CN202693698U - 对非接触卡片进行检测的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种对非接触卡片进行检测的设备。该设备主要包括：读卡电路、继电器控制电路、继电器电路和天线阵，读卡电路产生射频信号，将射频信号发送出去；根据接收到的非接触卡片返回的应答信息，对所述非接触卡片进行检测，获取所述非接触卡片的检测结果；的继电器控制电路在一个射频信号的处理周期之内，只控制开启一个继电器；通过一个开启的继电器将所述读卡电路发送的射频信号导通给所述开启的继电器所控制的指定的天线，将所述指定的天线接收到的非接触卡片返回的应答信息导通给所述读卡电路，天线阵中的每个天线和一个非接触卡片对应。本实用新型实施例可以减少读卡电路检测非接触卡片时不同非接触卡片之间的互相干扰。

Description

对非接触卡片进行检测的设备

技术领域

本实用新型涉及微电子领域的非接触式卡技术，尤其涉及一种对非接触卡片进行检测的设备。

背景技术

非接触式IC（intelligent card，智能卡）卡的加工主要是将读卡芯片和天线线圈焊接好，再通过层压和覆膜进一步加工成非接触的IC卡。芯片和天线线圈的焊接工艺采用热压焊接方式，因此当芯片和天线之间的焊接工艺出现问题的时候，就会导致出现不合格的卡片。

现有技术中的一种检验非接触式卡片的焊接工艺的方法为：采用一台读写器配一个小天线的方式检测非接触式IC卡的元件层。该方法的缺点为：由于在一张大薄板上有多个IC卡，上述读写器对一个IC卡进行检测时，容易受到其它IC卡的干扰，易造成IC卡的漏检和误检。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种对非接触卡片进行检测的设备，以减少读卡电路检测非接触卡片时不同非接触卡片之间的互相干扰。

一种对非接触卡片进行检测的设备，包括：读卡电路、继电器控制电路、继电器电路和天线阵；

所述的读卡电路，和所述继电器控制电路、继电器电路连接，产生射频信号，将射频信号发送出去；根据接收到的非接触卡片返回的应答信息，对所述非接触卡片进行检测，获取所述非接触卡片的检测结果；

所述的继电器控制电路，和所述读卡电路、继电器电路连接，控制所述继电器电路中的所有继电器的开启和关闭，在一个射频信号的处理周期之内，只控制开启一个继电器；

所述的继电器电路，和所述继电器控制电路、天线阵连接，包括多个继电器，一个继电器控制一个指定的天线，通过一个开启的继电器将所述读卡电路发送的射频信号导通给所述开启的继电器所控制的指定的天线，将所述指定的天线接收到的非接触卡片返回的应答信息导通给所述读卡电路；

所述的天线阵，和所述继电器电路连接，包括多个天线，每个天线和一个非接触卡片对应，在某个天线接收到所述读卡电路发送的射频信号后，将所述射频信号发送给所述某个天线对应的特定的非接触卡片，接收所述特定的非接触卡片返回的应答信息，将该应答信息通过开启的继电器的导通发送给所述读卡电路。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型通过在一个射频信号的处理周期之内，只开启一个继电器，一个继电器只控制一个天线，一个天线只和一个非接触卡对应，从而可以减少读卡电路检测非接触卡片时不同非接触卡片之间的互相干扰。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种对非接触卡片进行检测的设备的应用环境示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种对非接触卡片进行检测的设备的具体结构图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种读卡电路的结构图；

图4为本实用新型实施例一提供的一种继电器控制电路的结构图；

图5为本实用新型实施例一提供的一种继电器电路的连接方式示意图；

图6为本实用新型实施例二提供的一种对非接触卡片进行检测的方法的处理流程图。

具体实施方式

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明。

实施例一

该实施例提供的一种对非接触卡片进行检测的设备的应用环境如图1所示，该设备的具体结构如图2所示，主要包括：读卡电路21、继电器控制电路22、继电器电路23、天线阵24。

读卡电路21，和所述继电器控制电路22、继电器电路连接23，产生射频信号，将射频信号发送出去；根据接收到的非接触卡片返回的应答信息，对所述非接触卡片进行检测，获取所述非接触卡片的检测结果，将该检测结果发送给上位机。作为二代身份证非接触卡的读卡电路其技术要求应符合GA450-2003中的规定。

