CN104504356B - 一种基于智能手机音频接口的rfid读卡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器，包括：扩展接口单元，以串行通信方式连接RFID设备，通过不同的RFID设备采集所需的数据；主控制单元，连接扩展接口单元，对采集到的数据进行存储和处理；音频接口单元，连接主控制单元以及一智能手机的音频接口，将经过主控制单元处理的数据传输至智能手机。

Description

一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器

技术领域

本发明涉及手机配件技术领域，特别涉及一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器。

背景技术

智能手机作为信息收发、处理的中心，已成为消费者必不可少的随身携带品。以手机平板配件为例，移动电源、贴膜、外壳、耳机等已经成为手机用户的必备配件。

然而，现如今的智能手机虽然配有一系列传感器，但不具备射频识别感知功能。而单独的RFID读卡器体积较大，对普通用户使用麻烦，价格较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器。本发明通过以下技术方案实现：

一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器，包括：

扩展接口单元，以串行通信方式连接RFID设备，通过不同的RFID设备采集所需的数据；

主控制单元，连接扩展接口单元，对采集到的数据进行存储和处理；

音频接口单元，连接主控制单元以及一智能手机的音频接口，将经过主控制单元处理的数据传输至智能手机。

较佳的，以串行通信方式连接RFID设备包括提供GPIO、SPI以及I2C串行接口。

较佳的，音频接口单元包括支持曼彻施特协议的数据收发器。

较佳的，还包括数据存储单元，连接主控制单元，用以存储数据。

较佳的，还包括电源模块，连接音频接口，用以从音频接口获取电能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的手机平台的RFID读卡器，能进一步降低能耗，且有利于降低构建RFID系统的成本；

(2)本发明提供的电路板采用扩展接口连接不同RFID设备，增强了平台的通用性，具有较高的可扩展性；

(3)扩展接口单元可支持多种不同的RFID设备，有利于提高平台的应用领域。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

图2所示的是本发明的接口结构示意图；

图3所示的是本发明的电源模块示意图；

图4所示的是本发明的RFID设备的电路图；

图5所示的是本发明的音频接口单元的示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

如图1所示，本发明提供的基于智能手机音频接口的RFID读卡器，包括：主控制单元11，以及分别和主控制单元11连接的音频接口单元12、扩展接口单元13，以及外部的RFID设备2。主控制单元11、扩展接口单元13以及音频接口单元12均集成在一块电路板上，能进一步减少硬件电路体积，且有利于降低构建系统的成本；可连接不同的RFID设备2，增强了平台的通用性，具有较高的可扩展性。

其中，主控制单元11包括基于ARM Cortex-M0+内核的MCU芯片，在实际应用中，该MCU芯片可采用型号为LPC812的低功耗32位处理器。该MCU芯片集成有4KB的SRAM存储器和32KB的FLASH存储器，在本实施例中，为防止MCU芯片自身的存储空间不足，外接了数据存储单元14，在实际应用中，数据存储单元14可包括32KB的FRAM存储器和2MB的FLASH存储器。可根据实际需要决定是否需要外加数据存储单元14，若MCU芯片自身的存储空间已足够，则无需数据存储单元14。

扩展接口单元13用于通过串行通信方式与RFID设备2连接；主控制单元11、扩展接口单元13以及音频接口单元12均集成在一块电路板上。如图2所示，在本实施例中，扩展接口单元13提供GPIO、UART、SPI以及I2C串行接口，可适用于连接多种不同类型的RFID设备2。在实际应用中，扩展接口可同时接入RFID设备2。

如图3所示，在本实施例中，电源模块是从智能手机的音频接口获取电能的模块，采用型号为BAT721的6个二极管电压倍增器(D1-D6)进行电能的收集，这个回路可以将来自于音频接口的电压提升原来的6倍(右声道，典型峰峰值650mV)，是主要的动力源。

通常的情况下RFID设备2是可做成特定的接口标准，为能够实现与智能手机的串行通信提供便利。RFID设备2选用MFRC522芯片来完成这一模块，如图4所示。当射频IC卡进入MFRC522的磁场感应的区域时，从而构成一个RFID系统。

MFRC522能够支持直接相连的多种微控制器接口的类型：SPI、I2C与UART。MFRC522能够复位其接口，可以对执行上电或者是硬复位的微控制器接口类型进行自动的检测。不同接口类型如表1所示：

表1

采用I2C接口类型，它能够可使得MFRC522和微控制器LPC812之间的高速串行通信。

本实施提供系统的使用方法及工作原理如下：

将外部的RFID设备2同时接入读卡器，一般情况下，RFID设备2按预设的周期进行数据采集，并将采集到的数据通过扩展接口单元13发送给主控制单元11。主控制单元11将数据存储在自身的存储空间或数据存储单元14中；同时，主控制单元11对数据进行分析。RFID设备采集到的数据均由音频接口单元12通过音频接口由智能手机APP显示、处理以及传输。音频接口单元12包括支持曼彻施特协议的数据收发器。

利用智能手机的左声道输出的数据，MIC接收输入的数据。通过使用如图5所示的音频接口单元12的回路就使得模拟的音频信号与主控制单元11的数字信号相互适应。对于这个回路的目的是在与滤波的处理与使得模拟信号数字化。将比较器的反相输入连接到1/2VCC，将正相输入连接到滤波处理的回路。这就将使得比较器的数字化输出的反映模拟输入信号。

本发明通过手机音频接口获得电能并传递读取的RFID数据，无需外接电池，能进一步减少硬件电路体积，且有利于降低构建系统的成本；可采用扩展接口连接不同的RFID设备，增强了平台的通用性，具有较高的可扩展性；采用智能手机APP处理、显示以及实时传输RFID读取的不同ID卡数据，降低RFID系统成本，有利于提高平台的应用领域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种基于智能手机音频接口的RFID读卡器，其特征在于，包括：

扩展接口单元，以串行通信方式连接RFID设备，通过不同的RFID设备采集所需的数据；

主控制单元，连接所述扩展接口单元，对采集到的数据进行存储和处理；

音频接口单元，连接所述主控制单元以及一智能手机的音频接口，将经过所述主控制单元处理的数据传输至所述智能手机；

数据存储单元，连接所述主控制单元，用以存储数据；

电源模块，连接所述音频接口，用以从所述音频接口获取电能；

所述主控制单元、扩展接口单元和音频接口单元均集成在一块电路板上；

所述以串行通信方式连接RFID设备包括提供GPIO、SPI以及I2C串行接口；

所述音频接口单元包括支持曼彻施特协议的数据收发器；

所述电源模块采用二极管电压倍增器进行电能的收集，将来自所述音频接口单元的电压提升到原来的6倍，以提供电能给RFID读卡器。