CN206236097U - 蓝牙读卡器及门禁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种蓝牙读卡器及门禁系统，涉及读卡器设计技术领域，包括主板、天线板、主控制器MCU、NFC控制器以及BLE控制器；主板和天线板可拆卸的电连接在一起，主控制器MCU设置在主板上，主控制器MCU与后台管理单元和控制实现单元电连接，NFC控制器包括设置在主板上的NFC芯片和设置在天线板上的非接触智能卡读卡器天线，NFC芯片分别与天线和主控制器MCU电连接，BLE控制器包括BLE芯片和蓝牙天线，BLE芯片分别与蓝牙天线和主控制器MCU电连接。实现了人们可以通过蓝牙完成读卡器的验证的功能，解决了现有技术中完成读卡器验证的途径单一，在没有卡片的情况下不能验证的技术问题。

Description

蓝牙读卡器及门禁系统

技术领域

本实用新型涉及读卡器设计技术领域，尤其是涉及一种蓝牙读卡器及门禁系统。

背景技术

读卡器在这里指的是非接触式读卡器，它是一种平常生活中很常见的读卡器，比如公交刷卡、门禁刷卡、信用卡以及支付卡等。其采用了近距离无线通讯技术(NFC)或射频识别技术(RFID)，人们可以将卡片靠近相应的读卡器，读卡器读取分析卡片信息并做出相应的控制动作，而目前除了卡片验证这一种方式，虽然有的读卡器具有指纹验证、人脸验证等功能，但由于造价更昂贵，不适合大量用于门禁系统中，因此显得门禁读卡器的验证功能比较单一，不能满足人们的需求。

我们知道，蓝牙是一种远距离无线技术，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。由于具有数据传输的功能，当然也可以传输密码或者个人信息等数据，因此需要一种新型的结合蓝牙的读卡器，使人们可以有额外的途径例如通过智能手机完成读卡器的验证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供蓝牙读卡器及门禁系统，以解决现有技术中完成读卡器验证的途径单一，在没有卡片的情况下不能验证的技术问题。

