述第一天线依次相连，所述第一互扰处理单元在所述控制模块生成的第一切换信号的控制下导通或关断；

所述读写器射频模块包括读写器射频处理单元和与所述读写器射频处理单元相连的第二天线，所述读写器射频处理单元与所述控制模块相连。

如上所述的射频识别设备，其中，所述第一互扰处理单元包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述卡射频处理单元相连，所述第一电容的另一端与所述第一天线相连；

第一PIN二极管，所述第一PIN二极管的阴极与地接点相连，所述第一PIN二极管的阳极与所述第一电容另一端相连，且同时经第一电感和第一电阻串联至所述控制模块；

第二电容，所述第二电容的一端与所述卡射频处理单元相连，所述第二电容的另一端与所述第一天线相连；

第二PIN二极管，所述第二PIN二极管的阴极与所述地接点相连，所述第二PIN二极管的阳极与所述第二电容另一端相连，且同时经第二电感和第二电阻串联至所述控制模块。

如上所述的射频识别设备，其中，

所述卡射频模块包括卡射频处理单元、第一互扰处理单元和第一天线，所述卡射频处理单元和所述第一互扰处理单元分别与所述控制模块相连，所述卡射频处理单元、所述第一互扰处理单元和所述第一天线依次相连，所述第一互扰处理单元在所述控制模块生成的第一切换信号的控制下导通或关断；

所述读写器射频模块包括读写器射频处理单元、第二互扰处理单元和第二天线，所述读写器射频处理单元和所述第二互扰处理单元分别与所述控制模块相连，所述读写器射频处理单元、所述第二互扰处理单元和所述第二天线依次相连，所述第二互扰处理单元在所述控制模块生成的第二切换信号的控制下导通或关断；

所述第一天线和所述第二天线为同一天线。

如上任一所述的射频识别设备，其中，

所述控制模块还用于根据接收到的业务操作指示信息对存储在所述控制模块内的卡信息进行处理。

如上所述的射频识别设备，还包括：

音频接口模块，与所述控制模块相连，用于将接收到的音频信号解码处理成所述模式选择信息或所述业务操作指示信息。

如上所述的射频识别设备，还包括：

无线传输模块，与所述控制模块相连，用于将无线接收到的所述模式选择信息或所述业务操作指示信息发送给所述控制模块。

如上所述的射频识别设备，还包括：

有线传输模块，与所述控制模块相连，用于将有线接收到的所述模式选择信息或所述业务操作指示信息发送给所述控制模块。

如上所述的射频识别设备，还包括：

磁条读写模块，与所述控制模块相连，用于读取磁条卡的磁条信息，并将所述磁条信息发送给所述控制模块，或者，从所述控制模块接收操作信息，将所述操作信息携带的业务信息写入所述磁条卡。

本发明提供一种射频识别方法，包括：

控制模块根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在卡射频模块读写器射频模块之间切换。

由上述技术方案可知，本发明提供的射频识别设备及方法，卡射频模块和读写器射频模块共用同一控制模块，并在上位机发送的模式选择信息的控制下，生成切换信号，在卡射频模块和读写器射频模块之间进行切换，将射频卡和射频读写器功能集成为一体，提高射频识别设备的多功能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种射频识别设备结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种射频识别设备结构示意图；

图3为本发明实施例提供的再一种射频识别设备结构示意图。

附图标记：

11-控制模块；               12-卡射频模块；

13-读写器射频模块；         121-卡射频处理单元；

122-第一互扰处理单元；      123-第一天线；

131-读写器射频处理单元；    133-第二天线；

C1-第一电容；               PIN1-第一PIN二极管；

GND-地接点；                L1-第一电感；

R1-第一电阻；               C2-第二电容；

PIN2-第二PIN二极管；        L2-第二电感；

R2-第二电阻；               132-第二互扰处理单元；

14-音频接口模块；           15-无线传输模块；

16-有线传输模块；           17-磁条读写模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种射频识别设备结构示意图。如图1所示，在本实施例中，该射频识别设备具体包括控制模块11、卡射频模块12和读写器射频模块13。控制模块11分别与卡射频模块12和读写器射频模块13相连，控制模块11根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在卡射频模块12和读写器射频模块13之间切换。

