CN202351904U - 具有usb接口的cpu卡读写器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有USB接口的CPU卡读写器，属一种CPU卡读写器，其包括MCU微控制器，MCU微控制器分别连接射频处理模块与外部供电模块，且MCU微控制器上设置有USART端口，所述的MCU微控制器上还设置有USB端口模块；所述的USB端口模块与外部供电模块还分别接入供电方式切换开关。通过在CPU卡读写器中同时集成安装USB端口模块与USART端口，使PC可以通过USB端口操作读写器，也可以通过USART端口操作读写器，提供两种连接方式供用户灵活选择，也避免其中一种连接方式出现故障时无法实用，利用USB端口的固件升级功能，通过程序升级开关使得CPU卡读写器的更新升级更加快捷方便。

Description

具有USB接口的CPU卡读写器

技术领域

本实用新型涉及一种CPU卡读写器，更具体的说是一种具有USB接口的CPU卡读写器。

背景技术

随着我国科技的不断发展，CPU卡由于其严格的加密体系，优越的安全性能，而且容易实现一卡多用，现在得到越来越广泛的应用。现在很多场所中，例如企业园区，或者学校，为了方便管理，也是出于安全性的考虑，一般都采用一卡通卡，CPU卡既用于记录员工或者学生的身份信息，也用于门禁考勤，CPU卡将逐步取代现在普遍使用的逻辑加密卡，CPU卡在食堂、超市消费也得到广泛使用。在对CPU卡的管理中，对CPU卡的读写至关重要，读写器要能够从卡片中读出身份信息，还要能够将身份信息写入卡片中，对其进行修改；还要能够对卡片进行充值。一般情况下，这都通过PC向读写器发送指令，读写器再对卡片进行操作，而PC与读写器之间的连接可以通过USB接口，也可以通过USART串口进行连接，由于USB接口与USART串行接口都存在各种不足，例如USB存在连接不稳定，USART串行接口传输数据需要外接直流电源等，因此有必要针对现有的CPU卡读写器做进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述不足，提供一种稳定性好，且使用更为灵活的一种具有USB接口的CPU卡读写器。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所提供的一种具有USB接口的CPU卡读写器，其包括MCU微控制器，MCU微控制器分别连接射频处理模块与外部供电模块，且MCU微控制器上设置有USART端口，所述的MCU微控制器上还设置有USB端口模块，USB端口模块可作为MCU微控制器的USB供电模块；所述的USB端口模块与外部供电模块还分别接入供电方式切换开关。

进一步的技术方案是：所述的读写器还包括安全认证模块，且安全认证模块接入MCU微控制器，安全认证模块通过MCU微控制器与，和射频处理模块接触的CPU卡组成密钥系统。

进一步的技术方案是：所述的安全认证模块为PSAM卡。

更进一步的技术方案是：所述的USB端口模块的接口为miniUSB接口。

更进一步的技术方案是：所述的射频处理模块通过SPI串行接口与MCU微处理器连接。

再进一步的技术方案是：所述的MCU微控制器是以STM32F103控制芯片为核心。

再进一步的技术方案是：所述的外部供电模块向MCU微控制器输入的直流电压为12V。

还进一步的技术方案是：所述的射频处理模块以FM1702芯片为核心。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在CPU卡读写器中同时集成安装USB端口模块与USART端口，使PC可以通过USB端口操作读写器，也可以通过USART端口操作读写器，提供两种连接方式供用户灵活选择，也避免其中一种连接方式出现故障时无法实用，同时，利用USB端口的固件升级功能，通过程序升级开关使得CPU卡读写器的更新升级更加快捷方便。

附图说明

图1为本实用新型的CPU卡读写器模块框图；；

图2为本实用新型的MCU微控制器中的芯片示意图；

图3为本实用新型的USB端口模块电路图；

图4为本实用新型的外部供电模块电路图；

图5为本实用新型的工作流程图；

图6为本实用新型的读写操作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型所提供的一种具有USB接口的CPU卡读写器，其包括MCU微控制器，本实施方式中的MCU微控制器最好采用STM32F103控制芯片为核心。MCU微控制器分别连接射频处理模块与外部供电模块，射频处理模块优选通过SPI串行接口与MCU微处理器连接，本实施方式中射频处理模块最好采用FM1702芯片为核心。

