CN110532829B - 读卡装置及射频读写器 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种读卡装置及射频读写器，读卡装置应用于射频读写器，读卡装置与处理模块及射频模块连接；读卡装置用于当目标选择模式为交通卡模式时，将射频模块读写的交通卡信息发送至处理模块；读卡装置还用于当目标选择模式为身份证模式时，识别射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至处理模块，通过读卡装置可以增加身份证模式，并能够根据指令在身份证模式及交通卡模式之间切换，原射频读写器只需预留一个串口并配线连接，即可通过读卡装置实现双模式的识别，本申请使原射频读写器不用淘汰废弃，软件开发简单，硬件增加容易，线缆变动少，节省升级成本，减小改造工作量，同时可以实现双模式的识别，达到性能最优化改造。

Description

读卡装置及射频读写器

技术领域

本申请涉及射频识别技术领域，具体涉及一种读卡装置及射频读写器。

背景技术

目前轨道交通如城市轨道线路、公交车、火车等大多采用卡片进行乘客识别或收费，但随着安保力度的加强，目前越来越多的轨道交通需要读取乘客的身份证信息进行实名认证，而现有的轨道交通读的票卡一般采用ISO14443 Type-A协议，而身份证卡采用Type-B协议，现有的轨道交通读写器无法识别身份证，若直接整体更换现有的轨道交通读写器，一方面成本较高，另一方面大规模更换轨道交通读写器耗时较长，可能会影响目前轨道交通的正常运行，因此目前存在的问题是：如何使现有的轨道交通读写器能够读取身份证卡的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例目的在于提供一种读卡装置及射频读写器，以改善已有的轨道交通读写器无法读取身份证卡片信息的问题。

本发明提供了一种读卡装置，所述读卡装置应用于射频读写器，所述射频读写器包括处理模块及射频模块；所述读卡装置与所述处理模块连接，所述读卡装置还与所述射频模块连接；所述读卡装置用于接收所述处理模块发送的读写指令，所述读写指令包括目标选择模式；所述读卡装置用于当所述目标选择模式为交通卡模式时，将所述射频模块读写的交通卡信息发送至所述处理模块；所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为身份证模式时，识别所述射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至所述处理模块。

进一步地，所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为身份证模式时，将所述射频模块配置为Type-B协议的数据传输方式；

所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为交通卡模式时，将所述射频模块配置为Type-A协议的数据传输方式。

进一步地，所述读卡装置包括控制模块及切换开关；

所述切换开关用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述射频模块与所述处理模块连接；当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述射频模块与所述控制模块连接。

进一步地，所述控制模块包括控制器及安全验证单元，所述控制器与所述安全验证单元连接；所述控制器用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述射频模块读取的所述身份证信息发送至所述安全验证单元进行识别，所述控制器还用于将所述安全验证单元识别的身份证信息发送至所述处理模块。

进一步地，所述处理模块包括身份证信息读取端口及交通卡信息读写端口；所述切换开关包括第一端口、第二端口及第三端口；所述第一端口与所述交通卡信息读写端口连接；所述第二端口与所述控制模块连接；所述第三端口与所述射频模块连接；所述控制模块还与所述身份证信息读取端口连接；所述切换开关用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述第一端口与所述第三端口连接；所述切换开关还用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述第二端口与所述第三端口连接。

进一步地，所述切换开关的接口类型与所述射频读写器的接口类型一致，所述射频读写器的接口类型指所述处理模块与所述射频模块连接采用的接口类型。

进一步地，所述切换开关的接口类型为串行外设接口。

本发明还提供了一种射频读写器，所述射频读写器包括：处理模块、射频模块及所述的读卡装置，所述处理模块与所述读卡装置连接；所述读卡装置还与所述射频模块连接；

所述处理模块用于发送包括目标选择模式的读取指令至所述读卡装置，其中，所述目标选择模式包括交通卡模式或身份证模式；

所述读卡装置用于根据所述处理模块发送的读取指令将所述射频模块配置为所述目标选择模式对应的数据传输方式；

所述读卡装置用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述射频模块读写的交通卡信息发送至所述处理模块；

