CN114266262A - 一种读卡器调制深度的调节系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种读卡器调制深度的调节系统及方法，包括：信号采集单元和信号处理单元；其中所述信号处理单元与读卡器进行通信；信号采集单元包括采集线圈，所述采集线圈能够置于读卡器的射频场中，以将读卡器的射频场转换为电压信号并传送至信号处理单元；信号处理单元根据接收到的电压信号分别确定载波的场强和调制波的场强，并根据所述载波的场强和调制波的场强计算得到调制度值。本发明通过将读卡器的射频场信号转换为电压信号，能够自动计算得到读卡器的调制度值，并能够在所述调制度值不满足要求时，控制读卡器自动调整其调制度值；不需要专业人员的参与，也无需增加可调电容，可降低读卡器物料成本，提高测试效率。

Description

一种读卡器调制深度的调节系统及调节方法

技术领域

本发明涉及读卡器调节技术领域，尤其涉及一种读卡器调制深度的调节系统及调节方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

读卡器现已被广泛用于银行、公安、公交、门禁等场景，这些场景下的读卡器大多是基于ISO14443协议标准的，ISO14443规定的B类卡通信协议中，要求射频场的调制深度为8～14％。读卡器在生产线完成组装环节后，需要对射频场的调制深度进行测量与调节，保证调制深度合格。

由于生产原材料存在精度上的偏差，每个读卡器的调制深度均不一致，当前常用的方法主要是：

在天线匹配电路上增加可调电容，通过调节可调电容的容值来消除其他物料的偏差。在实际的生产操作过程中，需要生产人员手动调节可调电容，调节至大概的位置后，使用示波器与单匝线圈测量调制深度，如果调制深度不合格则需要继续调节可调电容，直到调制深度合格为止。该方法要求测量人员具备一定的理论知识，增加了一定的人工成本，同时提高了物料成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种读卡器调制深度的调节系统及调节方法，能够自动调节读卡器的调制深度，无需专业人员的参与；能够提高调节效率。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种读卡器调制深度的调节系统，包括：信号采集单元和信号处理单元；其中所述信号处理单元与读卡器进行通信；

所述信号采集单元包括采集线圈，所述采集线圈能够置于读卡器的射频场中，以将读卡器的射频场转换为电压信号并传送至信号处理单元；

所述信号处理单元根据接收到的电压信号分别确定载波的场强和调制波的场强，并根据所述载波的场强和调制波的场强计算得到调制度值。

作为进一步地方案，所述信号处理单元还被配置为判断计算得到的调制度值是否满足设定的要求；并且在所述调制度值不符合要求时，控制读卡器增大或减小调制度寄存器值。

作为进一步地方案，所述信号采集单元还包括：依次连接的阻抗匹配电路、整流电路和分压电路；

所述匹配电路用于匹配电路的谐振频率；所述整流电路将采集线圈得到的交流电信号转换为直流电信号，然后通过分压电路进行分压。

作为进一步地方案，所述信号处理单元包括主控制器和ADC模块；所述ADC模块与信号采集单元的输出端连接，用于将电压信号转换为数字信号；所述主控制器与ADC模块连接并能够接收所述数字信号。

作为进一步地方案，所述信号处理单元根据接收到的电压信号分别确定载波的场强和调制波的场强，具体包括：

主控制器采集一段时间内的电压值并进行分析，按照电压大小划分为两组电压值；

取电压值较大的一组的电压平均值Vmax对应载波的场强，取电压值较小的一组的电压平均值Vmin对应调制波的场强。

作为进一步地方案，所述根据所述载波的场强和调制波的场强计算得到调制度值，具体包括：

所述调制度值为载波的场强与调制波的场强之差与载波的场强与调制波的场强之和的比值。

作为进一步地方案，所述读卡器采用射频芯片，所述射频芯片能够通过修改寄存器的方式调整其调制度。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种读卡器调制深度的调节方法，包括：

