CN204463175U - 一种射频智能卡的读写设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种射频智能卡的读写设备，包括用于与外设设备进行信息交互的通讯模块和用于与射频智能卡进行接触式或非接触式通讯的智能卡控制器模块。尤其是，该读写设备还包括用于在多种通讯协议和加密算法中进行选择和判断的主控模块、以及用于进行加密数字签名的加密模块；通讯模块、智能卡控制器模块、加密模块分别与主控模块连接。本实用新型的实施例进一步给出了基于多加密算法多通讯协议的道路运输电子证件的读写设备，该设备利用智能卡控制器模块读取道路运输电子证件，通过RS232通讯单元给GPS设备上传电子证件信息，在此过程中创新性地借助加密模块将数据进行数字签名，从而保证数据在GPS透传给监控管理平台的过程中数据不被篡改。

Description

一种射频智能卡的读写设备

技术领域

本实用新型属于数据通讯领域，尤其涉及对射频智能卡的读写设备技术的改进。

背景技术

智能卡读写器与射频智能卡之间通过空间信道实现读写器向射频智能卡发送命令，射频智能卡接收读写器的命令后做出必要的响应，由此实现射频识别。此外，在射频识别应用系统中，一般情况下，通过读写器实现的对射频智能卡数据的无接触收集或由读写器向射频智能卡中写入的卡片信息均要回送到应用系统中或来自应用系统，这就形成了射频智能卡读写器与应用系统程序之间的接口API(Application Program Interface)。一般情况下，要求读写器能够接收来自应用系统的命令，并且根据应用系统的命令或约定的协议做出相应的响应(例如，回送收集到的射频智能卡数据等)。

读写器本身从电路实现角度来说，又可划分为两大部分，即：射频模块(射频通道)与基带模块。射频模块实现的任务主要有两项，第一项是实现将读写器欲发往射频智能卡的命令调制(装载)到射频信号(也称为读写器/射频智能卡的射频工作频率)上，经由发射天线发送出去。发送出去的射频信号(可能包含有传向射频智能卡的命令信息)经过空间传送(照射)到射频智能卡上，射频智能卡对照射到其上的射频信号做出响应，形成返回读写器天线的反射回波信号。射频模块的第二项任务即是实现将智能卡返回到读写器的回波信号进行必要的加工处理，并从中解调(卸载)提取出智能卡回送的数据。基带模块实现的任务也包含两项，第一项是将读写器智能单元(通常为计算机单元CPU或MPU)发出的命令加工(编码)实现为便于调制(装载)到射频信号上的编码调制信号。第二项任务即是实现对经过射频模块解调处理的回送数据信号进行必要的处理(包含解码)，并将处理后的结果送入读写器智能单元。

一般情况下，读写器的智能单元也划归基带模块部分。智能单元从原理上来说，是读写器的控制核心，从实现角度来说，通常采用嵌入式MPU，并通过编制相应的MPU控制程序实现对收发信号的智能处理以及与后续应用程序之间的接口API。射频模块与基带模块的接口为调制(装载)/解调(卸载)，在系统实现中，通常射频模块包括调制/解调部分，并且也包括解调之后对回波小信号的必要加工处理(如放大、整形)等。射频模块的收发分离是采用单天线系统时射频模块必须处理好的一个关键问题。

目前GPS车辆动态监督系统中，政府行业主管部门先后发布《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》和《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》等四项标准，通过司机智能卡电子身份的自动识别，在车辆运行期间对车辆和驾驶员进行实时监控和管理，实现对司机疲劳驾驶的监控。智能卡读写器是一个比较宽泛的概念，涉及到13.56M射频频段的各个行业领域应用，包括二代身份证、社会保障卡、居民信息健康卡等。传统的智能卡读写器是RTF应用架构，本身不会主动进行事务操作，通讯接口单一，而《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》中明确道路运输电子证件读写器采用RTF和TTF混合式应用架构，因此目前常见的智能卡读写器无法满足应用；同时，《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》中没有对各种与GPS设备对接的外设设立数字签名，从而无法保证外设数据在GPS透传给监控管理平台的过程中数据不被篡改。