所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，识别所述射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至所述处理模块。

进一步地，所述射频模块通过串行外设接口与所述读卡装置连接；

所述读卡装置通过串行外设接口和/或串行接口与所述处理模块连接。

相对现有技术，本发明具有以下有益效果：

本申请提供的一种读卡装置及射频读写器，读卡装置应用于射频读写器，射频读写器包括处理模块及射频模块；读卡装置与处理模块连接，读卡装置还与射频模块连接；读卡装置用于接收处理模块发送的读写指令，读写指令包括目标选择模式；读卡装置用于当目标选择模式为交通卡模式时，将射频模块读写的交通卡信息发送至处理模块；读卡装置还用于当目标选择模式为身份证模式时，识别射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至处理模块，通过读卡装置可以增加身份证模式，并能够根据指令在身份证模式及交通卡模式之间切换，原射频读写器只需预留一个串口并配线连接，即可通过读卡装置实现双模式的识别，本申请使原射频读写器不用淘汰废弃，软件开发简单，硬件增加容易，线缆变动少，节省升级成本，减小改造工作量，同时可以实现双模式的识别，达到性能最优化改造。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有的轨道交通读写器的示意图。

图2示出了本申请实施例提供的读卡装置的应用场景示意图。

图3示出了本申请实施例提供的读卡装置的示意图。

图4示出了本申请实施例提供的读卡装置的原理图。

图5示出了本申请实施例提供的控制模块的示意图。

图6示出了本申请实施例提供的切换开关的示意图。

图标：10-轨交读写器；110-处理模块；111-身份证信息读取端口；112-交通卡信息读写端口；120-射频模块；200-读卡装置；210-控制模块；211-控制器；212-安全验证单元；220-切换开关；A-第一端口；B-第二端口；C-第三端口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本发明的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参阅图1，轨道交通读写器与一般读写器的组成模块相同，读写器的硬件一般由天线、射频模块120、处理模块110、接口组成。处理模块110是读写器的核心，处理模块110与票卡之间的数据传输是通过射频模块120与天线完成。处理模块110与应用软件之间的数据交换，通过读写器的接口完成，接口一般采用RS-232、USB等方式连接。射频模块120与天线的连接由射频馈线相连。国内一般轨道交通的票卡采用ISO14443 Type-A协议，为了适应严格的安保需求等，需要在乘客乘用交通工具时进行身份证信息的识别认证，而身份证卡采用Type-B协议，现有的轨道交通读写器无法进行Type-B协议数据识别与传输。若对整个读写器进行更换，会导致成本较高，且对交通工具的正常运行使用造成一定影响，因此需要解决在原有的读写器中同时读写两种不同协议卡类的问题。

本申请实施例提供了一种读卡装置200，请参阅图2，图2示出了本申请提供的读卡装置200的应用场景示意图。在原有的轨交读写器10的基础上，增设该读卡装置200，以实现同时读取两种不同协议卡类的效果。请参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的读卡装置200的原理示意图。本实施例提供的读卡装置200可以应用于现有的射频读写器，例如可以应用在图1所示的轨交读写器10上。读卡装置200与处理模块110连接，读卡装置200还与射频模块120连接；读卡装置200用于接收处理模块110发送的读取指令，读取指令包括目标选择模式；读卡装置200用于当目标选择模式为交通卡模式时，将射频模块120读写的交通卡信息发送至处理模块110；读卡装置200还用于当目标选择模式为身份证模式时，识别射频模块120读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至处理模块110。

具体地，读卡装置200用于接收处理模块110发送的读写指令，该读写指令可以包括目标选择模式，例如，以将本申请实施例提供的读卡装置200应用在轨道交通读写器上为例，该目标选择模式可以包括交通卡模式或身份证模式，当目标选择模式为交通卡模式时，读卡装置200控制射频模块120读写交通卡信息，将射频模块120读写的交通卡信息发送至处理模块110，以供处理模块110识别处理，例如可以进行扣款或计费等操作；当目标选择模式为身份证模式时，读卡装置200控制射频模块120读取身份证信息，并对读取的身份证信息进行识别，将识别的身份证信息发送至处理模块110以进行显示核对等。

