CN110363035B - 一种多信息载体数据卡的数据读取装置以及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种多信息载体数据卡，通过在现有技术中添加近场通讯模块作为卡片防伪校验，防止被复制，提高用户数据的安全性，通过条形码结合IC芯片来关联用户个人信息，满足不同的采集模块的需求。对应的数据读取装置，通过在所述电路板上设置IC卡插座以及近场通讯模块可实现对卡中包含的数据的识读，通过设置在壳体内的镜头模组与斜设置在数据卡插拔通道上方的反射镜配合使用，在壳体较小的内部空间内，缩短镜头模组的成像光路距离，使得图像传感器能够完整的捕获长度较长条形码，并需改变原有的此寸，在原有的插卡使用的基础上，增加条形码和近场通讯的功能，而无需改变用户插卡的使用习惯。

Description

一种多信息载体数据卡的数据读取装置以及使用方法

技术领域

本发明涉及一种数据卡的数据读取装置，具体涉及一种多信息载体数据卡的数据读取装置及使用方法。

背景技术：

条形码作为常用的信息载体，从传统工业、物流、商品行业应用转向民用。条形码支付、条形码身份信息等应用不断井喷。条形码作为传统IC卡、RFID、磁条卡的重要补充信息载体，使用频率越来越频繁。条形码将字符信息转换为机器可识别的黑白条空，提升了机器识读的通行性。同时比直接的字符印刷隐私性要更为良好。

一些国家地区的居民信息卡(简称ID卡)、我们国家部分地区的市名卡、一些单位机构的员工卡，在磁条卡和/或IC卡的卡种上逐渐无法满足信息安全与信息数量的需求了。因此需要附加存储信息的载体模块和验证信息的模块，通过增加条形码信息和满足近场通讯(NFC)功能的识读将会是一个比较理想的方案。要识别条形码信息以及具有近场通讯功能，需要对现有的IC卡数据识读机具做升级或替换。通常采用的方式是通过自带的数据接口通过线缆附接一个条形码读取装置以及添加一个近场通讯模块，通过三个独立的终端组合使用。这是目前成本较低的一种升级方式。不过，有些数据卡数据读取装置，需要嵌入一些上位机设备使用，如售货终端、存取款终端、身份信息查询打印终端等等。由于这些终端体积、各模块安装位置及尺寸已经固化。通过外部线缆附接条形码读取装置和NFC模块较为困难。并且要实现数据卡不同模块信息的识读，需要插卡、手持数据卡接触近场通讯模块、手持数据卡将条形码对准条形码识读装置并以一定的距离对准镜头识读。用户使用过程较为繁琐，与常规的插卡使用习惯不符。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种多信息载体数据卡及其数据读取装置，在不改变原有数据卡的数据读取装置的体积的情况下，将条形码读取装置和近场通讯模块集成在数据读取装置的壳体中。

本发明的技术方案如下：

一种多信息载体的数据卡，数据卡呈矩形，包含：

IC芯片，所述IC芯片设置在所述数据卡的表面，所述IC芯片记录用户个人信息；

近场通讯单元，所述进场通讯模块设置在所述数据卡内；所述近场通讯通讯单元记录数据卡信息，用于数据卡防伪验证；

条形码，所述条形码印刷在所述数据卡的表面，所述条形码为用于查询用户个人信息的编码转换符号。

一种多信息载体数据卡的数据读取装置，包括：

壳体，所述壳体的正面设置有前面板，所述前面板上插卡口，沿着插卡方向设置有框架，所述插卡口和所述框架内构成一数据卡插拔通道；

一电路板，设置在所述框架上，设置有通信接口，与上级设备电联接；

IC卡插座，所述电路板上电联接有IC卡插座，所述IC卡插座与插入的数据卡一侧的表面的IC芯片相接触，进行数据通信；

近场通讯模块，联接在所述电路板上，所述近场通讯模块与所述插入的数据卡产生感应电压，进行数据通信；

条形码识读模块，进一步包括：

镜头模组，所述镜头模组包含至少一片镜片，所述镜头模组在镜片后部安装有图像传感器；所述镜头模组与所述电路板电联接，所述镜头模组与所述电路板的夹角范围在70度-100度之间；

