CN103941265A - 基于gps的身份证认证便民信息装置及其应用方法 - Google Patents

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张健荣
陈群峰
皇甫夏虹
陈亮
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Abstract

本发明涉及一种基于GPS的身份证认证便民信息装置及其应用方法，该便民信息装置包括为装置供电的电源控制单元，其特征在于：还包括控制单元以及与该控制单元连接的射频电路、安全处理单元以及GPS处理单元；所述的射频单元连接有天线；本发明基于身份证验证，充分利用GPS的定位导航功能，为用户提供实时的交通信息查询、导航等服务，以方便用户选择最优的路线出行。

Description

基于GPS的身份证认证便民信息装置及其应用方法
技术领域
    本发明涉及一种射频识别便民终端技术领域，特别是一种基于GPS的身份证认证便民信息装置及其应用方法。
背景技术
 GPS卫星导航全球定位系统问世以来，在导航、定位领域发展势头迅猛，引起世界各界人士的关注。具备高精度、全天候、全球覆盖、高效率、多功能、操作简便等特点。广泛应用于地面车辆跟踪和城市智能交通管理方面。车载GPS系统配合电子地图，适时掌握自己的方位与目的地，对锁定目标进行跟踪、监控，从而达到防御、求援之目的。满足对机动车辆的指挥、调度、管理、监控、导航、通讯等需求。改变了人们的工作方式，提高了工作效率，带来了巨大的社会效益和经济效益。随着人们对运输载体的监控、跟踪以及智能化管理要求的提高，GPS在中国即将进入爆发性发展阶段，蕴藏着巨大的发展空间。
发明内容
本发明目的是提供一种基于GPS的身份证认证便民信息装置，能基于身份认同提供GPS导航服务。
本发明采用以下方案实现：一种基于GPS的身份证认证便民信息装置，包括为装置供电的电源控制单元，其特征在于：还包括控制单元以及与该控制单元连接的射频电路、安全处理单元以及GPS处理单元；所述的射频单元连接有天线；
所述射频电路产生高频的发射功率，以启动身份证卡并为它提供能量，并对发射信号进行调制，用于将数据传送给身份证卡，接收并解调来自身份证卡的高频信号；
所述安全处理单元完成该便民信息装置与身份证卡进行身份认证时的加密与解密，同时也对从身份证卡中获得的个人信息的完整性、有效性进行核验；
所述的GPS处理单元用以实现GPS导航服务；
所述的控制单元与设置在上位机上的应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与身份证卡的通信过程；信号的编码与解码；控制该装置与身份证卡之间的身份认证。
在本发明一实施例中，所述的GPS处理单元采用SIRF3芯片，采用基于AGPS的定位技术，支持NMEA 0183语言格式：GGA、GSA、 GSV、 RMC、 GLL、 VTG。
在本发明一实施例中，所述的导航服务包括：实时查询当前位置到目的地的最优路线，针对自驾行或者步行方式进行路线模拟导航以及实时查询通过当前位置的公交车及路线图、车牌号信息；同时系统还能漫游保存用户的cookie信息，下次用户只需在相同终端再次刷身份证就可查看历史查询路线记录等信息。
在本发明一实施例中，所述的控制单元包括CPU以及与该CPU连接的串口、主从USB接口、TFT屏的电源及接口、身份证读卡电路以及PS/2接口。
在本发明一实施例中，所述的射频电路包括发送器和接收器；该射频电路中有两个分隔开的信号通道，分别用于往来身份证卡的两个方向的数据流；传送到身份证卡中去的数据通过发送器分支传递，而来自于身份证卡的数据通过接收器分支来接收。
在本发明一实施例中，在所述的发送器中，首先由频率稳定的石英振荡器产生13.56MHz的振荡器信号，以提高身份证卡接收信号的信噪比，振荡器信号被馈送到由信号编码的基带信号控制的ＡＳＫ调制器；其中所述的基带信号是键控的恒压信号，在此以二进制数据以串行码的形式表示出；ASK调制器对振荡器信号进行ＡＳＫ调制；调制好的信号直接输出到天线端上，并耦合到身份证卡上；所述接收器直接开始于天线端，首先接收到的身份证卡应答信号经过ASK检波器检波并放大。