由于一般轨道交通的票卡采用ISO14443 Type-A协议，而身份证卡采用Type-B协议，现有的轨道交通读写器无法进行Type-B协议数据识别与传输，所以无法识别身份证卡，通过本申请实施例提供的读卡装置200，结合原射频读写器即可实现切换读卡模式，可以在交通卡及身份证卡两种选择模式中进行切换，实现双模式的识别，并且利用了原有的设备，硬件增加容易，线缆变动少，软件开发简单，节省升级成本，减小了改造工作量。

身份证卡采用Type-B协议，当目标选择模式为身份证模式时，读卡装置200将射频模块120配置为Type-B协议的数据传输方式，从而射频模块120可以读取身份证卡片内的信息。

轨道交通票卡采用Type-A协议，当目标选择模式为交通卡模式时，读卡装置200将射频模块120配置为Type-A协议的数据传输方式，从而可以读写交通卡片内的信息。参阅图4及图5，读卡装置200包括控制模块210及切换开关220，控制模块210包括控制器211及安全验证单元212，控制器211与安全验证单元212电连接，控制器211还与切换开关220电连接，控制器211用于维持管理读卡装置200的工作，例如，控制切换开关220进行切换，对射频模块120进行配置、或者将相关的信息发送至安全验证单元212进行识别、验证或解密等。

例如，控制器211根据读取指令中的目标选择模式控制切换开关220调整连接状态，以使射频模块120以不同的模式读取卡片信息。例如，当目标选择模式为交通卡模式时，控制器211控制切换开关220将射频模块120与处理模块110连接，以使射频模块120将读写的交通卡信息发送至处理模块110；当目标选择模式为身份证模式时，控制器211控制切换开关220将射频模块120与控制模块210连接，以使控制模块210对射频模块120读取的身份证信息进行识别，然后控制模块210将识别后的身份证信息发送至处理模块110，于本实施例中，对身份证信息进行识别包括解密身份证信息及验证身份证信息，具体地，当目标选择模式为身份证模式时，控制器211将射频模块120读取的身份证信息发送至安全验证单元212进行识别，将安全验证单元212识别后的身份证信息发送至处理模块110。

具体地，处理模块110包括身份证信息读取端口111及交通卡信息读写端口112，切换开关220包括第一端口A、第二端口B及第三端口C，第一端口A与处理模块110的交通卡信息读写端口112连接，第二端口B与控制模块210电连接，第三端口C与射频模块120电连接；于本实施例中，第二端口B具体与控制器211电连接，控制器211还与处理模块110的身份证信息读取端口111连接。

当目标选择模式为交通卡模式时，控制器211将射频模块120配置为Type-A协议的数据传输方式，然后控制器211控制切换开关220将第一端口A与第三端口C连接；从而实现射频模块120与处理模块110的连接，此时射频模块120将读写的交通卡信息经过切换开关220直接发送至处理模块110，此时的轨道交通读写器与未加装读卡装置200时的工作原理相同。

当目标选择模式为身份证模式时，控制器211将射频模块120配置为Type-B协议的数据传输方式，然后控制器211控制切换开关220将第二端口B与第三端口C连接，此时射频模块120通过切换开关220与控制模块210连接，具体的，射频模块120通过切换开关220与控制器211电连接。

由于身份证信息为加密信息，在目标选择模式为身份证模式时，处理模块110发出读取指令到读卡装置200，读卡装置200的控制器211识别到命令后，控制切换开关220将第二端口B与第三端口C连接，使控制器211与射频模块120连通，并配置射频模块120为Type-B协议的数据传输方式。控制器211随后将读取指令发送至安全验证单元212，安全验证单元212通过它的专用接口(串行或并行方式)传输加密数据到控制器211，控制器211将数据通过切换开关220发送到射频模块120。射频模块120与身份证进行信息交互后，回传密文数据给控制器211，控制器211再回传身份证密文数据到安全验证单元212，经安全验证单元212进行识别，解密或验证后，将身份证信息发送回控制器211，控制器211最后通过串口COM将安全验证单元212识别后的身份证信息通过处理模块110的身份证信息读取端口111响应传输至处理模块110，从而形成对阅读身份证的业务操作指令、加密传输、验卡、密文回传，解密认证、响应指令信息的一次验证操作，完成身份证卡片信息的读取。