本实用新型提供的一种蓝牙读卡器，包括：主板、天线板、主控制器MCU、NFC控制器以及BLE控制器；

所述主板和天线板可拆卸的电连接在一起；

所述主控制器MCU设置在所述主板上，所述主控制器MCU与后台管理单元和控制实现单元电连接；

所述NFC控制器包括设置在所述主板上的NFC芯片和设置在所述天线板上的非接触智能卡读卡器天线，所述NFC芯片分别与所述天线和所述主控制器MCU电连接；

所述BLE控制器包括BLE芯片和蓝牙天线，所述BLE芯片分别与所述蓝牙天线和所述主控制器MCU电连接。

进一步的，所述蓝牙天线设置在所述主板的边缘位置，且所述蓝牙天线伸出两个凸起，两个所述凸起朝向天线板设置。

进一步的，还包括外壳，所述外壳与所述天线板接触的一面设有数字键盘，所述天线板通过硅胶垫与所述外壳上的按键接触。

进一步的，还包括RFID线圈，所述RFID线圈固定设置在所述天线板接触硅胶垫的一面，所述硅胶垫上设有与所述RFID线圈形状配合的凹槽。

进一步的，所述主板靠近所述外壳的一面设有防拆开关，所述防拆开关与所述主控制器MCU电连接；

所述防拆开关具有两个极限位置，所述外壳固定所述主板时为第一极限位置；所述外壳与所述主板分开时为第二极限位置。

进一步的，所述主板靠近所述外壳的一面设有用于调制、开发和下载的输入接口，所述输入接口与所述主控制器MCU电连接。

进一步的，所述主板与所述天线板相对的一面设有用于保证读卡器低温工作的加热线。

进一步的，所述主板设有用于保密、认证的SAM读卡器。

本实用新型还提供一种门禁系统，包括如上述所述的所有蓝牙读卡器的技术特征。

本实用新型提供的蓝牙读卡器及门禁系统的有益效果如下：

本实用新型提供的蓝牙读卡器，包括用于卡片验证的NFC控制器，其NFC芯片分别与天线和设置在主板上的主控制器MCU电连接，天线可以感应靠近读卡器的卡片，NFC芯片则可以读出卡片的ID号等其他数据并将数据信息传给主控制器MCU，主控制器MCU对数据信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。蓝牙读卡器还包括用于远距离验证的BLE控制器，其BLE芯片分别与蓝牙天线和主控制器MCU电连接，蓝牙天线用于增加信号的感应距离，它能感应具有蓝牙功能并安装相应云端的智能设备，如手机；在智能设备与蓝牙读卡器相连接后，BLE芯片用于接收智能设备通过云端输入的密码等验证信息并将信息传输给主控制器MCU，主控制器MCU对验证信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。BLE控制器采用蓝牙技术，只需智能设备安装相应的云端，输入正确信息即可完成验证，这样，卡片或者智能设备两种方法均可以通过蓝牙读卡器验证并实现需要完成的功能，使人们在各种意外下更大几率的完成蓝牙读卡器的验证，给人以方便。

本实用新型提供的门禁系统的有益效果与上述蓝牙读卡器所具有的技术优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器的主板朝外一面的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器的主板朝里一面的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器的天线板朝外一面的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器的天线板朝里一面的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的蓝牙读卡器中硅胶垫的结构示意图。

图标：1－主板；2－天线板；3－单片机；4－天线；5－RFID线圈；6－LED灯；7－按键触点；8－防拆开关；9－蜂鸣器；10－SAM读卡器；11－加热线；12－输入接口；13－接线端子；14－蓝牙天线；15－硅胶垫；201－导磁布；1501－凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供一种蓝牙读卡器，包括：主板1、天线板2、主控制器MCU、NFC控制器以及BLE控制器；主板1和天线板2可拆卸的电连接在一起；主控制器MCU设置在主板1上，主控制器MCU与后台管理单元和控制实现单元电连接；NFC控制器包括设置在主板上的NFC芯片和设置在天线板上的非接触智能卡读卡器天线(以下简称为天线4)，NFC芯片分别与天线4和主控制器MCU电连接；BLE控制器包括BLE芯片和蓝牙天线14，BLE芯片分别与蓝牙天线14和主控制器MCU电连接。

本实用新型提供的蓝牙读卡器，包括用于卡片验证的NFC控制器，其NFC芯片分别与天线4和设置在主板1上的主控制器MCU电连接，天线4可以感应靠近读卡器的卡片，NFC芯片则可以读出卡片的ID号等其他数据并将数据信息传给主控制器MCU，主控制器MCU对数据信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。蓝牙读卡器还包括用于远距离验证的BLE控制器，其BLE芯片分别与蓝牙天线14和主控制器MCU电连接，蓝牙天线14用于增加信号的感应距离，它能感应具有蓝牙功能并安装相应云端的智能设备，如手机；在智能设备与蓝牙读卡器相连接后，BLE芯片用于接收智能设备通过云端输入的密码等验证信息并将信息传输给主控制器MCU，主控制器MCU对验证信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。BLE控制器采用蓝牙技术，只需智能设备安装相应的云端，输入正确信息即可完成验证，这样，卡片或者智能设备两种方法均可以通过蓝牙读卡器验证并实现需要完成的功能，使人们在各种意外下更大几率的完成蓝牙读卡器的验证，给人以方便。

其中，为了保证蓝牙天线14能够更好的接受信号，如图1所示，本实施例将蓝牙天线14设置在主板1的边缘位置，蓝牙天线14还伸出两个凸起，两个凸起朝向天线板2设置；通过设置蓝牙天线14尽量的远离主板1上的金属，并设有两个凸起，避免了金属对信号的干扰，保证蓝牙天线14能够全方位的接受信号，不会有盲区。