控制读卡器循环发射射频信号；

将读卡器的射频场信号转换为电压信号；

将所述电压信号转换为电压值，将设定时间段的电压值划分为两组，其中一组数据的平均值作为载波的场强，另一组数据的平均值作为调制波的场强；

基于载波的场强和调制波的场强计算调制度值，判断所述调制度是否满足要求；并在不满足要求时控制读卡器调整调制度的值，重新进行判断。

作为进一步地方案，将读卡器的射频场信号转换为电压信号，具体包括：

将采集线圈置于读卡器的射频场中，利用变化的磁场产生变化的电场，将读卡器的射频场信号转换为电压信号。

作为进一步地方案，基于载波的场强和调制波的场强计算调制度值，具体包括：

所述调制度值为载波的场强与调制波的场强之差与载波的场强与调制波的场强之和的比值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过将读卡器的射频场信号转换为电压信号，能够自动计算得到读卡器的调制度值，并能够在所述调制度值不满足要求时，控制读卡器自动调整其调制度值；不需要专业人员的参与，也无需增加可调电容，可降低读卡器物料成本，提高测试效率。

本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例中的读卡器调制深度的调节系统结构示意图；

图2为本发明实施例中的信号采集单元结构示意图；

图3为本发明实施例中的读卡器调制深度的调节方法流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中，公开了一种读卡器调制深度的调节系统，参照图1，包括：信号采集单元和信号处理单元；其中所述信号处理单元与读卡器进行通信；本实施例中，读卡器采用高性能射频芯片设计，并且射频芯片支持通过修改寄存器的方式调整调制度，这样就可以实现通过发送指令的方式修改读卡器的调制度值。

参照图2，信号采集单元包括依次连接的采集线圈、匹配电路、整流电路和分压电路；采集线圈的作用是将磁场信号转换为电信号，当采集线圈处于射频场中时，变化的磁场产生变化的电场，从而将读卡器的射频场转换为电压信号并传送至信号处理单元；阻抗匹配电路的作用是将电路的谐振频率匹配至13.56M；当谐振频率匹配至13.56MHz时，与磁场变化频率相同，能量传输效率最高，损耗最小；整流电路的作用是将交流电信号转换为直流电信号；分压电路的作用一方面是作为电路的负载，一方面分压信号是作为整个信号采集单元的输出信号，需要使用分压的方式使电压信号不超过一定数值，因为分压电路后端连接ADC模块，ADC模块具有一定的采集电压范围，如0～5V；如果采集的信号电压值超过了5V，那么就无法得到真实的电压值。

本实施例中，信号处理单元包括主控制器和与其连接的ADC模块；ADC模块与信号采集单元的输出端连接，用于将电压信号转换为数字信号；主控制器与ADC模块连接并可以获取到电压信号的电压值。主控制器采集一段时间内的电压值并进行分析，按照电压大小分为两组电压值，每组的电压值相互差距很小，可认为是稳定的电压值；本实施例中，首先去最大电压值和最小电压值，然后与最大电压值较接近的电压划分到一组，与最小电压值较接近的电压划分到另一组；取电压值较大的一组的电压平均值Vmax对应载波的场强，取电压值较小的一组的电压平均值Vmin对应调制波的场强。

最后通过如下算式计算得到调制度值Mod:

Mod＝(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)

主控制器判断计算得到的调制度值Mod是否符合8％～14％，或者为消除测量误差采用更严格的10％～12％。如果符合，那么测量结束，并且读卡器合格；如果不符合，主控制器控制读卡器增大或减小射频芯片的调制度寄存器值，然后重新判断。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种读卡器调制深度的调节方法，该方法基于实施例一中公开的系统，具体包括如下步骤：

步骤1：控制读卡器循环发射射频信号；

本实施例中，将读卡器设置为寻卡模式；将读卡器上电，并通过发送指令等方式使读卡器开启射频场，并循环寻找ISO14443 TypeB卡。

步骤2：将采集线圈放置在射频场中，变化的磁场产生变化的电场，从而将读卡器的射频场信号转换为电压信号；通过整流电路将交流电压信号转换为直流电压信号，并经过分压后输出至信号处理单元。