MCU微控制器上设置有USART端口，且MCU微控制器上还设置有USB端口模块，USB端口模块作为MCU微控制器的USB供电模块；所述的USB端口模块与外部供电模块还分别接入供电方式切换开关，通过该切换开关实现USB端口供电与外部供电的切换，且切换至外部供电时，PC通过USART端口向MCU微控制器发送控制指令，此时外部供电模块需向MCU微控制器芯片电路板输入电压为12V的直流电。

如图2所示，USB端口模块用于与PC相连，同时给MCU微控制器芯片电路板供电。PC端的USB接口为USB2.0，MCU微控制器端的USB接口为miniUSB，所以要求USB连接线也要相匹配，USB端口模块还可实现固件升级功能，在读写器的中安装程序升级开关，安装程序升级开关连接MCU微控制器芯片，在设备使用一段时间以后，如果发现使用不方便，或者有新的需求，可以在开发板上把程序调试完成后，打开程序升级开关通过USB端口模块进行功能维护和升级。

同时为实现CPU卡的安全认证读写机制，优先在读写器中安装安全认证模块，且安全认证模块接入MCU微控制器。安全认证模块通过MCU微控制器与，和射频处理模块接触的CPU卡组成密钥系统，而安全认证模块优先采用的是PSAM卡，采用PSAM卡和CPU卡的安全认证读写机制建立一套完整的密钥体系，充分使用了CPU卡的安全特性，包括CPU卡和PSAM卡的密钥系统，密钥注入PSAM卡装入MCU微控制器芯片中的存储装置内，通过PSAM卡和CPU卡进行双向验证，验证报文是由随机数参与计算的，同一张卡在一台设备上刷卡，每次都不相同，彻底杜绝“伪卡”的出现。

下面再对本实用新型的功能作具体说明。

首先需要在PC上编写一个软件，可以通过USB端口模块与USART串口向微控制器发送数据，如图5所示：

步骤一、将读写器与PC连接，通过手动开关选择读写器的连接方式，如果是USB接口，则通过USB连接线连接，同时如图3电路中的VCC_D端口将接到STM32F103控制芯片的VCC_D，采用USB供电；如果是USART接口，则通过串口线连起来之后，还要外加外部供电模块的12V直流电源，将图4电路中的VCC2_+5端口将接到STM32F103控制芯片的VCC_D。

步骤二、在PC软件中选定相应的端口通信，发送寻找设备的数据，如果接受到读写器的回应，则成功建立连接；否则关闭软件结束操作，再检查读写器是否正确设定。成功建立连接之后，软件发送相应的数据，包括相应的指令，例如读卡，写卡，充值，修改密钥。读写器接收到数据之后，对数据进行解析，并把操作的结果返回给PC。

读写器读写卡的具体流程如图6所示：

步骤1、PC软件根据将要进行的操作，通过USB端口模块或者USART端口发送数据到MCU微控制器；

步骤2、MCU微控制器对数据进行解析，解析出来自于射频处理模块的FM1702命令、数据，并通过SPI口发送到射频处理模块中的FM1702芯片；

步骤3、由射频处理模块中的FM1702芯片通过天线调制发送CPU卡命令以及数据；

步骤4、由CPU卡解调命令数据，响应并执行命令，将结果调制到天线并发送到FM1702芯片；

步骤5、由MCU微控制器通过SPI串口读取FM1702芯片接收到的数据；

步骤6、MCU通过USB端口模块或USART端口把结果发送到PC，结束一次操作。

Claims (9)

1.一种具有USB接口的CPU卡读写器，其包括MCU微控制器，MCU微控制器分别连接射频处理模块与外部供电模块，且MCU微控制器上设置有USART端口，其特征在于：所述的MCU微控制器上还设置有USB端口模块，USB端口模块可作为MCU微控制器的USB供电模块；所述的USB端口模块与外部供电模块还分别接入供电方式切换开关。

2.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的读写器还包括安全认证模块，且安全认证模块接入MCU微控制器，安全认证模块通过MCU微控制器与，和射频处理模块接触的CPU卡组成密钥系统。

3.根据权利要求2所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的安全认证模块为PSAM卡。

4.根据权利要求2所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的USB端口模块的接口为miniUSB接口。

5.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的读写器中还安装有程序升级开关，且程序升级开关也接入MCU微控制器。

6.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的射频处理模块通过SPI串行接口与MCU微处理器连接。

7.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的MCU微控制器是以STM32F103控制芯片为核心。

8.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的外部供电模块向MCU微控制器输入的直流电压为12V。

9.根据权利要求1所述的具有USB接口的CPU卡读写器，其特征在于：所述的射频处理模块以FM1702芯片为核心。

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