CN109146043A - 一种模拟ic卡的蓝牙通讯设备和通讯方法 - Google Patents

一种模拟ic卡的蓝牙通讯设备和通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备和通讯方法，蓝牙通讯设备，包括控制模块和与控制模块相连的天线模块、存储器、电源模块；天线模块包括蓝牙模块、IC天线模块，控制模块用于接收天线模块接收到的数据信号；IC天线模块与控制模块相连，用于接收外部IC数据信号发送至控制模块或将控制模块的IC数据信号发送至读卡设备；蓝牙模块与控制模块相连，用于接收外部蓝牙数据信号发送至控制模块或将控制模块的蓝牙数据信号发送至蓝牙设备；IC天线模块包括NFC芯片、接触式IC天线和非接触式IC天线，接触式IC天线直接与主控模块相连。

Description

一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备和通讯方法
技术领域
本发明涉及一种通讯设备，尤其涉及一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备和通讯方法。
背景技术
当前市场上的各种表具如水、电、煤气都采用智能表，通常指的卡表，也就是通过IC卡来控制用户的用量，是通过IC卡来控制用户是否还能够使用，如果IC卡控制器内的余量没有了，卡表就会自动关闭阀门，用户只有再次购买了用量并插入卡表以后才能继续用气。用户去营业厅缴费，现场排队时间很长，且充值有限额。传统缴费方式还难免存在营业网点较少、营业时间固定等诸多不方便的“缴费难”问题。
目前市场上的各种表具大多为接触式IC卡，还有一部分非接触IC卡。两种卡片并不兼容。采用模拟成接触式IC卡和非接触式IC卡的蓝牙通讯设备后，可以完美兼容两种类型的卡片。现有的表具不用更换，用户就可以可以轻松通过手机APP来完成网络充值。对于营运商来说可以减少缴费的营业厅，减低人工成本。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备和通讯方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备，包括控制模块和与控制模块相连的天线模块、存储器、电源模块；所述天线模块包括蓝牙模块、IC天线模块；
所述控制模块用于接收天线模块接收到的数据信号，判断数据是否合法后发送到存储器并通过相应的天线模块传送至外部设备；
所述IC天线模块与控制模块相连，用于接收外部IC数据信号发送至控制模块或将控制模块的IC数据信号发送至读卡设备；
所述蓝牙模块与控制模块相连，用于接收外部蓝牙数据信号发送至控制模块或将控制模块的蓝牙数据信号发送至蓝牙设备；
所述IC天线模块包括NFC芯片、接触式IC天线和非接触式IC天线，所述接触式IC天线直接与主控模块相连；非接触式IC天线分别与NFC芯片相连，所述NFC芯片与主控模块相连；接触式IC天线可以与接触式读卡设备连接，非接触式IC天线可以与非接触式读卡设备连接。
进一步地，所述蓝牙模块包括蓝牙控制芯片和蓝牙天线；所述电源模块包括电源管理芯片和电池，所述电源管理芯片连接有外部电源接口。
进一步地，所述接触式IC天线和非接触式IC天线为一体化天线，包括接触式IC卡接触点及非接触式IC卡天线线圈的一体化天线。
进一步地，所述接触式IC卡接触点采用PCB印制焊盘方式固定在电路板上，非接触式IC卡天线线圈PCB印制铜导线方式固定在电路板上；其中，接触式IC卡接触点在内圈，非接触式IC卡天线线圈在外圈。
进一步地，所述NFC芯片采用PN532，电源管理芯片采用ADP151，控制模块采用CY8C4127LQI-BL，存储器采用W25Q16BV；蓝牙控制芯片为控制模块内置芯片，蓝牙天线采用PCB印制铜导线方式固定在电路板上。
进一步地，所述NFC芯片和存储器通过SPI接口与控制模块相连。
一种模拟IC卡的蓝牙通讯方法，包括：
接触式IC天线和非接触式IC天线接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法；
如果数据合法，控制模块检测蓝牙模块是否与有效的蓝牙设备相连；
如果蓝牙模块与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据传输到蓝牙设备中；如果蓝牙模块没有与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效蓝牙设备相连时，再将存储器内数据传送至蓝牙设备；
当数据传送至蓝牙设备后，控制模块通知信号来源设备传输成功；
进一步地，所述模拟IC卡的蓝牙通讯方法还包括：