该实施例提供的一种读卡电路的结构图如图3所示，包括如下的模块：

射频信号处理模块31，和应答信息处理模块32连接，产生射频信号，通过改变读卡电路的芯片内部寄存器的值来控制所述射频信号的强度在设定范围内，将所述射频信号采用单路输出的方式发送出去；

为减少读卡电路检测非接触卡片时，不同非接触卡片之间的互相干扰，读卡电路的射频输出改为50Ω单路输出，并控制读卡电路的磁场强度，保持磁场强度为1.5A/M2，进而控制读卡电路发射的射频信号的强度在设定范围内，上述强度在设定范围内的单路输出的射频信号只能搜寻到指定的天线对应的特定的某个非接触卡片，从而减少不同非接触卡片之间的互相干扰。在实际应用中，可以通过调整读卡电路中的寄存器的值来调整读卡电路的磁场强度。

应答信息处理模块32，和射频信号处理模块31连接，通过继电器的导通接收非接触卡片返回的应答信息，判断所述应答信息是否正确，如果是，确定所述非接触卡片的检测结果为合格；否则，确定所述非接触卡片的检测结果为不合格，并把所述非接触卡片的检测结果发送给上位机。

继电器控制电路22，和所述读卡电路21、继电器电路23连接，根据上位机传来的指令，控制各个继电器的开关，使得各个继电器依次开启和关闭，即控制在各个继电器之间进行切换，一次只开启一个继电器。为使继电器能有更长的工作寿命，应减小每个继电器的开关次数。在控制继电器的开关时，应一次性使继电器开关到位。

该实施例提供的一种继电器控制电路的结构图如图4所示，包括如下的模块：

通信电路41，和中央处理器42连接，与上位机进行通信，接收上位机发送过来的指令，将所述指令发送给中央处理器；RS232通信电路与上位机进行通信，接收上位机传来的指令，再通过CPU和驱动电路控制各个继电器依次开启和关闭。

中央处理器42，和通信电路41、驱动电路43连接，根据所述通信电路发送过来的指令，向驱动电路发送控制指令；

驱动电路43，和中央处理器42连接，根据所述中央处理器发送过来的控制指令，在一个射频信号的处理周期之内，依次从所述多个继电器中选取一个继电器，控制选取的一个继电器开启，控制其它的继电器关闭。

驱动电路可以由74HC164和ULN2003组成，74HC164是串入并出高速门电路，采用可以节省单片机的资源，简化单片机的设计电路，在本应用中采用四片74LS164级联（考虑到Mifare One卡的检测）。ULN2003是高输出电压，高输出电流的达灵顿管驱动器，主要用于继电器、LED显示等的驱动，其单路最大输出电流可以达到500mA，可以满足AQY221N1S的要求。

继电器电路23，和所述继电器控制电路22、天线阵24连接，由多个高频继电器组成，一个继电器控制一个指定的天线，通过一个开启的继电器将所述读卡电路发送的射频信号导通给所述开启的继电器所控制的指定的天线，将所述指定的天线接收到的非接触卡片返回的应答信息导通给所述读卡电路。

在一种实施例中，继电器可以采用松下公司的高频继电器AQY221N1S，它的输出电容为2.0pF，导通电阻为9.8Ω，导通时间为0.04ms，关断时间为0.06ms。

天线阵24，和所述继电器电路23连接，包括多个天线，该多个天线的排列方式和待检测的多个非接触卡片的排列方式相同，都是按照设定的模板来确定，从而实现了一个天线只和一个特定的非接触卡片位置对应。比如，上述多个天线和待检测的多个非接触卡片都排列成矩形。在某个天线接收到所述读卡电路发送的射频信号后，将所述射频信号发送给所述某个天线对应的特定的非接触卡片，接收所述特定的非接触卡片返回的应答信息，将该应答信息通过开启的继电器的导通发送给所述读卡电路。

在该实施例中，对于二代身份证，天线版式为4×8，单个线圈的尺寸应小于78.6mm×47.0mm。在另一种实施例中，对于Mifare One卡，天线版式为4×10。