具体地，在初始状态下，控制模块11可以与卡射频模块12相连，即射频识别设备处于卡模式，模式选择信息具体为上位机(如个人计算机、移动终端等)发送的用以进行模式切换的指示信息，射频识别设备可以与上位机相连，连接方式可以为有线连接，也可以为无线连接。模式选择信息具体还可以为该射频识别设备上设置的选择开关生成的，用户可以拨动选择开关以进行模式选择，选择开关根据用户的操作生成该模式选择信息。模式选择信息具体还可以为射频识别设备的外部上电信息，即当射频识别设备没有与上位机相连时，可以默认处于卡模式，当该射频识别设备与上位机相连时，上位机对射频识别设备上电，该上电信息作为模式选择信息，使射频识别设备切换到读写器模式。

控制模块11根据模式选择信息生成切换信号以在卡射频模块12和读写器射频模块13之间切换，即在卡模式和读写器模式之间进行切换。卡射频模块12和读写器射频模块13分别均为兼容ISO/IEC 14443标准或ISO/IEC15693标准或其它相关频段所涉及的标准，射频支持频率具体可以为-13.5MHz\125～134K\860～915M\2.4G。控制模块11具体可以通过微控制器或微处理器来实现。当射频识别设备处于卡模式时，射频识别设备作为射频卡可以与其他射频读写器配合实现业务操作，具体地，射频识别设备的卡射频模块12可以感应其他射频读写器发射的射频信号，并对射频信号进行解调处理，以获取射频信号中的操作信息，控制模块11具体可以根据该操作信息进行相应地操作。当射频识别设备处于读写器模式时，射频识别设备作为射频读写器可以与其他射频卡配合实现业务操作，具体地，射频识别设备的读写器射频模块13可以将上位机发送的操作信息进行调制处理成射频信号，并将该射频信号不断发射，当其他射频卡接近射频识别设备时，可以感应到该射频信号，以进行相应地操作。射频识别设备可以应用于储值卡业务、身份认证业务等。

本实施例提供的射频识别设备，卡射频模块12和读写器射频模块13共用同一控制模块11，并在上位机发送的模式选择信息的控制下，生成切换信号，在卡射频模块12和读写器射频模块13之间进行切换，将射频卡和射频读写器功能集成为一体，提高射频识别设备的多功能性。

图2为本发明实施例提供的另一种射频识别设备结构示意图。如图2所示，在本实施例中，卡射频模块12包括卡射频处理单元121、第一互扰处理单元122和第一天线123，卡射频处理单元121和第一互扰处理单元122分别与控制模块11相连，卡射频处理单元121、第一互扰处理单元122和第一天线123依次相连，第一互扰处理单元122在控制模块11生成的第一切换信号的控制下导通或关断。读写器射频模块13包括读写器射频处理单元131和与读写器射频处理单元131相连的第二天线133，读写器射频处理单元131与控制模块11相连。

具体地，在初始状态下，第一互扰处理单元122可以处于导通状态，即射频识别设备处于卡模式，射频识别设备可以作为射频卡来使用。当要将射频识别设备作为读写器来使用时，可以将射频识别设备与上位机相连，根据上位机发送的模式选择信号生成第一切换信号，第一互扰处理单元122在第一切换信号的控制下关断，切断卡射频处理单元121与第一天线123的连接，避免了当射频识别设备处于读写器模式时，第一天线123对第二天线133发射的射频信号的感应而产生的干扰。

在本实施例中，第一互扰处理单元122具体可以包括第一电容C1、第一PIN(Positive-Intrinsic-Negative)二极管、第二电容C2、第二PIN二极管PIN2。第一电容C1的一端与卡射频处理单元121相连，第一电容C1的另一端与第一天线123相连。第一PIN二极管PIN1的阴极与地接点GND相连，第一PIN二极管PIN1的阳极与第一电容C1另一端相连，且同时经第一电感L1和第一电阻R1串联至控制模块11。第二电容C2的一端与卡射频处理单元121相连，第二电容C2的另一端与第一天线123相连。第二PIN二极管PIN2的阴极与地接点GND相连，第二PIN二极管PIN2的阳极与第二电容C2另一端相连，且同时经第二电感L2和第二电阻R2串联至控制模块11。