发明内容

基于以上介绍的技术背景和应用情况，本实用新型的技术目的在于提供一种基于加密算法的射频智能卡的读写设备，旨在满足本领域应用的现实需求，保障数据在传输过程的安全性。

本实用新型的技术目的是采用以下技术方案实现的。

本实用新型所提供的一种射频智能卡的读写设备，包括用于与外设设备进行信息交互的通讯模块和用于与射频智能卡进行接触式或非接触式通讯的智能卡控制器模块。尤其是，该读写设备还包括用于在多种通讯协议和加密算法中进行选择和判断的主控模块、以及用于进行加密数字签名的加密模块；通讯模块、智能卡控制器模块、加密模块分别与主控模块连接。好处在于：在现有射频卡读写器的基础上增加加密模块，以实现对数据的数字签名，保证数据在传输过程中不被篡改。为实现对多种通讯协议和多种加密算法的选择和判断，在现有射频卡读写器的基础上增加主控模块，以实现一机多用，提高了本实用新型产品的使用灵活型，兼容性更强，满足本领域应用的现实需求。

更进一步地，上述外设设备可包括卫星定位设备和计算机设备。卫星定位设备可具体为GPS设备，以满足GPS车辆动态监督系统的应用需求。

为实现与多种外设设备的通讯兼容，上述通讯模块优选包括用于与卫星定位设备进行通信的RS232通讯单元、以及用于与计算机设备进行通信的USB-HID通讯单元和USB-CCID通讯单元。

为实现与多种基于不同协议的射频智能卡的兼容，上述智能卡控制器模块优选包括ISO14443-A/B单元、ISO15693单元、ISO7816-T＝0单元、ISO7816-T＝1单元、JTT808单元中的一种或多种。

为提供多种基于不同需求的数据签字，上述加密模块优选包括真随机数产生单元、国密算法单元、商用算法单元中的一种或多种。

更进一步地，上述射频智能卡为道路运输电子证件，使得基于本实用新型设计的道路运输电子证件读写设备得以满足《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》和《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》等四项标准的要求。

附图说明

图1给出了本实用新型的射频智能卡读写设备的总体示意图；

图2给出了本实用新型的射频智能卡读写设备中通讯模块的细化示意图；

图3给出了本实用新型的射频智能卡读写设备中智能卡控制器模块的细化示意图；以及

图4给出了本实用新型的射频智能卡读写设备中加密模块的细化示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本实用新型提供了一种射频智能卡的读写设备100，参见图1～图4所示。该读写设备100包括用于与外设设备101进行信息交互的通讯模块10和用于与射频智能卡102进行接触式或非接触式通讯的智能卡控制器模块20。尤其是，该读写设备100还包括用于在多种通讯协议和加密算法中进行选择和判断的主控模块30、以及用于进行加密数字签名的加密模块40；通讯模块10、智能卡控制器模块20、加密模块40分别与主控模块30连接。好处在于：在现有射频卡读写器的基础上增加加密模块40，以实现对数据的数字签名，保证数据在传输过程中不被篡改。为实现对多种通讯协议和多种加密算法的选择和判断，在现有射频卡读写器的基础上增加主控模块30，以实现一机多用，提高了本实用新型产品的使用灵活型，兼容性更强，满足本领域应用的现实需求。

作为本实用新型的一个优选实施例，更进一步地，上述外设设备101可包括卫星定位设备1011和计算机设备1012。卫星定位设备1011可具体为GPS设备，以满足GPS车辆动态监督系统的应用需求。

为实现与多种外设设备的通讯兼容，上述通讯模块10优选包括用于与卫星定位设备1011进行通信的RS232通讯单元110、以及用于与计算机设备1012进行通信的USB-HID通讯单元130和USB-CCID通讯单元120。更具体地说，RS232通讯单元110主要用于连接GPS设备与本实用新型的读写设备，提供物理链路层。USB-HID通讯单元130主要用于连接计算机设备与本实用新型的读写设备，实现物理层物理链路、媒体访问控制层MAC协议和USB HID通讯层协议。USB-CCID通讯单元120主要用于连接计算机设备与本实用新型的读写设备，实现物理层物理链路、媒体访问控制层MAC协议和USB CCID通讯层协议。

