CN206100077U - 基于mcu的二代身份证网络编解码系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统及方法，包括壳体，壳体上设有显示屏，壳体下部设有按键，壳体上部设有工作状态指示灯，显示屏上设有工作状态指示灯，壳体内设有MCU控制器、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、智能充电系统和SAM安全模块，智能充电系统包括电源控制器、充电模块和电池，电源控制器与充电模块相连接，充电模块与电池相连接。MCU控制器分别与按键、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、电源控制器和SAM安全模块相连接。本实用新型将传统编解码模块进行网络化，长期稳定地进行加解密的处理和通信；结构简单、性能可靠、价格低廉、功能强大，对自身的工作状态进行传递。

Description

基于MCU的二代身份证网络编解码系统

技术领域

本实用新型涉及二代身份证编解码的技术领域，具体涉及一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统。

背景技术

近年来，全球化的趋势日益明显，人员的交往和流动越来越密切，伴随而来的暴恐等恶意破坏事件越来越多，为了加强对人员的了解，实名制成为很多行业的必然要求。因此，身份证读卡器在我国市场的应用越来越广泛，随着市场庞大的需求，身份证读卡器的供给能力也在不断提升。

随着我国换发第二代居民身份证工作正式启动，引人注目的新身份证很快出现在居民手中。第二代居民身份证与第一代居民身份证有很多变化和不同。第二代居民身份证是由多层聚酯材料复合而成的单页卡式证件，采用非接触式IC卡技术制作，具备视读和机读两种功能。证件尺寸设计长85.6毫米，宽54毫米，厚1.0毫米。证件背面有签发机关和有效期限2个登记项目，印有国徽图案、证件名称、写意长城图案和彩色花纹；证件正面有姓名、性别、民族、出生日期、常住户口所在地住址、公民身份号码和本人相片7个登记项目，印有彩色花纹。二代身份证的普遍发放，给身份证读卡器行业带来了不小的商机。

第二代身份证是符合ISO/IEC 14443TypeB协议的智能卡，按照《居民身份证法》的规定，其中存储了居民的九个项目的身份信息，包括：姓名、性别、民族、出生日期、常住户口所在地住址、公民身份号码、本人相片、证件的有效期和签发机关。与只能视读的第一代身份证相比，第二代身份证因为采用了RFID技术，除了保留视读功能外，还可以进行非接触的机器自动读取，提高了识别效率。此外，公安部门还可以通过读卡器对卡内存储的居民身份信息进行更改，这样在居民信息变更(比如居住地址变化)时，可以直接改写卡内信息而不必重新制卡。第二代身份证的另一个重要优势在于防伪性好，身份证和读写器之间的通信是经过加密的，破解的技术和资金门槛都相当高，可以在相当大的程度上防止对证件的伪造和篡改。

二代身份证需求的蓬勃发展，对二代身份证读卡等业务提供了庞大的商机，而传统的联机型设备由于每一个机器终端都需要连接一个SAM模块，成本高昂，改造难度大的弊端日益明显，信息、网络技术的发展为解决这一问题提供了很好的解决方案。通过对读卡终端的使用、需求等情况进行了多次跟踪调研，并对设计风险评估等进行了全面的分析、调研发现，目前的联机型产品结构复杂、功能单一、改造困难，难以安全、方便的解决上述问题。

同时，信息技术的发展日新月异，将其充分应用到人们的生活中是科技工作者孜孜以求的目标。借助于信息技术发展的新成果，针对现有二代身份证读卡器的各种功能性缺陷，进行重新设计，推出了解码、加解密、通信、充电、无线通信等功能为一体，更加安全、方便、智能化的新型多功能智能二代身份证读卡系统。通过设计，改变传统的联机型产品必须每机配备SAM模块的限制，赋予了读卡器新的作用和新的内涵。