具体地，电容、电感、电阻的具体参数和数量可以根据实际需要来具体设置，以配合实现电路谐振即可，不以本实施例为限。

信号Q1和信号Q2作为第一切换信号，当信号Q1和信号Q2均为低电平时，第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2显电容特性，第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2导通，即第一互扰处理单元122导通。卡射频处理单元121与第一天线123连通，射频识别设备处于卡模式。当信号Q1和信号Q2均为高电平时，第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2显电阻特性，第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2关断，即第一互扰处理单元122关断，卡射频处理单元121与第一天线123断开连接，射频识别设备处于读写器模式。

在本实施例中，卡射频模块12和读写器射频模块13还可以采用其他实现方式。图3为本发明实施例提供的再一种射频识别设备结构示意图。如图3所示，在本实施例中，卡射频模块12包括卡射频处理单元121、第一互扰处理单元122和第一天线123，卡射频处理单元121和第一互扰处理单元122分别与控制模块11相连，卡射频处理单元121、第一互扰处理单元122和第一天线123依次相连，第一互扰处理单元122在控制模块11生成的第一切换信号的控制下导通或关断。读写器射频模块13包括读写器射频处理单元131、第二互扰处理单元132和第二天线133，读写器射频处理单元131和第二互扰处理单元132分别与控制模块11相连，读写器射频处理单元131、第二互扰处理单元132和第二天线133依次相连，第二互扰处理单元132在控制模块11生成的第二切换信号的控制下导通或关断。第一天线123和第二天线133为同一天线。

在本实施例中，卡射频模块12和读写器射频模块13共用同一天线，当射频识别设备处于卡模式时，第一互扰处理单元122在第一切换信号的控制下导通，第二互扰处理单元132在第二切换信号的控制下关断。当射频识别设备处于读写器模式时，第一互扰处理单元122在第一切换信号的控制下关断，第二互扰处理单元132在第二切换信号的控制下导通。第一互扰处理单元122和第二互扰处理单元132均可以通过本发明实施例提供的互扰处理单元的具体电路结构来实现。

在本实施例中，控制模块11还用于根据接收到的业务操作指示信息对存储在控制模块11内的卡信息进行处理。业务操作指示信息具体为与射频识别设备连接的上位机发送的，无论射频识别设备处于卡模式还是处于读写器模式，均可以根据上位机发送的业务操作指示信息对控制模块11中存储的卡信息进行相应地处理，如充值或消费等。在实际实现过程中，具体可以设置身份认证模块，首先对上位机发送的身份认证信息，如密码等，进行验证，验证成功后再根据业务操作指示信息进行相应地处理。

在本实施例中，该射频识别设备具体还可以包括音频接口模块14。音频接口模块14与控制模块11相连，用于将接收到的音频信号解码处理成模式选择信息或业务操作指示信息。音频接口模块14具体用于与上位机上对应设置的音频接口模块14相连，通过音频接口模块14与上位机进行数据交互。

在本实施例中，该射频识别设备具体还可以包括无线传输模块15，无线传输模块15与控制模块11相连，用于将无线接收到的模式选择信息或业务操作指示信息发送给控制模块11。射频识别设备可以通过无线传输模块15与同样设置有无线传输模块15的上位机进行数据交互，无线传输模块15具体可以为蓝牙模块、红外模块或无线保真(Wireless Fidelity，简称WiFi)模块等。

在本实施例中，该射频识别设备具体还可以包括有线传输模块16，有线传输模块16与控制模块11相连，用于将有线接收到的模式选择信息或业务操作指示信息发送给控制模块11。有线传输模块16具体可以为通用串行总线(Universal Serial BUS，简称USB)模块、串口模块等。

在本实施例中，该射频识别设备具体还可以包括磁条读写模块17，磁条读写模块17与控制模块11相连，用于读取磁条卡的磁条信息，并将磁条信息发送给控制模块11，或者，从控制模块11接收操作信息，将操作信息携带的业务信息写入磁条卡。通过磁条读写模块17的设置可以对磁条卡进行识别和处理，进一步提高了射频识别设备的多功能性。

在本实施例中，该射频识别设备具体还包括加密模块，加密模块具体可以设置在控制模块11中，实现对业务交互过程中产生的数据进行加密处理后再调制成射频信号发送，或者将接收到的射频信号解调后进行解密处理。加密模块具体可以采用数加密标准(Data Encryption Standard，简称DES)、3DES、密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard，简称AES)、安全哈希算法(Secure Hash Algorithm，简称SHA)、RSA(Rivest-Shamir-Adleman)、消息摘要算法第五版(Message Digest Algorithm5，简称MD5)或随机数等加解密、签名算法。