在实际应用中，上述多个高频继电器的导通电阻和输出电容的大小将会影响到天线阵中的各个天线的阻抗、电容等参数，可以对上述多个高频继电器采用串连和并联相结合的方式，来调整天线阵中的各个天线的阻抗、电容，使得各个天线的信号发射性能达到最佳。比如，上述多个高频继电器采用4级串连和16级并联相互结合的方式。4级串连，经过试验，当四个继电器全部导通时，使50Ω天线的阻抗增加约10Ω左右，相位角增加约10。16级并联，经过试验，当继电器导通时，使50Ω天线的阻抗增加约3Ω左右，相位角增加约3°左右。这种由于外接电路造成的天线的偏移，调整天线上的可调电容可以将天线的阻抗调到天线允许范围以内。通过上述两种连接方式的比较，我们可以看出，当采用并联方式时，对天线产生的影响最小。但是考虑到AQY22N1S的I/O电容为1.5pF，当16个继电器并联时，其I/O电容的最大值有可能达到1.5×16＝24pF，这个电容值有可能对天线产生不可逆的影响。综合考虑继电器串并联对天线的影响，该实施例提供的一种继电器电路的连接方式如图5所示，这样连接方式对天线电容匹配达到最优效果。整个设备采用8组图5所示的设计就组成串并联继电器制电路设计。

在上述对非接触卡进行检测的设备中，可以将天线和读卡电路，继电器控制电路和继电器电路放在一个大的壳体中，预留出电源和串口接口。

根据上述图2，读卡器、继电器控制电路、继电器电路采用一个单一的外部电源供电，此电源采用电源的输出为12V/1.5A可以满足需求。在一种实施例中，AQY221N1S的导通电流需要5mA，由于在一个电路中最多需要25个继电器，因此当25个继电器同时导通，则需要5×25＝125mA的电流，读卡器的电流约在100mA左右。

实施例二

基于上述图1所示的对非接触卡进行检测的装置，该实施例提供的一种对非接触卡进行检测的方法的处理流程如图6所示，包括如下的步骤：

步骤61、读卡电路产生射频信号，将射频信号采用单路输出的方式发送出去。

读卡电路接收到上位机发送的命令后，产生射频信号。为减少读卡电路检测非接触卡片时，不同非接触卡片之间的互相干扰，通过改变读卡电路的芯片内部寄存器的值来控制读卡电路产生的射频信号的强度在设定范围内，将所述射频信号采用单路输出的方式发送出去，所述强度在设定范围内的单路输出的射频信号只能搜寻到一个非接触卡片。

通过对所述继电器电路中的各个继电器采用串连和并联相结合进行连接，来调整天线阵中的各个天线的阻抗、电容，进而调整各个天线的信号发射性能，使各个天线的信号发射性能达到最佳。

步骤62、在一个射频信号的处理周期之内，通过继电器控制电路于控制只开启所述继电器电路中的多个继电器中的一个继电器。

所述继电器控制电路与上位机进行通信，接收上位机发送过来的指令；

根据所述指令，通过中央处理器和驱动电路，在一个射频信号的处理周期之内，依次从所述多个继电器中选取一个继电器，控制选取的一个继电器开启，控制其它的继电器关闭。

步骤63、所述的继电器电路中的开启的继电器导通所述读卡电路发送的射频信号给指定的天线，该指定的天线将该射频信号发送给指定的天线对应的非接触卡片。

所述的继电器电路，包括多个继电器，一个继电器控制一个指定的天线，通过一个开启的继电器将所述读卡电路发送的射频信号导通给所述开启的继电器所控制的指定的天线。

天线阵中包括多个天线，该多个天线的排列方式和待检测的多个非接触卡片的排列方式相同，都是按照设定的模板来确定，从而实现了一个天线只和一个特定的非接触卡片位置对应。比如，上述多个天线和待检测的多个非接触卡片都排列成矩形。

上述指定的天线将接收到的读卡电路发送的射频信号发送给和其位置对应的非接触卡片。由于，每个天线只和一个特定的非接触卡片位置对应，上述某个天线发送的检测信号只能搜索到该天线位置对应的特定的非接触卡片。

步骤64、所述指定的天线接收和其位置对应的非接触卡片返回的应答信息，将所述应答信息通过开启的继电器的导通发送给读卡电路。读卡电路根据接收到的非接触卡片返回的应答信息，对所述非接触卡片进行检测，获取所述非接触卡片的检测结果。

所述的读卡电路通过继电器的导通接收非接触卡片返回的应答信息，判断所述应答信息是否正确，如果是，确定所述非接触卡片的检测结果为合格；否则，确定所述非接触卡片的检测结果为不合格，并把所述非接触卡片的检测结果发送给上位机。