控制器211可以是单片机、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、嵌入式ARM等芯片，于本申请实施例中，控制器211可以选用单片机。

为了减少对原射频读写器的改造工作量，读卡装置200的接口类型与原射频读写器的接口类型一致，原射频读写器的接口类型即指处理模块110与射频模块120连接所采用的接口类型，当需要对原射频读写器进行改造时，只需将相应的接口插拔即可实现改造。

于本申请实施例中，读卡装置200通过内部的切换开关220实现与处理模块110及射频模块120的连接，因此切换开关220的接口类型与原射频读写器的接口类型一致。例如，以图1所示的轨道交通读写器为例，轨道交通读写器的处理模块110与射频模块120采用串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)总线连接，SPI总线包括至少四根线，也是所有基于SPI的设备共有的，包括：主设备数据输入(Master Input Slave Output，MISO)、主设备数据输出(Master Output Slave Input，MOSI)、时钟(Serial Clock，SCLK)、片选(Chip Select，CS)，因此于本申请实施例中，切换开关220采用SPI开关，具体地，由于SPI接口一般包括4根线，因此切换开关220采用4通道双向开关，例如，可以采用CH440 4通道双向模拟开关，参阅图6，图6示出了本申请实施例提供的一种切换开关220的示意图。

切换开关220每一次切换，都可以实现4通道线路的转接，可以适配本实施例中采用SPI接口的处理模块110及射频模块120，实现对原射频读写器的简便快捷地改造。

在本申请实施例中，控制器211与处理模块110通过串行接口连接，控制器211与安全验证单元212通过专用的接口连接，例如RS232_TTL和其他的串行或并行的连接方式。其中，安全验证单元212采用我国公安部居民身份证验证安全控制模块(Secure AccessModule，SAM)。

本申请实施例还提供了一种射频读写器，通过在原有的射频读写器上增设上述实施例提供的读卡装置200，实现在原有读写功能的前提下兼容身份证卡类的读取。

需要说明的是，本实施例所提供的技术方案，其技术原理与产生的技术效果与上述实施例所提供的读卡装置200所产生的技术原理及产生的技术效果基本相同，为了简要描述，本实施例不再进行详细说明，本实施例未介绍详尽之处，请参阅上述实施例的相关内容。

本申请实施例提供的射频读写器包括处理模块110、射频模块120及上述实施例提供的读卡装置200。

处理模块110与读卡装置200连接，读卡装置200与射频模块120连接，处理模块110用于发送包括目标选择模式的读取指令至读卡装置200，其中，目标选择模式包括交通卡模式或身份证模式。于本申请实施例中，处理模块110可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理模块110可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者单片机等其他可编程逻辑器件。

读卡装置200用于根据处理模块110发送的读取指令控制射频模块120切换至目标选择模式对应的数据传输方式，例如，目标选择模式为身份证模式时，读卡装置200将射频模块120初始化为Type-B协议的数据传输方式，当目标选择模式为交通卡模式时，读卡装置200将射频模块120初始化为Type-A协议的数据传输方式。

射频模块120用于依据目标选择模式对应的数据传输方式读取信息，并将读取的信息发送至读卡装置200。当目标选择模式为交通卡模式时，射频模块120将读写的交通卡信息直接通过读卡装置200发送至处理模块110；当目标选择模式为身份证模式时，识别射频模块120读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至处理模块110。