MCU控制器具有设计结构简单、功能强大等优点，经常应用于智能化的设计中，而且控制精度和测试精度能够达到工业实用的要求，方便、计算简单、易于实时控制，因此在测控系统的研制上得到了广泛的应用；二代身份证解码模块已经比较成熟，小型化的硬件也已经实现，使用非常方便，广泛应用于各种精确解码系统中。短信息服务SMS(shortmessaging service)作为GSM网络的一种基本数据业务，已经得到越来越多重视，基于短信息的远程无线通信技术在远程监控方面发挥着重要的作用，由于它能及时传递信息并且费用低廉，在多个行业中，尤其是远程监控方面也得到了广泛使用。通过以上技术的结合，设计基于信息化技术的二代身份证网络编解码系统，满足不同特征用户的基本需求，为各行业实名制的推行提供技术支持，为人们的出行和日常生活带来便利。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统，具有实时解码、实时加解密处理、实时传递、无线通信等功能，从而实现对二代身份证信息进行检验。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统，包括壳体，壳体上设有显示屏，壳体下部设有按键，所述壳体上部设有正常工作状态指示灯，显示屏上设有故障状态指示灯，所述壳体内设有MCU控制器、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、智能充电系统和SAM安全模块，智能充电系统包括电源控制器、充电模块和电池，电源控制器与充电模块相连接，充电模块与电池相连接；所述MCU控制器分别与按键、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、电源控制器和SAM安全模块相连接；所述电源控制器与SAM安全模块相连接，MCU控制器与解包模块相连接，解包模块与编码模块相连接，编码模块与SAM安全模块相连接，MCU控制器通过解码模块、打包模块与无线通信系统相连接；所述TCP/IP通信系统通过互联网与调度服务器相连接，调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接，无线通信系统通过互联网与数据库服务器相连接；所述显示驱动电路通过接口转换装置与显示屏相连接。

所述调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接。

所述SAM安全模块通过USB或者COM接口与MCU控制器相连接。

所述按键的数量设有两个，按键之间的距离相隔1cm；所述按键包括电源开关的第一按键和系统复位的第二按键。

所述正常工作状态指示灯的数量为三个，正常工作状态指示灯包括显示充电模块工作的LED灯、显示无线通信系统工作的LED灯和显示电源是否连接的LED灯；所述故障状态指示灯的数量为三个，故障状态指示灯包括显示电源的LED灯、显示异常的LED灯和显示工作的LED灯。

所述MCU控制器上电后判断SAM安全模块是否运行成功和TCP/IP通信系统是否成功启动；当SAM安全模块运行成功且TCP/IP通信系统启动成功时，显示工作的LED灯亮，当SAM安全模块运行失败或TCP/IP通信系统启动失败时，显示异常的LED灯亮；当无线通信系统传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯亮；当无线通信系统不传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯灭；当出现故障时通过无线通信系统上报时，显示无线通信系统工作的LED灯闪烁。

所述解包模块按照传输协议将密文信息拆分为前缀、码长、数据、校验四部分，编码模块将相应的数据进行编码后传送至SAM安全模块，SAM安全模块将数据进行解码后的身份信息传送至MCU控制器。

本实用新型将传统编解码模块进行网络化，通过加装信息化产品，赋予其更加丰富的功能，能够最大限度的满足使用者的需求；同时，在设计中采用通用芯片，尽量降低成本，为社会提供了价格低廉和功能强大的产品。本实用新型结构简单、性能可靠、价格低廉、功能强大，不仅可以长期稳定地进行加解密的处理和通信，而且还可以对自身的工作状态进行传递，使得技术人员无需到现场就可以知道设备运行状态，有利于技术人员做出准确判断和及时处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

图3为本实用新型的流程图。

图4为本实用新型充电模块的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统，如图1和图2所示，包括壳体1，壳体1上设有显示屏2，壳体1下部设有按键3，按键3距离壳体1下端的距离为2cm。壳体1上部设有正常工作状态指示灯5，显示屏2上设有故障状态指示灯4。按键3的数量设有两个，按键3包括电源开关的第一按键和系统复位的第二按键，第一按键和第二按键之间的距离相隔1cm。正常工作状态指示灯5的数量为三个，正常工作状态指示灯5包括显示充电模块工作的LED灯、显示无线通信系统工作的LED灯和显示电源是否连接的LED灯。故障状态指示灯4的数量为三个，故障状态指示灯4包括显示电源多少的LED灯、显示异常的LED灯和显示工作的LED灯。