本实施例提供的射频识别设备具体可以应用于小额支付的商品交易中，可以实现充值、消费、圈存，圈提等功能。具体的，射频识别设备处于卡模式时，可以通过其他射频读写器对射频设备中的卡信息进行操作，其他射频读写器具体可以与上位机连接，在上位机发送的业务操作指示信息的指示下进行相应的处理。在充值或消费业务中，上位机可以发送充值指示信息，将卡信息中的金额信息更新为充值或消费后的数值。在圈存或圈提业务中，可以通过上位机与网上银行服务器进行交互，将网上银行对应账户中的钱转账到射频识别设备中，或将射频识别设备中的钱转入网上银行对应账户中，射频识别设备可以作为电子钱包来使用，避免了携带现金而遇到的找零、遗失、伪钞、被抢等风险，提高交易的方便性。

本发明实施例提供一种射频识别方法，该射频识别方法具体可以通过本发明任意实施例提供的射频识别设备来实现。本发明实施例提供的射频识别方法具体包括：

控制模块根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在卡射频模块和读写器射频模块之间切换。

本发明实施例提供的射频识别方法，卡射频模块和读写器射频模块共用同一控制模块，并在上位机发送的模式选择信息的控制下，生成切换信号，在卡射频模块和读写器射频模块之间进行切换，将射频卡和射频读写器功能集成为一体，提高射频识别设备的多功能性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种射频识别设备，其特征在于：包括控制模块、卡射频模块和读写器射频模块；

所述控制模块分别与所述卡射频模块和所述读写器射频模块相连，所述控制模块根据接收到的模式选择信息，生成切换信号以在所述卡射频模块和所述读写器射频模块之间切换；

所述卡射频模块包括卡射频处理单元、第一互扰处理单元和第一天线，所述卡射频处理单元和所述第一互扰处理单元分别与所述控制模块相连，所述卡射频处理单元、所述第一互扰处理单元和所述第一天线依次相连，所述第一互扰处理单元在所述控制模块生成的第一切换信号的控制下导通或关断；

所述读写器射频模块包括读写器射频处理单元和与所述读写器射频处理单元相连的第二天线，所述读写器射频处理单元与所述控制模块相连；

所述第一互扰处理单元包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述卡射频处理单元相连，所述第一电容的另一端与所述第一天线相连；

第一PIN二极管，所述第一PIN二极管的阴极与地接点相连，所述第一PIN二极管的阳极与所述第一电容另一端相连，且同时经第一电感和第一电阻串联至所述控制模块；

第二电容，所述第二电容的一端与所述卡射频处理单元相连，所述第二电容的另一端与所述第一天线相连；

第二PIN二极管，所述第二PIN二极管的阴极与所述地接点相连，所述第二PIN二极管的阳极与所述第二电容另一端相连，且同时经第二电感和第二电阻串联至所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的射频识别设备，其特征在于：

所述读写器射频模块还包括第二互扰处理单元，所述第二互扰处理单元与所述控制模块相连，所述读写器射频处理单元、所述第二互扰处理单元和所述第二天线依次相连，所述第二互扰处理单元在所述控制模块生成的第二切换信号的控制下导通或关断；

所述第一天线和所述第二天线为同一天线。

3.根据权利要求1-2任一所述的射频识别设备，其特征在于：

所述控制模块还用于根据接收到的业务操作指示信息对存储在所述控制模块内的卡信息进行处理。

4.根据权利要求3所述的射频识别设备，其特征在于，还包括：

音频接口模块，与所述控制模块相连，用于将接收到的音频信号解码处理成所述模式选择信息或所述业务操作指示信息。

5.根据权利要求4所述的射频识别设备，其特征在于，还包括：

无线传输模块，与所述控制模块相连，用于将无线接收到的所述模式选择信息或所述业务操作指示信息发送给所述控制模块。

6.根据权利要求4所述的射频识别设备，其特征在于，还包括：

有线传输模块，与所述控制模块相连，用于将有线接收到的所述模式选择信息或所述业务操作指示信息发送给所述控制模块。

7.根据权利要求4所述的射频识别设备，其特征在于，还包括：

磁条读写模块，与所述控制模块相连，用于读取磁条卡的磁条信息，并将所述磁条信息发送给所述控制模块，或者，从所述控制模块接收操作信息，将所述操作信息携带的业务信息写入所述磁条卡。

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