光源，包含光源的光源电路板设置在所述数据卡插拔通道上方并沿所述插卡方向设置，所述光源的一端与所述壳体固定，接收来自所述电路板的照明指令，向插入的数据卡表面提供光照亮度；

反射镜，反射镜斜设置在所述数据卡插拔通道上方，将光源照射在插入的数据卡表面光通过折射供所述镜头模组捕获，从而使所述镜头模组获取所述插入的数据卡表面印刷的条形码图像；

所述镜头模组将采集采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试。

进一步地，所述光源为条状白色LED光源，沿插卡方向设置。

进一步地，所述反射镜为条形反射镜，沿插卡方向延伸，与竖直方向偏转10度-75度斜设置在所述数据卡插拔通道上方。

进一步地，所述IC卡插座的尾部设置有限位机构，用于抵住插入的数据卡。

进一步地，所述前面板上设置有上下两个内凹，用于容纳伸入的手指。

进一步地，所述框架上还套设一金属护罩，将条形码识读模块包覆。

进一步地，所述在所述光源下方还设置有光扩散片，将所述光源发出的光均匀的投射向插入的数据卡表面。

一种多信息载体数据卡的数据读取方法，包含以下步骤：

将数据卡插入插卡口，放置在所述数据卡插拔通道；

所述近场通讯单元与所述近场通讯模块感应，所述近场通讯模块采集所述近场通讯单元的卡片信息；

根据采集到的的卡片信息，进行防伪验证，验证卡片是否符合；若不符合，停止读卡，并输出验证结果；若符合，则进行下一步；

根据设置，择一启动以下模块：

IC卡插座读取所述数据卡的IC芯片所包含的个人信息；

条形码识读模块，启动光源，向插入的数据卡的表面提供光照亮度，产生的亮度将数据卡表面印刷的条形码图像通过反射镜反射至镜头模组中，镜头模组将采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试，最终得到个人信息；

将得到的个人信息提供给上级设备。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述的一种多信息载体数据卡，通过在现有技术中添加近场通讯模块作为卡片防伪校验，防止被复制，提高用户数据的安全性，通过条形码结合IC芯片来关联用户个人信息，满足不同的采集模块的需求。

2、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，包括可插卡的壳体以及设置在壳体的框架中的电路板，通过在所述电路板上设置IC卡插座以及近场通讯模块可实现对卡中包含的数据的识读，通过设置在壳体内的镜头模组与斜设置在数据卡插拔通道上方的反射镜配合使用，在壳体较小的内部空间内，缩短镜头模组的成像光路距离，使得图像传感器能够完整的捕获长度较长的一维条形码，在壳体内设置照明用的光源，可以满足光线条件较弱的内部环境中使得卡上的条形码能够以合适的亮度供图像传感器捕获，从而使得在插卡的数据读取装置中内置条形码识读模块，无需改变原有的此寸，在原有的插卡使用的基础上，增加条形码和近场通讯的功能，而无需改变用户插卡的使用习惯，即可实现对数据卡不同模块的信息读取。

3、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，通过设置条状LED光源，对长条形的一维条形码有更好的适配。

4、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，所述反射镜所述反射镜为条形反射镜，沿插卡方向延伸，与竖直方向偏转10度-75度斜设置在所述数据卡插拔通道上方可以将较长的条形码反射至镜头，缩短镜头模组的成像光路距离。

5、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，通过IC卡插座的尾部集成限位机构，用于抵住插入的数据卡，防止数据卡无法取出，而无需在所述框架内再单独设置限位机构，简化不必要的结构。

6、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，在所述框架上还套设一金属护罩，将条形码识读模块包覆，防止杂光干扰镜头的条形码成像，也防止外部器件碰撞条形码识读模块。