在本发明一实施例中，对于ＡＳＫ调制，可用射频电路的调制输入端的逻辑“１”来表示“有高频信号”的状态，用逻辑“０”表示“无高频信号”的状态。
在本发明一实施例中，所述天线包括天线圈与电容；其一方面要与身份证卡片参数匹配，使得身份证卡片能够得到充足的能量和完整的数据，并且把身份证卡片的响应数据接收回来，另一方面又要与放大电路匹配，使放大器高效率工作。
本发明的另一目的是提供一种基于权利要求3所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置的应用方法，
该应用方法的特征在于：在一终端机集成所述便面信息装置；在所述的便民信息装置获取二代身份证RFID数据后，该终端机以标准接口将该身份证RFID数据和客户操作封装后，发送到一后端数据平台的对接接口，由该后端平台负责对身份证信息进行验证，将响应数据打包传回该终端机，最后由该终端机转化为客户可使用的形式。
在本发明一实施例中，所述的形式包括：供客户在该终端机上直接浏览的信息或是通过已由身份证授权的临时令牌对应的所述GSP导航服务。
本发明的有益效果是，提供一种基于GPS的身份证认证便民信息装置及其应用方法，基于身份证验证，充分利用GPS的定位导航功能，为用户提供实时的交通信息查询、导航等服务，以方便用户选择最优的路线出行。目前国内多媒体终端设备未具有GPS导航功能，本项目的研究成果将填补国内空白，具有一定的创造性、实用性与前瞻性。
附图说明
图1是本发明系统硬件架构示意图。
图2 是控制单元与射频电路工作原理图。
图3 是射频电路组成图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参见图1，本实施例提供一种基于GPS的身份证认证便民信息装置，包括为装置供电的电源控制单元，其特征在于：还包括控制单元以及与该控制单元连接的射频电路、安全处理单元以及GPS处理单元；所述的射频单元连接有天线；所述射频电路产生高频的发射功率，以启动身份证卡并为它提供能量，并对发射信号进行调制，用于将数据传送给身份证卡，接收并解调来自身份证卡的高频信号；所述安全处理单元完成该便民信息装置与身份证卡进行身份认证时的加密与解密，同时也对从身份证卡中获得的个人信息的完整性、有效性进行核验；所述的GPS处理单元用以实现GPS导航服务；所述的控制单元与设置在上位机上的应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与身份证卡的通信过程；信号的编码与解码；控制该装置与身份证卡之间的身份认证。其中所述 GPS模块采用SIRF3高感度低功耗芯片组，具有极佳的灵敏度（追踪感度：-159dBm），在讯号微弱时，TTFF（Time to First Fix）定位仍十分迅速，支持NMEA 0183语言格式：GGA、GSA、 GSV、 RMC、 GLL、 VTG，内建超大电容，可储存快速取得的卫星讯号资料，还内置高灵敏度天线，具备快速定位及追踪20颗卫星的能力。同时内建RTCM SC-104 DGPS和WASS/EGNOS解调器。晶片内建200,000个卫星追踪运算器，大幅提高搜寻及运算卫星讯号能力。低耗电量, 具备省电模式（Trickle-Power）功能，以及在设定的时间才启动的定时定位（Push-to-Fix）功能。所述的导航服务包括：实时查询当前位置到目的地的最优路线，针对自驾行或者步行方式进行路线模拟导航以及实时查询通过当前位置的公交车及路线图、车牌号信息；同时系统还能漫游保存用户的cookie信息，下次用户只需在相同终端再次刷身份证就可查看历史查询路线记录等信息。
具体的控制单元包括CPU以及与该CPU连接的串口、主从USB接口、TFT屏的电源及接口、身份证读卡电路以及PS/2接口。该控制单元是本实用新型装置的一个交通枢纽，它承当的主要任务是：
1、与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；
 2、控制与身份证卡的通信过程（主－从原则）；  
   3、信号的编码与解码；   
