CN103955665A - 具有身份证rfid读取的阅读装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有身份证RFID读取的阅读装置及其应用方法，该阅读装置包括为终端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和安全处理单元；所述的射频单元连接有天线；本发明具备身份证RFID读取能力、同时有丰富软件接口与公众民用领域对接，为通讯、水电等公众服务商提供可靠的便民服务渠道，同时基于身份证内置的RFID数据，在互联网络提供具有权威性的身份认证方式，具有一定的创造性、实用性与前瞻性。

Description

具有身份证RFID读取的阅读装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及无线射频领域，尤其涉及一种具有身份证RFID读取的阅读装置及其应用方法。

背景技术

随着我国第二代居民身份证全面发放的展开，身份证阅读器将广泛应用于公安、民航、银行等各种系统。第二代身份证卡是非接触式卡的一种，结合了射频识别技术和IC卡技术，具有操作快捷、抗干扰性强、安全性高等特点。无线射频技术是一个独立的跨学科的专业领域，它综合了高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护等专业领域。它的出现和发展将进一步推动人类社会支付体制的革命性变革，并在非金融领域得到更为广泛的应用和发展。这也必将导致全人类未来生活方式的概念性演变，从而使射频卡成为21世纪人类最重要、最便捷的工具之一。

二代证目前的日常应用仍局限于公安、银行的身份识别，未能在民用领域推广，究其原因有三点，一是身份证RFID识别机具较为昂贵，市场该类设备多在千元左右，普通家庭没有必要购置，二是身份证RFID信息没有合适的民用接口，难以与民用信息领域对接。三是为防止身份证件丢失，居民不愿意经常携带，也是身份证难以广泛民用的原因。

居民二代证是目前全球最大的RFID应用，RFID技术具备可以非接触识读、抗恶劣环境、保密性强、高准确性和安全性、识别唯一无法伪造的特点，如能成功与居民日常生活紧密结合，必将给百姓生活带来更大的便利。互联网电子商务的普及，对网络身份验证提出了更高的要求，基于二代证的身份验证权威性较高，且卡片最为普及易于操作，本发明可以为互联网平台提供基于二代证的远程身份验证，解决现代互联网应用的这项难题，为运营商、电子商务的营运提供可靠的技术手段。

发明内容

本发明的一目的是提供一种具有身份证RFID读取的阅读装置，具备身份证RFID读取能力、同时有丰富软件接口与公众民用领域对接。

本发明采用以下方案实现：一种具有身份证RFID读取的阅读装置，包括为系统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和安全处理单元；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阅读器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；控制阅读器与身份证卡之间的身份认证。

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。

在本发明一实施例中，所述系统采用先进的TypeB非接触IC卡阅读技术，支持ISO14443A、ISO14443B、ISO15693标准协议。

本发明的另一目的是提供一种基于上述的具有身份证RFID读取的阅读装置的应用方法，能实现身份证信息验证公众化，并依此提供便捷服务。

本发明采用以下方案实现：该应用方法的特征在于：在一终端机集成所述阅读装置；在所述的阅读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服务。

在本发明一实施例中，所述服务包括具有需要授权的网络、查询、缴费、通信或视频服务。

本发明的有益效果是：提供一种具备身份证RFID读取能力、同时具有丰富软件接口与公众民用领域对接的终端设备。充分利用RFID的识别便捷性，在互联网上基于身份证信息建立一个信任度较高的平台，让百姓放心地使用身份证，填补了国内身份证读取设备缺少与公众民用领域对接能力的空白，本发明为通讯、水电等公众服务商提供可靠的便民服务渠道，同时基于身份证内置的RFID数据，在互联网络提供具有权威性的身份认证方式，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，本实施例提供一种具有身份证RFID读取能力的阅读装置，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和安全处理单元；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阅读器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；控制阅读器与身份证卡之间的身份认证。

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。该控制单元是阅读器整个系统的一个交通枢纽，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、控制阅读器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。应用系统软件与阅读器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；

天线是阅读器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阅读器的一个关键组成，因为在身份识别应用系统中，安全是一个极其重要的指标。阅读器中安全处理单元是一个独立的部分，它主要是完成阅读器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，本实施例还提供一种上述阅读装置的应用方法，其是在一终端机集成所述阅读装置；该终端机的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服务。为旅客提供便捷的便民服务（地图导览、景点查询、公交铁路航班等查询）。

应用该阅读装置的终端具备以下优点：

1）免除了客户登记注册环节，只要客户有二代证，会刷卡就能用，极大地降低了操作技术门槛，对于没有电脑技术经验的居民来说具有重要意义；

2）平台分析客户身份证信息后，根据客户情况，向客户推送订制的服务信息，客户无须在界面上过多地选择，便于客户使用；

3）可以把二代证验证方式转化为临时令牌，客户可在后端民用平台允许期限内，用临时令牌享受服务，既有高度的安全性，又有很强的灵活性，免除了客户对身份证丢失的疑虑。

4）终端提供什么服务，采用何种方式，完全无须客户干预，只与终端平台的接口种类有关，架构本身具备很强的扩展性，目前已实现了与电信天翼平台的对接。

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)

1.一种具有身份证RFID读取的阅读装置，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和安全处理单元；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阅读器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；控制阅读器与身份证卡之间的身份认证。

2.根据权利要求1所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，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。

3.根据权利要求1所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，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。

4.根据权利要求3所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，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。

5.根据权利要求4所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，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。

6.根据权利要求1所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，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。

7.根据权利要求1所述的具有身份证RFID读取的阅读装置，其特征在于：所述装置采用先进的TypeB非接触IC卡阅读技术，支持ISO14443A、ISO14443B、ISO15693标准协议。

8.一种基于权利要求1所述的具有身份证RFID读取的阅读装置的应用方法，其特征在于：在一终端机集成所述阅读装置；在所述的阅读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。

9.根据权利要求8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服务。

10.根据权利要求9所述的应用方法，其特征在于：所述服务包括具有需要授权的网络、查询、缴费、通信或视频服务。