7、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，在所述光源下方还设置有光扩散片，将所述光源均匀的投射向插入的数据卡表面。

8、本发明所述的一种多信息载体数据卡的数据读取方法，先通过近场通讯模块验证卡片后再进行IC芯片或条形码信息的读取，有效保护用户的个人信息安全。根据用户需求，择一选择IC卡插座或条形码识读模块读取相应的信息载体，满足数据信息读取的多样性和便捷性。

附图说明

图1为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置的示意图；

图2为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置的IC卡插座示意图；

图3为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置数据卡插入时与IC卡插座配合的示意图；

图4为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置数据卡包含条形码识读模块的示意图；

图5为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置包含条形码条形码识读模块的示意图；

图6为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置包含近场通讯模块的示意图；

图7为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置的条形码识读模块识读条形码的成像光路示意图；

图8为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置的数据读取装置的剖视图；

图9为本发明一种多信息载体数据卡的数据读取装置应用场景示意图。

附图标记：1-壳体；11-前面板；111-插卡口；12-框架；13-数据卡插拔通道；2-电路板；21-通信接口；3-IC卡插座；31-数据卡；311-条形码图像；32-IC芯片；4-近场通讯模块；5-条形码识读模块；51-镜头模组；52-光源；53-反射镜；121-内凹；33-限位机构；122-金属护罩；7-自动售货机；71-信息窗；72-取物窗。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1、4、5，一种多信息载体的数据卡，数据卡呈矩形，包含：

IC芯片32，所述IC芯片32设置在所述数据卡31的表面，所述IC芯片32记录用户个人信息。

近场通讯单元，所述进场通讯模块设置在所述数据卡内；所述近场通讯单元记录数据卡信息，用于数据卡防伪验证。

条形码311，所述条形码311印刷在所述数据卡31的表面，所述条形码311为用于查询用户个人信息的编码转换符号。条形码可以是现有技术中常见的一维条形码或二维条形码。如：UPC、CODE128、EAN、QR、PDF417、Aztec、Maxi Code、Data Matrix。

参见图1-8，一种多信息载体数据卡的数据读取装置，包括：

壳体1，所述壳体的正面设置有前面板11，前面板上还设置有状态指示灯。所述前面板材质可以是PC、ABS，呈黑色。所述前面板上插卡口111，沿着插卡方向设置有框架12，所述插卡口111和所述框架12内构成一数据卡插拔通道13，用于容纳数据卡31的插入。

一电路板2，设置在所述框架12上，设置有通信接口21，与上级设备电联接。上级设备可以是终端PC、自动售货机及其他支付配套应用设备。所述电路板2上集成或通过焊点焊接有若干小电路板，其中包括图像解码电路。

IC卡插座3，所述电路板2上联接有IC卡插座3，所述IC卡插座3与插入的数据卡31一侧的表面的IC芯片32相接触，进行数据通信。

近场通讯模块4，即NFC模块，包含完整的CLF(非接前端模块)、射频天线和SE(安全区域)三大部分其中CLF和射频天线是必须的。所述近场通讯模块联接在所述电路板2上，所述近场通讯模块4与所述插入的数据卡31的线圈或芯片或相关模块产生感应电压，进行数据通信。

条形码识读模块5，进一步包括：

镜头模组51，所述镜头模组包含至少一片镜片，所述镜头模组在镜片后部安装有图像传感器，所述图像传感器可以是CMOS，CMOS识读二维条形码如:QR码、Aztec码等其他目前现有技术中常见的方形的二维条形码有优势；也可以是条状CCD，条状CCD对长度较长的条形码，如一维条形码中的EAN、UPC码具有优势。所述镜头模组51与所述电路板2电联接，所述电路板通知所述镜头模组51拍摄图像，并将所拍摄的图像提供给图像解码电路。所述镜头模组51与所述电路板2的夹角范围在70度-100度之间。理想状态是呈90度夹角。所述镜头模组可以通过柔性电路板与所述电路板电连接，所述柔性线路板可以放置在所述框架向上延伸的支板上，通过胶黏、固定连接件的方式将所述镜头模组51安装在支板上。也可以采用硬质电路板直接于框架12固定。