   4、控制装置与身份证卡之间的身份认证。      
   为了完成这些复杂任务，控制单元采用微处理作为核心部件，加上外围的逻辑控制芯片来完成。应用系统软件与该装置之间的数据交换通过RS-232C串口来进行，波特率采用115200bps。
请参见图2和图3，射频电路与控制单元之间的接口将射频电路接口的状态以二进制的形式表示出来。对于ＡＳＫ调制系统，可用射频电路的调制输入端的逻辑“１”来表示“有高频信号”的状态，用逻辑“０”表示“无高频信号”的状态。
进一步地，所述射频电路包括发送器和接收器；
射频电路的主要功能：   
 1、产生高频的发射功率，以启动身份证卡并为它提供能量；    
 2、对发射信号进行调制，用于将数据传送给身份证卡；    
3、接收并解调来自身份证卡的高频信号。       
 射频电路中有两个分隔开的信号通道，分别用于往来身份证卡的两个方向的数据流。传送到身份证卡中去的数据通过发送器分支传递，而来自于身份证卡的数据通过接收器分支来接收。在发送器部分首先由频率稳定的石英振荡器产生13.56MHz的振荡器信号。为了提高身份证卡接收信号的信噪比，对振荡器的相位稳定性和边带噪声提出了很高的要求。 振荡器信号被馈送到由信号编码的基带信号控制的ＡＳＫ调制器。这里的基带信号就是键控的恒压信号（TTL电平），在此将二进制数据以串行码的形式（NRZ）表示出来。ASK调制器对振荡器信号进行ASK调制。调制好的信号直接输出到天线端上，并耦合到身份证卡上。接收器直接开始于天线端，首先接收到的身份证卡应答信号经过ASK检波器检波并放大。此部分的任务是最大程度地屏蔽发射器末级的强信号，并且只把身份证卡的应答信号滤出。对于本系统，副载波频率为847KHz。
进一步地，所述天线包括天线圈与电容；
天线是该便民信息装置的一个重要组成部分，它由天线圈与电容组成联谐振回路。一方面要与身份证卡片参数匹配，使得身份证卡片能够得到充足的能量和完整的数据，并且把身份证卡片的响应数据接收回来，另一方面又要与放大电路匹配，使放大器高效率工作。
进一步地，所述安全处理单元是该便民信息装置的一个关键组成，因为在身份识别应用系统中，安全是一个极其重要的指标。该便民信息装置中安全处理单元是一个独立的部分，它主要是完成该便民信息装置与身份证卡进行身份认证时的加密与解密，同时也对从身份证卡中获得的个人信息的完整性、有效性进行核验。
此外，本实施例中还提供一种基于GPS的身份证认证便民信息装置的应用方法，该应用方法是在一终端机集成所述便面信息装置；在所述的便民信息装置获取二代身份证RFID数据后，该终端机以标准接口将该身份证RFID数据和客户操作封装后，发送到一后端数据平台的对接接口，由该后端平台负责对身份证信息进行验证，将响应数据打包传回该终端机，最后由该终端机转化为客户可使用的形式。
在本发明一实施例中，所述的形式包括：供客户在该终端机上直接浏览的信息或是通过已由身份证授权的临时令牌对应的所述GSP导航服务。
本实施例中，整体系统架构采用瘦客户机方式，当客户在终端机选择服务并刷二代证后，终端机以标准接口将身份证RFID数据和客户操作封装后，发送到后端数据平台的对接接口，由后端平台负责对身份证信息进行验证，将响应数据打包传回自助终端，由终端转化为客户可使用的形式（信息服务、临时令牌等），客户可以在终端上直接浏览信息，或是通过已由身份证授权的临时令牌获取如下GPS导航服务：实时查询当前位置到目的地的最优路线，针对自驾行或者步行方式进行路线模拟导航，还可实时查询通过当前位置的公交车及路线图、车牌号等信息，同时系统还能漫游保存用户的cookie信息，下次用户只需在相同终端再次刷身份证就可查看历史查询路线记录等信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (10)

1.一种基于GPS的身份证认证便民信息装置，包括为装置供电的电源控制单元，其特征在于：还包括控制单元以及与该控制单元连接的射频电路、安全处理单元以及GPS处理单元；所述的射频单元连接有天线；
所述射频电路产生高频的发射功率，以启动身份证卡并为它提供能量，并对发射信号进行调制，用于将数据传送给身份证卡，接收并解调来自身份证卡的高频信号；