蓝牙模块接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法，如果数据合法，控制模块根据数据类型判断该数据应从接触式IC天线传送至或非接触式IC天线传送接触式读卡设备还是非接触式读卡设备；
控制模块检测IC天线模块是否与有效的读卡设备相连；
如果IC天线模块与有效的读卡设备相连，控制模块将数据传输到读卡设备中；如果IC天线模块没有与有效的读卡设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效的读卡设备相连时，再将存储器内数据传送至读卡设备；
当数据传送至读卡设备后，控制模块通知信号来源设备传输成功。
本发明将接触式IC卡、非接触式IC卡与蓝牙结合，结合后，设备可由其他设备来完成控制，为接触式IC卡及非接触式IC卡提供了新的通信通道。本发明不改变现有读卡设备即可使用，可以有效与手机APP连接，完成智能设备便捷控制IC卡读写功能。
附图说明
图1为本发明的通讯设备结构框图。
图2为本发明的通讯设备的硬件结构图。
图3为本发明通讯方法的流程图。
图4为本发明通讯设备的实施流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
【实施例1】
如图1、2，一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备，包括控制模块和与控制模块相连的天线模块、存储器、电源模块；天线模块包括蓝牙模块、IC天线模块；
控制模块用于接收天线模块接收到的数据信号，判断数据是否合法后发送到存储器并通过相应的天线模块传送至外部设备；
IC天线模块与控制模块相连，用于接收外部IC数据信号发送至控制模块或将控制模块的IC数据信号发送至读卡设备；
蓝牙模块与控制模块相连，用于接收外部蓝牙数据信号发送至控制模块或将控制模块的蓝牙数据信号发送至蓝牙设备；
IC天线模块包括NFC芯片、接触式IC天线和非接触式IC天线，接触式IC天线可以与接触式读卡设备连接，非接触式IC天线可以与非接触式读卡设备连接。接触式IC天线和非接触式IC天线为一体化天线，包括接触式IC卡接触点及非接触式IC卡天线线圈的一体化天线。接触式IC卡接触点采用PCB印制焊盘方式固定在电路板上，非接触式IC卡天线线圈PCB印制铜导线方式固定在电路板上；其中，接触式IC卡接触点在内圈，非接触式IC卡天线线圈在外圈。
接触式IC天线直接与主控模块相连；非接触式IC天线分别与NFC芯片相连，NFC芯片通过SPI接口与主控模块相连；接触式IC天线可以与接触式读卡设备连接，非接触式IC天线可以与非接触式读卡设备连接
蓝牙模块包括蓝牙控制芯片和蓝牙天线；电源模块包括电源管理芯片和电池，电源管理芯片连接有外部电源接口。
NFC芯片采用PN532，其特性为：高度集成的非接触读写芯片，它包含80C51微控制器内核，集成了13.56MHz下的各种主动/被动式非接触通信方法和协议。
电源管理芯片采用ADP151，特性为：电压-跌落(典型值)：0.135V@200mA,电压-输出：3.3V。采用3.6V锂电池，特性为：标称电压：3.6(V)，标称容量：＞45(mAh)。电源管理芯片ADP151处理外部电源，外部电源输入5V。电源管理芯片将5V降到3.3V供其他元件使用。3.6V锂电池保障本设备在无电时也可能行短时间工作。
控制模块采用CY8C4127LQI-BL；特性为：具有单周期乘法功能的高性能32位Cortex-M0CPU内核，BLE射频和子系统片上BLE收发器链路层控制器与蓝牙4.0和蓝牙4.1的多种可选性能相兼容。
蓝牙控制芯片为控制模块内置芯片，蓝牙天线采用PCB印制铜导线方式固定在电路板上。
存储器采用W25Q16BV，特性为：有512个可擦除扇区或32个可擦除块。最小4KB扇区；存储器通过SPI接口与主控模块相连。芯片支持的工作电压2.7V到3.6V，正常工作时电流小于4mA，掉电时低于1uA。
【实施例2】
一种模拟IC卡的蓝牙通讯方法，包括：
接触式IC天线和非接触式IC天线接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法；
如果数据合法，控制模块检测蓝牙模块是否与有效的蓝牙设备相连；
如果蓝牙模块与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据传输到蓝牙设备中；如果蓝牙模块没有与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效蓝牙设备相连时，再将存储器内数据传送至蓝牙设备；
当数据传送至蓝牙设备后，控制模块通知信号来源设备传输成功；
和：