步骤3：信号处理单元将电压信号转换为数字电压值，主控器采集一段时间内的电压值并进行分析，分为两组电压值，每组的电压值相互差距很小，可认为是稳定的电压值，取较大的一组电压值的平均值Vmax即对应载波的场强，取较小的一组电压值的平均值Vmin即对应调制波的场强。

步骤4：通过如下算式计算得到调制度值Mod:

Mod＝(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)

步骤5：判断计算得到的调制度值Mod是否符合8％～14％，或者为消除测量误差采用更严格的10％～12％。如果符合，那么测量结束，并且读卡器合格；如果不符合，主控器将通过控制单元控制读卡器增大或减小射频芯片的调制度寄存器值，并返回步骤2重新进行判断。

步骤6：调节过程结束后，信号处理单元通过显示屏或指示灯的方式发出提醒。测试人员结束测试过程。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，包括：信号采集单元和信号处理单元；其中所述信号处理单元与读卡器进行通信；

所述信号采集单元包括采集线圈，所述采集线圈能够置于读卡器的射频场中，以将读卡器的射频场转换为电压信号并传送至信号处理单元；

所述信号处理单元根据接收到的电压信号分别确定载波的场强和调制波的场强，并根据所述载波的场强和调制波的场强计算得到调制度值。

2.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，所述信号处理单元还被配置为判断计算得到的调制度值是否满足设定的要求；并且在所述调制度值不符合要求时，控制读卡器增大或减小调制度寄存器值。

3.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，所述信号采集单元还包括：依次连接的阻抗匹配电路、整流电路和分压电路；

所述匹配电路用于匹配电路的谐振频率；所述整流电路将采集线圈得到的交流电信号转换为直流电信号，然后通过分压电路进行分压。

4.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，所述信号处理单元包括主控制器和ADC模块；所述ADC模块与信号采集单元的输出端连接，用于将电压信号转换为数字信号；所述主控制器与ADC模块连接并能够接收所述数字信号。

5.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，所述信号处理单元根据接收到的电压信号分别确定载波的场强和调制波的场强，具体包括：

主控制器采集一段时间内的电压值并进行分析，按照电压大小划分为两组电压值；

取电压值较大的一组的电压平均值Vmax对应载波的场强，取电压值较小的一组的电压平均值Vmin对应调制波的场强。

6.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，根据所述载波的场强和调制波的场强计算得到调制度值，具体包括：

所述调制度值为载波的场强与调制波的场强之差与载波的场强与调制波的场强之和的比值。

7.如权利要求1所述的一种读卡器调制深度的调节系统，其特征在于，所述读卡器采用射频芯片，所述射频芯片能够通过修改寄存器的方式调整其调制度。

8.一种读卡器调制深度的调节方法，其特征在于，包括：

控制读卡器循环发射射频信号；

将读卡器的射频场信号转换为电压信号；

将所述电压信号转换为电压值，将设定时间段的电压值划分为两组，其中一组数据的平均值作为载波的场强，另一组数据的平均值作为调制波的场强；

基于载波的场强和调制波的场强计算调制度值，判断所述调制度是否满足要求；并在不满足要求时控制读卡器调整调制度的值，重新进行判断。

9.如权利要求8所述的一种读卡器调制深度的调节方法，其特征在于，将读卡器的射频场信号转换为电压信号，具体包括：

将采集线圈置于读卡器的射频场中，利用变化的磁场产生变化的电场，将读卡器的射频场信号转换为电压信号。

10.如权利要求8所述的一种读卡器调制深度的调节方法，其特征在于，基于载波的场强和调制波的场强计算调制度值，具体包括：

所述调制度值为载波的场强与调制波的场强之差与载波的场强与调制波的场强之和的比值。

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