所述安全处理单元完成该便民信息装置与身份证卡进行身份认证时的加密与解密，同时也对从身份证卡中获得的个人信息的完整性、有效性进行核验；
所述的GPS处理单元用以实现GPS导航服务；
所述的控制单元与设置在上位机上的应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与身份证卡的通信过程；信号的编码与解码；控制该装置与身份证卡之间的身份认证。
2.根据权利要求1所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：所述的GPS处理单元采用SIRF3芯片，采用基于AGPS的定位技术，支持NMEA 0183语言格式：GGA、GSA、 GSV、 RMC、 GLL、 VTG。
3.根据权利要求1所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：所述的导航服务包括：实时查询当前位置到目的地的最优路线，针对自驾行或者步行方式进行路线模拟导航以及实时查询通过当前位置的公交车及路线图、车牌号信息；同时系统还能漫游保存用户的cookie信息，下次用户只需在相同终端再次刷身份证就可查看历史查询路线记录等信息。
4.根据权利要求1所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：所述的控制单元包括CPU以及与该CPU连接的串口、主从USB接口、TFT屏的电源及接口、身份证读卡电路以及PS/2接口。
5.根据权利要求1所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：所述的射频电路包括发送器和接收器；该射频电路中有两个分隔开的信号通道，分别用于往来身份证卡的两个方向的数据流；传送到身份证卡中去的数据通过发送器分支传递，而来自于身份证卡的数据通过接收器分支来接收。
6.根据权利要求5所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：在所述的发送器中，首先由频率稳定的石英振荡器产生13.56MHz的振荡器信号，以提高身份证卡接收信号的信噪比，振荡器信号被馈送到由信号编码的基带信号控制的ＡＳＫ调制器；其中所述的基带信号是键控的恒压信号，在此以二进制数据以串行码的形式表示出；ASK调制器对振荡器信号进行ＡＳＫ调制；调制好的信号直接输出到天线端上，并耦合到身份证卡上；所述接收器直接开始于天线端，首先接收到的身份证卡应答信号经过ASK检波器检波并放大。
7.根据权利要求6所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：对于ＡＳＫ调制，可用射频电路的调制输入端的逻辑“１”来表示“有高频信号”的状态，用逻辑“０”表示“无高频信号”的状态。
8.根据权利要求1所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置，其特征在于：所述天线包括天线圈与电容；其一方面要与身份证卡片参数匹配，使得身份证卡片能够得到充足的能量和完整的数据，并且把身份证卡片的响应数据接收回来，另一方面又要与放大电路匹配，使放大器高效率工作。
9.一种基于权利要求3所述的基于GPS的身份证认证便民信息装置的应用方法，其特征在于：在一终端机集成所述便面信息装置；在所述的便民信息装置获取二代身份证RFID数据后，该终端机以标准接口将该身份证RFID数据和客户操作封装后，发送到一后端数据平台的对接接口，由该后端平台负责对身份证信息进行验证，将响应数据打包传回该终端机，最后由该终端机转化为客户可使用的形式。
10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于，所述的形式包括：供客户在该终端机上直接浏览的信息或是通过已由身份证授权的临时令牌对应的所述GSP导航服务。
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