壳体1内设有MCU控制器、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、智能充电系统和SAM安全模块，智能充电系统包括电源控制器、充电模块和电池，电源控制器与充电模块相连接，充电模块与电池相连接。MCU控制器分别与按键3、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、电源控制器和SAM安全模块相连接。二代身份证读卡信息按照固定协议通过TCP/IP通信系统传递给MCU控制器。所述电源控制器与SAM安全模块相连接，电源控制器控制SAM安全模块是否工作。MCU控制器与解包模块相连接，解包模块与编码模块相连接，编码模块与SAM安全模块相连接，MCU控制器通过解码模块、打包模块与无线通信系统相连接；所述TCP/IP通信系统通过互联网与调度服务器相连接，调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接，无线通信系统通过互联网与数据库服务器相连接；所述显示驱动电路通过接口转换装置与显示屏2相连接。调度服务器将上位机中的二代身份证读卡信息通过互联网传送至不同的二代身份证网络编解码系统。二代身份证读卡信息按照固定协议通过TCP/IP通信系统传递给MCU控制器。MCU控制器接收调度服务器传递的二代身份证读卡信息后，将相应的信息通过解包模块解包和编码模块编码后传递给SAM安全模块，SAM安全模块将解码后的相应信息通过USB接口或者COM接口传递给MCU控制器，MCU控制器再将解码后的信息加密后通过解码模块解码和打包模块封装后传递给无线通信系统，上传到数据库服务器。MCU控制器定时通过无线通信系统将自身的运行信息传递给数据库服务器，便于公司技术人员巡检各系统的运行情况。

调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接。NFC装置采集二代身份证的身份信息，然后传送至上位机，上位机将收集的二代身份证信息传送至调度服务器，调度服务器将二代身份证信息解码后传送至不同的二代身份证网络编解码系统。

SAM安全模块通过USB或者COM接口与MCU控制器相连接，方便将SAM安全模块解码后的二代身份证的具体信息直接传送至MCU控制器，然后在进行加密、编码、打包后通过无线通信系统传送至数据库服务器，供后续使用。

工作过程如图3所示，MCU控制器打开定控制，然后打开充电指示电路；MCU控制器通过TCP/IP通信系统查寻调度服务器是否发送有信息，如果没有继续查寻，如果查寻到有二代身份证信息，传送至解包模块进行解包，解包后的信息传送至编码模块编码后进入SAM安全模块，SAM安全模块将二代身份证信息解码后直接传送至MCU控制器，MCU控制器对解码后的二代身份证信息进行加密，然后传送至解码模块进行解码，然后通过打包模块进行编码，编码后的二代身份证信息通过无线通信系统和互联网传送至数据服务器。

所述MCU控制器上电后判断SAM安全模块是否运行成功和TCP/IP通信系统是否成功启动；当SAM安全模块运行成功且TCP/IP通信系统启动成功时，显示工作的LED灯亮，当SAM安全模块运行失败或TCP/IP通信系统启动失败时，显示异常的LED灯亮；当无线通信系统传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯亮；当无线通信系统不传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯灭。当出现故障时通过无线通信系统上报时，显示无线通信系统工作的LED灯闪烁。

MCU控制器自检完成后，通过电源控制器检测电池是否正常，充电的工作流程如图4所示。电源控制器进入中断入口，关闭中断，判断电池是否充满，没有充满启动充电模块，壳体1上显示充电模块工作的LED灯亮，如果电池充满电源控制器断开充电模块，同时打开中断，显示充电模块工作的LED灯不亮，充电完成后进入相应工作模式。

解包模块按照传输协议将密文信息拆分为前缀、码长、数据、校验四部分，编码模块将相应的数据进行编码后传送至SAM安全模块，SAM安全模块将数据进行解码后的身份信息传送至MCU控制器。

所述调度服务器调度TCP/IP通信系统的计算方法为：系统的状态平衡方程为：

其中，λ₀、λ_n-1、λ_n表示第0个、第n-1、第n个要解码的数据流到达率，μ₁、μ_n、μ_n+1分别表示第一个、第n和第n+1解码服务率，p₀表示系统空闲的概率，p₁表示系统服务的解码个数为1的概率，p_n-1表示服务的解码个数为n-1的概率，p_n、p_n+1分别表示服务的解码个数为n、n+1的概率；