另外，可以增加声光提示模块，用于提示检验人员卡片是否合格。利用上位机的显示界面和蜂鸣器来实现。当有坏卡出现时，上位机显示相应的卡为红色标志，并且蜂鸣器鸣叫一声，当为好卡，上位机显示为绿色。

上述继电器控制电路和读卡电路的动作均需要由上述上位机下达指令才能完成，并且上述上位机要保存读卡电路获取的检测结果，并将检测结果反映到相应的屏幕。除此之外，上述上位机还应能保存每次检测的结果，便于今后的数据的查询、统计分析；还应能保存操作员的相应信息。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

综上所述，本实用新型实施例通过在一个射频信号的处理周期之内，只开启一个继电器，一个继电器只控制一个天线，天线上的场强控制在指定范围内，一个天线只和一个非接触卡对应，从而可以减少读卡电路检测非接触卡片时不同非接触卡片之间的互相干扰。

本实用新型实施例通过将读卡电路的射频输出改为单路输出，并控制读卡电路的磁场强度，实现某个天线发送的检测信号只能搜索到该天线位置对应的特定的非接触卡片，进一步减少不同非接触卡片之间的互相干扰。

本实用新型实施例通过对所述继电器电路中的各个继电器采用串连和并联相结合进行连接，来调整天线阵中的各个天线的阻抗、电容，进而调整各个天线的信号发射性能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种对非接触卡片进行检测的设备，其特征在于，包括：读卡电路、继电器控制电路、继电器电路和天线阵； 

所述的读卡电路，和所述继电器控制电路、继电器电路连接，产生射频信号，将射频信号发送出去；根据接收到的非接触卡片返回的应答信息，对所述非接触卡片进行检测，获取所述非接触卡片的检测结果； 

所述的继电器控制电路，和所述读卡电路、继电器电路连接，控制所述继电器电路中的所有继电器的开启和关闭，在一个射频信号的处理周期之内，只控制开启一个继电器； 

所述的继电器电路，和所述继电器控制电路、天线阵连接，包括多个继电器，一个继电器控制一个指定的天线，通过一个开启的继电器将所述读卡电路发送的射频信号导通给所述开启的继电器所控制的指定的天线，将所述指定的天线接收到的非接触卡片返回的应答信息导通给所述读卡电路； 

所述的天线阵，和所述继电器电路连接，包括多个天线，每个天线和一个非接触卡片对应，在某个天线接收到所述读卡电路发送的射频信号后，将所述射频信号发送给所述某个天线对应的特定的非接触卡片，接收所述特定的非接触卡片返回的应答信息，将该应答信息通过开启的继电器的导通发送给所述读卡电路。 

2.根据权利要求1所述的对非接触卡片进行检测的设备，其特征在于，所述的读卡电路包括： 

射频信号处理模块，和应答信息处理模块连接，产生射频信号，通过改变读卡电路的芯片内部寄存器的值来控制所述射频信号的强度在设定范围内，将所述射频信号采用单路输出的方式发送出去； 

应答信息处理模块，和射频信号处理模块连接，通过继电器的导通接收非接触卡片返回的应答信息，判断所述应答信息是否正确，如果是，确定所述非接触卡片的检测结果为合格；否则，确定所述非接触卡片的检测结果为不合格，并把所述非接触卡片的检测结果发送给上位机。 

3.根据权利要求1所述的对非接触卡片进行检测的设备，其特征在于，所述的继电器控制电路包括：通信电路、中央处理器和驱动电路， 

所述的通信电路，和所述中央处理器连接，与上位机进行通信，接收上位机发送过来的指令，将所述指令发送给中央处理器； 

所述的中央处理器，和所述通信电路、驱动电路连接，根据所述通信电路发送过来的指令，向驱动电路发送控制指令； 

所述的驱动电路，和所述中央处理器连接，根据所述中央处理器发送过来的控制指令，在一个射频信号的处理周期之内，依次从所述多个继电器中选取一个继电器，控制选取的一个继电器开启，控制其它的继电器关闭。 

4.根据权利要求1所述的对非接触卡片进行检测的设备，其特征在于，所述的继电器电路中的各个继电器采用串连和并联相结合的连接方式。 

5.根据权利要求1至4任一项所述的对非接触卡片进行检测的设备，其特征在于，所述的天线阵中的多个天线的排列方式和待检测的多个非接触卡片的排列方式相同，一个天线只和一个特定的非接触卡片位置对应。 

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