光源52，包含光源的光源电路板设置在所述数据卡插拔通道上方并沿所述插卡方向设置，所述光源的一端与所述壳体固定，接收来自所述电路板的照明指令，向插入的数据卡表面提供光照亮度。

反射镜53，反射镜53斜设置在所述数据卡插拔通道13上方，将光源52照射在插入的数据卡31表面光通过折射供所述镜头模组51捕获，从而使所述镜头模组51获取所述插入的数据卡31表面印刷的条形码图像311。

所述镜头模组51将采集采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试。

所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，包括可插卡的壳体1以及设置在壳体1的框架12中的电路板2，通过在所述电路板2上设置IC卡插座3以及近场通讯模块4可实现对卡中包含的数据的识读，通过设置在壳体1内的镜头模组51与斜设置在数据卡插拔通道上方的反射镜53配合使用，在壳体较小的内部空间内，缩短镜头模组51的成像光路距离，使得图像传感器能够完整的捕获长度较长的一维条形码，在壳体1内设置照明用的光源52，可以满足光线条件较弱的内部环境中使得卡上的条形码图像311能够以合适的亮度供图像传感器捕获，从而使得在插卡的数据读取装置中内置条形码识读模块5，无需改变原有的此寸，在原有的插卡使用的基础上，增加条形码和近场通讯的功能，而无需改变用户插卡的使用习惯，即可实现对数据卡不同模块的信息读取。

进一步地，所述光源52为条状白色LED光源，可以是均匀排列在电路板上的LED颗粒，也可以是LED灯管，沿插卡方向设置。通过设置条状LED光源，对长条形的一维条形码有更好的适配。

进一步地，所述反射镜53为条形反射镜，沿插卡方向延伸，与竖直方向偏转10度-75度斜设置在所述数据卡插拔通道上方。在所述数据卡插拔通道上方可以将较长的条形码反射至镜头，缩短镜头模组的成像光路距离。

进一步地，所述IC卡插座32的尾部设置有限位机构33，用于抵住插入的数据卡31，防止数据卡31掉入壳体1内。无需在所述框架12内再单独设置限位机构，简化不必要的结构。

进一步地，所述前面板11上设置有上下两个内凹121，用于容纳伸入的手指。方便两指夹着数据卡31插入使用与拔出。

进一步地，所述框架上12还套设一金属护罩122，将条形码识读模块5包覆，起到防护和外部信号干扰屏蔽作用。

进一步地，所述在所述光源52下方还设置有光扩散片521，将光源52发出的光均匀的投射向插入的数据卡表面，避免出现数据卡表面亮度不均。

光扩散片/板是通过化学或物理的手段，利用光线在行径途中遇到两个折射率(密度)相异的介质时，发生折射、反射与散射的物理现象，通过在PMMA、PC、PS、PP等基材基础中添加无机或有机光扩散剂、或者通过基材表面的微特征结构的阵列排列人为调整光线、使光线发生不同方向的折射、反射、与散射，从而改变光的行进路线，实现入射光充分散色以此产生光学扩散的效果，光扩散板有三种。

本发明所述的电联接，包括元器件或模块之间的导线连接传递电荷，也包括通过模块/电路转换后的非直连式的信号传递联接，以信号的传递作为联接参考。

一种多信息载体数据卡的数据读取方法，包含以下步骤：

将数据卡插入插卡口，放置在所述数据卡插拔通道。

所述近场通讯单元与所述近场通讯模块感应，所述近场通讯模块采集所述近场通讯单元的卡片信息；

根据采集到的的卡片信息，进行防伪验证，验证卡片是否符合；若不符合，停止读卡，并输出验证结果；若符合，则进行下一步；

根据设置，择一启动以下模块：

IC卡插座读取所述数据卡的IC芯片所包含的个人信息；

条形码识读模块，启动光源，向插入的数据卡的表面提供光照亮度，产生的亮度将数据卡表面印刷的条形码图像通过反射镜反射至镜头模组中，镜头模组将采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试，最终得到个人信息；