设N(t)是在时间区间[0,t)内需要的调度的待解码二代身份的数量，p_n(t₁,t₂)表示在区间(t₁,t₂)有n个待解码请求到来的概率，则有：

p_n(t₁,t₂)＝p{N(t₂)-N(t₁)＝n}(t₂＞t₁,n≥0)；

若上式满足后效性、在任意短时间内任意一个解码请求与时间无关、两个解码请求不会同时到达，则由系统的状态平衡方程可知待解码请求n的概率为泊松分布为：

其中，λ表示单位时间平均达到的需要解码的信息流，p_k表示第k个服务到达的概率；

当到来的待解码请求满足泊松分布时，能够解码到来的时间间隔p(T≤t)满足指数分布：

利用上式计算出调度某一个解码模块需要的时间概率p，能够调出的个数L_s为：

其中，ρ表示每个解码模块单位时间能够解码的服务时间，μ表示每个解码模块平均解码时间。

一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统的解码方法，其特征在于，NFC装置采集的居民二代身份证信息传送至上位机，调度服务器将相应的居民二代身份证信息通过互联网传送至不同的二代身份证网络编解码系统，二代身份证网络编解码系统的TCP/IP通信系统通过TCP/IP协议接收调度服务器传递来的加密的密文信息，MCU控制器判断密文信息完整后将密文信息传送至解包模块，解包模块按照传输协议将密文信息进行拆分，读取出相应的数据，编码模块将相应的数据进行处理后进行再次编码后传送至SAM安全模块，SAM安全模块将解密后的相应信息通过USB或者COM接口传送至MCU控制器；MCU控制器定时利用加密算法对相应信息进行加密，解码模块将加密后的信息进行解码，打包模块将解码后的信息打包传送至无线通信系统，显示无线通信系统工作的LED灯亮，打包后的信息通过互联网传送至数据服务器。

本实用新型利用最新的信息技术的发展成果，又和人们群众的日常生活紧密结合，属于信息技术和人民生活密切结合的电子设备高端产品，在电子技术的基础上结合机械结构创新，具有智能化和功能多样化的特点，是传统联机型产品无法比拟的，和当前方兴未艾的电子产品一脉相承，也是近一段时期电子技术发展的方向。本实用新型可以通过充电电池供电，功率低；电路集成度高，技术成熟，制板工序少，容易生产；结构紧凑坚固，外观设计合理，具有很高的投入产出比；是信息化技术发展的产物，也是社会发展的需要，有效解决了传统联机型的弊端，通过设计为二代身份证的编解码提供良好的解决方案，其社会效益巨大；同时，我国人口众多，实名制要求的必然需求也为产品的营销提供了广阔的空间。

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。

Claims (7)

1.一种基于MCU的二代身份证网络编解码系统，包括壳体（1），壳体（1）上设有显示屏（2），壳体（1）下部设有按键（3），其特征在于：所述壳体（1）上部设有正常工作状态指示灯（5），显示屏（2）上设有故障状态指示灯（4），所述壳体（1）内设有MCU控制器、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、智能充电系统和SAM安全模块，智能充电系统包括电源控制器、充电模块和电池，电源控制器与充电模块相连接，充电模块与电池相连接；所述MCU控制器分别与按键（3）、存储器、TCP/IP通信系统、显示驱动电路、无线通信系统、电源控制器和SAM安全模块相连接；所述电源控制器与SAM安全模块相连接，MCU控制器与解包模块相连接，解包模块与编码模块相连接，编码模块与SAM安全模块相连接，MCU控制器通过解码模块、打包模块与无线通信系统相连接；所述TCP/IP通信系统通过互联网与调度服务器相连接，调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接，无线通信系统通过互联网与数据库服务器相连接；所述显示驱动电路通过接口转换装置与显示屏（2）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述调度服务器与上位机相连接，上位机与NFC装置相连接。

3.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述SAM安全模块通过USB或者COM接口与MCU控制器相连接。

4.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述按键（3）的数量设有两个，按键（3）之间的距离相隔1cm；所述按键（3）包括电源开关的第一按键和系统复位的第二按键。

5.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述正常工作状态指示灯（5）的数量为三个，正常工作状态指示灯（5）包括显示充电模块工作的LED灯、显示无线通信系统工作的LED灯和显示电源是否连接的LED灯；所述故障状态指示灯（4）的数量为三个，故障状态指示灯（4）包括显示电源的LED灯、显示异常的LED灯和显示工作的LED灯。

6.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述MCU控制器上电后判断SAM安全模块是否运行成功和TCP/IP通信系统是否成功启动；当SAM安全模块运行成功且TCP/IP通信系统启动成功时，显示工作的LED灯亮，当SAM安全模块运行失败或TCP/IP通信系统启动失败时，显示异常的LED灯亮；当无线通信系统传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯亮；当无线通信系统不传送解码后的信息时，显示无线通信系统工作的LED灯灭；当出现故障时通过无线通信系统上报时，显示无线通信系统工作的LED灯闪烁。

7.根据权利要求1所述的基于MCU的二代身份证网络编解码系统，其特征在于，所述解包模块按照传输协议将密文信息拆分为前缀、码长、数据、校验四部分，编码模块将相应的数据进行编码后传送至SAM安全模块，SAM安全模块将数据进行解码后的身份信息传送至MCU控制器。