射频模块120通过串行外设接口与读卡装置200电连接，读卡装置200通过串行外设接口和串行接口与处理模块110电连接。

综上所述，本申请提供的一种读卡装置及射频读写器，读卡装置应用于射频读写器，射频读写器包括处理模块及射频模块，射频模块用以读取信息，以将读取的信息发送至处理模块，读卡装置与处理模块连接，读卡装置还与射频模块连接，读卡装置用于接收处理模块发送的读写指令，读写指令包括目标选择模式，读卡装置用于当目标选择模式为交通卡模式时，将射频模块读写的交通卡信息发送至处理模块；读卡装置还用于当目标选择模式为身份证模式时，将射频模块读取的身份证信息发送至处理模块，通过读卡装置可以增加身份证模式，并能够根据指令在身份证模式及交通卡模式之间切换，原射频读写器只需预留一个串口并配线连接，即可通过读卡装置实现双模式的识别，本申请使原射频读写器不用淘汰废弃，软件开发简单，硬件增加容易，线缆变动少，节省升级成本，减小改造工作量，同时可以实现双模式的识别，达到性能最优化改造。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种读卡装置，其特征在于，所述读卡装置应用于射频读写器，所述射频读写器包括处理模块及射频模块；所述读卡装置包括控制模块及切换开关，所述控制模块包括控制器及安全验证单元，所述控制器与所述安全验证单元连接；

所述读卡装置与所述处理模块连接，所述读卡装置还与所述射频模块连接；所述读卡装置用于接收所述处理模块发送的读写指令，所述读写指令包括目标选择模式；所述读卡装置用于当所述目标选择模式为交通卡模式时，将所述射频模块配置为Type-A协议的数据传输方式，将所述射频模块读写的交通卡信息发送至所述处理模块；

所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为身份证模式时，将所述射频模块配置为Type-B协议的数据传输方式，识别所述射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至所述处理模块；识别身份证信息包括解密身份证信息及验证身份证信息；

所述切换开关用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述射频模块与所述处理模块连接；当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述射频模块与所述控制模块连接；

所述控制器用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述射频模块读取的所述身份证信息发送至所述安全验证单元进行识别，所述控制器还用于将所述安全验证单元识别的身份证信息发送至所述处理模块。

2.根据权利要求1所述的读卡装置，其特征在于，所述处理模块包括身份证信息读取端口及交通卡信息读写端口；所述切换开关包括第一端口、第二端口及第三端口；

所述第一端口与所述交通卡信息读写端口连接；

所述第二端口与所述控制模块连接；

所述第三端口与所述射频模块连接；

所述控制模块还与所述身份证信息读取端口连接；

所述切换开关用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述第一端口与所述第三端口连接；

所述切换开关还用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述第二端口与所述第三端口连接。

3.根据权利要求2所述的读卡装置，其特征在于，所述切换开关的接口类型与所述射频读写器的接口类型一致，所述射频读写器的接口类型指所述处理模块与所述射频模块连接采用的接口类型。

4.根据权利要求3所述的读卡装置，其特征在于，所述切换开关的接口类型为串行外设接口。

5.一种射频读写器，其特征在于，所述射频读写器包括：处理模块、射频模块及如权利要求1~4任意一项所述的读卡装置，

所述处理模块与所述读卡装置连接；

所述读卡装置还与所述射频模块连接；

所述处理模块用于发送包括目标选择模式的读取指令至所述读卡装置，其中，所述目标选择模式包括交通卡模式或身份证模式；

所述读卡装置用于根据所述处理模块发送的读取指令将所述射频模块配置为所述目标选择模式对应的数据传输方式；

所述读卡装置用于当所述目标选择模式为所述交通卡模式时，将所述射频模块配置为Type-A协议的数据传输方式，将所述射频模块读写的交通卡信息发送至所述处理模块；

所述读卡装置还用于当所述目标选择模式为所述身份证模式时，将所述射频模块配置为Type-B协议的数据传输方式，识别所述射频模块读取的身份证信息，将识别的身份证信息发送至所述处理模块；识别身份证信息包括解密身份证信息及验证身份证信息。

6.根据权利要求5所述的射频读写器，其特征在于，所述射频模块通过串行外设接口与所述读卡装置连接；

所述读卡装置通过串行外设接口和/或串行接口与所述处理模块连接。