将得到的个人信息提供给上级设备。

如图9所示，一台搭载所述一种多信息载体数据卡的数据读取装置的自动售货机7，主要是售卖具有年龄限制的产品，如药品、香烟等。用户将带有身份信息的卡片，如病例卡、会员卡、ID卡，插入信息窗71中的插卡口111，验证通过并且识别到身份信息且符合购买条件后，选择商品并支付成功后通过取物窗72将相应的货品取走。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述数据读取装置包括：

壳体，所述壳体的正面设置有前面板，所述前面板上插卡口，沿着插卡方向设置有框架，所述插卡口和所述框架内构成一数据卡插拔通道；

一电路板，设置在所述框架上，设置有通信接口，与上级设备电联接；

IC卡插座，所述电路板上电联接有IC卡插座，所述IC卡插座与插入的数据卡一侧的表面的IC芯片相接触，根据设置选择进行数据通信；

近场通讯模块，电联接在所述电路板上，所述近场通讯模块与所述插入的数据卡产生感应电压，根据设置选择进行数据通信；

条形码识读模块，进一步包括：

镜头模组，所述镜头模组包含至少一片镜片，所述镜头模组在镜片后部安装有图像传感器；所述镜头模组与所述电路板电联接，所述镜头模组与所述电路板的夹角范围在70度-100度之间；

光源，包含光源的光源电路板设置在所述数据卡插拔通道上方并沿所述插卡方向设置，所述光源一端与所述壳体固定，接收来自所述电路板的照明指令，向插入的数据卡表面提供光照亮度；

反射镜，反射镜斜设置在所述数据卡插拔通道上方，将光源照射在插入的数据卡表面光通过折射供所述镜头模组捕获，从而使所述镜头模组获取所述插入的数据卡表面印刷的条形码图像；

所述镜头模组根据设置选择将采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试；

所述多信息载体数据卡呈矩形，包含：

IC芯片，所述IC芯片设置在所述数据卡的表面，所述IC芯片记录用户个人信息；

近场通讯单元，所述近场通讯单元设置在所述数据卡内；所述近场通讯单元记录所述数据卡信息，用于所述数据卡防伪验证；

条形码，所述条形码印刷在所述数据卡的表面，所述条形码为用于查询用户个人信息的编码转换符号。

2.根据权利要求1所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于：

所述光源为条状白色LED光源，沿插卡方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述反射镜为条形反射镜，沿插卡方向延伸，与竖直方向偏转10度-75度斜设置在所述数据卡插拔通道上方。

4.根据权利要求3所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述IC卡插座的尾部设置有限位机构，用于抵住插入的数据卡。

5.根据权利要求4所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述前面板上设置有上下两个内凹，用于容纳伸入的手指。

6.根据权利要求5所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述框架上还套设一金属护罩，将条形码识读模块包覆。

7.根据权利要求6所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置，其特征在于，所述在所述光源下方还设置有光扩散片，将所述光源发出的光均匀的投射向插入的数据卡表面。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种多信息载体数据卡的数据读取装置的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：

将数据卡插入插卡口，放置在所述数据卡插拔通道；

所述近场通讯单元与所述近场通讯模块感应，所述近场通讯模块采集所述近场通讯单元的卡片信息；

根据采集到的卡片信息，进行防伪验证，验证卡片是否符合；若不符合，停止读卡，并输出验证结果；若符合，则进行下一步；

根据设置，择一启动以下模块：

IC卡插座读取所述数据卡的IC芯片所包含的个人信息；

条形码识读模块，启动光源，向插入的数据卡的表面提供光照亮度，产生的亮度将数据卡表面印刷的条形码图像通过反射镜反射至镜头模组中，镜头模组将采集到的条形码图像输出至图像解码电路进行解码尝试，最终得到个人信息；

将得到的个人信息提供给上级设备。

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