作为优选实施例，为实现与多种基于不同协议的射频智能卡的兼容，上述智能卡控制器模块20优选包括ISO14443-A/B单元201、ISO15693单元202、ISO7816-T＝0单元203、ISO7816-T＝1单元204、JTT808单元205中的一种或多种。具体地说，ISO14443-A/B单元201用于射频协议发送和接收数据时基于ISO14443-A/B非接触式智能卡双协议的调制、解调和协议解析。ISO15693单元202用于射频协议发送和接收数据时基于ISO15693非接触式智能卡协议的调制、解调和协议解析。ISO7816-T＝0单元203用于发送和接收数据时基于ISO7816T＝0接触式智能卡协议的调制、解调和协议解析。ISO7816-T＝1单元204用于发送和接收数据时基于ISO7816T＝1接触式智能卡协议的调制、解调和协议解析。JTT808单元205接口协议单元主要用于按照《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》的要求，实现采用RTF和TTF混合式应用架构完成对道路运输电子证件读写器的业务交易，依照GPS设备相连接的道路运输电子证件读写设备的指令级通讯接口协议进行调制、解调和协议解析。

作为又一优选实施例，为提供多种基于不同需求的数据签字，上述加密模块40优选包括真随机数产生单元401、国密算法单元402、商用算法单元403中的一种或多种。真随机数产生单元401主要利用硬件技术实现了数字签名过程中的真随机数产生方式，而不是一般智能卡读写器的软仿随机数产生方式。国密算法单元402可以主要实现SM1算法子单元、SM2算法子单元、SM3算法子单元、SM4算法子单元、SM7算法子单元和SSF33算法等中的一种或多种。商用算法单元403可以主要实现DES算法子单元、T-DES算法子单元和AES算法子单元中的一种或多种。

更进一步地，上述射频智能卡为道路运输电子证件，使得基于本实用新型设计的道路运输电子证件读写设备得以满足《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》和《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》等四项标准的要求。

总体而言，上述优选实施例给出了基于多加密算法多通讯协议的道路运输电子证件的读写设备。《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端通讯协议技术规范》定义了与GPS设备相连接的道路运输证电子证件读写设备的指令级通讯接口协议。上述实施例不仅实现了技术要求的指令级应用接口协议，而且利用读写设备丰富的智能卡控制器模块、通讯模块和加密模块，提供了技术要求中没有涉及但是实际应用中不得不面对的伪数据问题。上述实施例利用智能卡控制器模块中的ISO14443单元或其他协议单元读取道路运输电子证件，通过RS232通讯单元给GPS设备上传电子证件信息，在此过程中创新性地借助加密模块将数据进行数字签名，从而保证数据在GPS透传给监控管理平台的过程中数据不被篡改。

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

Claims (6)

1.一种射频智能卡的读写设备，包括用于与外设设备进行信息交互的通讯模块和用于与所述射频智能卡进行接触式或非接触式通讯的智能卡控制器模块，其特征在于：

所述读写设备还包括用于在多种通讯协议和加密算法中进行选择和判断的主控模块、以及用于进行加密数字签名的加密模块；

所述通讯模块、所述智能卡控制器模块、所述加密模块分别与所述主控模块连接。

2.按照权利要求1所述的读写设备，其特征在于：

所述外设设备包括卫星定位设备和计算机设备。

3.按照权利要求1所述的读写设备，其特征在于：

所述通讯模块包括用于与卫星定位设备进行通信的RS232通讯单元、以及用于与计算机设备进行通信的USB-HID通讯单元和USB-CCID通讯单元。

4.按照权利要求3所述的读写设备，其特征在于：

所述卫星定位设备为GPS设备。

5.按照权利要求1所述的读写设备，其特征在于：

所述智能卡控制器模块包括ISO14443-A/B单元、ISO15693单元、ISO7816-T＝0单元、ISO7816-T＝1单元、JTT808单元中的一种或多种。

6.按照权利要求1～5之任一所述的读写设备，其特征在于：

所述射频智能卡为道路运输电子证件。