蓝牙模块接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法，如果数据合法，控制模块根据数据类型判断该数据应从接触式IC天线传送至或非接触式IC天线传送接触式读卡设备还是非接触式读卡设备；
控制模块检测IC天线模块是否与有效的读卡设备相连；
如果IC天线模块与有效的读卡设备相连，控制模块将数据传输到读卡设备中；如果IC天线模块没有与有效的读卡设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效的读卡设备相连时，再将存储器内数据传送至读卡设备；
当数据传送至读卡设备后，控制模块通知信号来源设备传输成功。
【实施例3】
如图3，将本发明设备用于插卡式燃气表充值过程，本发明以接储式卡的方式直接插入燃气表卡插口，自动打开蓝牙，可以被手机搜索到。消费者打开手机中定制的APP可通过支付宝、微信等网络支付手段给本发明充值。本发明再将充值数据写入燃气表中。手机APP也可以预先给本发明充值。当消费者需要时再将本发明插入燃气表。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟IC卡的蓝牙通讯设备，包括控制模块和与控制模块相连的天线模块、存储器、电源模块；所述天线模块包括蓝牙模块、IC天线模块，其特征在于：
所述控制模块用于接收天线模块接收到的数据信号，判断数据是否合法后发送到存储器并通过相应的天线模块传送至外部设备；
所述IC天线模块与控制模块相连，用于接收外部IC数据信号发送至控制模块或将控制模块的IC数据信号发送至读卡设备；
所述蓝牙模块与控制模块相连，用于接收外部蓝牙数据信号发送至控制模块或将控制模块的蓝牙数据信号发送至蓝牙设备；
所述IC天线模块包括NFC芯片、接触式IC天线和非接触式IC天线，所述接触式IC天线直接与主控模块相连；非接触式IC天线分别与NFC芯片相连，所述NFC芯片与主控模块相连；接触式IC天线可以与接触式读卡设备连接，非接触式IC天线可以与非接触式读卡设备连接。
2.根据权利要求1所述的模拟IC卡的蓝牙通讯设备，其特征在于：所述蓝牙模块包括蓝牙控制芯片和蓝牙天线；所述电源模块包括电源管理芯片和电池，所述电源管理芯片连接有外部电源接口。
3.根据权利要求2所述的模拟IC卡的蓝牙通讯设备，其特征在于：所述接触式IC天线和非接触式IC天线为一体化天线，包括接触式IC卡接触点及非接触式IC卡天线线圈的一体化天线。
4.根据权利要求3所述的模拟IC卡的蓝牙通讯设备，其特征在于：所述接触式IC卡接触点采用PCB印制焊盘方式固定在电路板上，非接触式IC卡天线线圈PCB印制铜导线方式固定在电路板上；其中，接触式IC卡接触点在内圈，非接触式IC卡天线线圈在外圈。
5.根据权利要求4所述的模拟IC卡的蓝牙通讯设备，其特征在于：所述NFC芯片采用PN532，电源管理芯片采用ADP151，控制模块采用CY8C4127LQI-BL，存储器采用W25Q16BV；蓝牙控制芯片为控制模块内置芯片，蓝牙天线采用PCB印制铜导线方式固定在电路板上。
6.根据权利要求5所述的模拟IC卡的蓝牙通讯设备，其特征在于：所述NFC芯片和存储器通过SPI接口与控制模块相连。
7.一种模拟IC卡的蓝牙通讯方法，其特征在于，包括：
接触式IC天线和非接触式IC天线接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法；
如果数据合法，控制模块检测蓝牙模块是否与有效的蓝牙设备相连；
如果蓝牙模块与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据传输到蓝牙设备中；如果蓝牙模块没有与有效的蓝牙设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效蓝牙设备相连时，再将存储器内数据传送至蓝牙设备；
当数据传送至蓝牙设备后，控制模块通知信号来源设备传输成功。
8.根据权利要求7所述的模拟IC卡的蓝牙通讯方法，其特征在于，还包括：
蓝牙模块接收外来信号并传递至控制模块；
控制模块判断数据是否合法，如果数据合法，控制模块根据数据类型判断该数据应从接触式IC天线传送至或非接触式IC天线传送接触式读卡设备还是非接触式读卡设备；
控制模块检测IC天线模块是否与有效的读卡设备相连；
如果IC天线模块与有效的读卡设备相连，控制模块将数据传输到读卡设备中；如果IC天线模块没有与有效的读卡设备相连，控制模块将数据储存到存储器内，待与有效的读卡设备相连时，再将存储器内数据传送至读卡设备；
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