值得一提的，上述的NFC是一种近距离无线通讯技术，NFC能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。NFC控制器结合天线4，可以在13.56MHz频率运行于10厘米距离内，能够很好的感应读取相应卡片的数据信息。BLE是一种低成本、短距离、可交互操作的无线技术，工作在免许可的2.4GHz射频频段，因为BLE技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源)，此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。一般情况下，蓝牙智能设备在靠近蓝牙天线14约10米范围内均可建立蓝牙链接，在本实施例中，智能设备内应用软件会要求使用者在靠近蓝牙天线14约1米以内的感应距离时，再向智能设备发出开门指令，才会连接电路，并在验证通过后，会自动断开，具有保证安全以及节省蓝牙读卡器的能耗的作用。

此外，上述的主控制器MCU又叫单片机3，单片机3是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。因此，单片机3不但能接受NFC控制器的数据信息，还能够通过A/D转换器自行处理模拟信号和数字信号的转换，并直接输出，使控制实现单元做出如开门的动作。

如图2所示，本实施例中还有多个接线端子13，它们是单片机3的引脚，其中就包括I/O口，通过I/O口可以给单片机3连接电源等作用，当然，接线端子13还可以当做数据总线或者地址总线等其他作用。

显而易见的，蓝牙读卡器还包括外壳，本实施例中提供的外壳是一种白色可透光材质，采用该材质的作用下文会提出；此外，在外壳与天线板2接触的一面还设有数字键盘，相应的，天线板2上设有对应的按键触点7；此外，天线板2是通过硅胶垫15与外壳上的按键接触，硅胶垫15的按键位置设置为可自动回位且与天线板2接触的位置固定有可导电金属片，保证每次按键都会使按键触点7连通进而被主控制器MCU接收到信号。

蓝牙读卡器上安装数字键盘的目的是为了在卡片忘带等情况，可以通过输入密码来完成卡片的功能，比如门禁读卡器，其卡片的数据信息就是密码；当然，除此之外，卡片还可能有个人信息等，针对不同情况的门禁读卡器，对卡片内的数据信息要求也不相同。

作为本实施例的进一步改进，蓝牙读卡器还包括工作频率为125KHZ的RFID线圈5，RFID又称无线射频识别，也是一种无线通讯技术，NFC就是由RFID演变而来，但NFC由于芯片厂商制造细节方面不同的原因，会出现卡片不兼容的问题，而RFID兼容性更高，所以，在本读卡器中，同时应用NFC和RFID，是为了能够识别不同类型的卡片，使蓝牙读卡器能够兼容基本所有的卡片。

因为采用的是125KHZ低频率，所以RFID线圈5也是近距离感应卡片，所以为了保证感应卡片的灵敏度，RFID线圈5固定设置在天线板2接触硅胶垫15的一面，由于RFID线圈5具有一定的厚度，如图4、图6所示，为了保证硅胶垫15与天线板2相互接触，在硅胶垫15上还设有与RFID线圈5形状配合的凹槽1501。进一步的，如图5所示，本实施例还在主板1和天线板2之间铺设一层导磁布201，具体的，是固定在天线板2上，导磁布201可以防止主板1上的金属影响读卡器对信号的接收，进一步的提高读卡信号。

此外，为了防范有人私自拆开蓝牙读卡器，本蓝牙读卡器还设置了防拆开关8，防拆开关8设置在主板1靠近外壳的一面，防拆开关8与主控制器MCU电连接；本实施例中，防拆开关8具有两个极限位置，外壳固定主板1时为第一极限位置，外壳与主板1分开时为第二极限位置；当处于第二极限位置时，防拆开关8接通，主控制器MCU收到信号，并经过处理后，做出相应的警示动作，比如使蓝牙读卡器内的蜂鸣器9发出示警声音等，避免了蓝牙读卡器的额外损失。

相应的，如图3所示，还可以在主板朝向所述数字键盘的一面设有LED灯6，除了可以作为读卡或者蓝牙验证成功的指示灯，还可以在防拆开关8接通后，发出持续闪烁的灯光来示警。此外，LED灯6可以有一个或多个，也可以安装在主板或天线板等任意位置。

主板1靠近外壳的一面还设有用于调制、开发和下载的输入接口12，输入接口12与主控制器MCU电连接，具体的，是与单片机3的I/O口相连，通过输入接口12，人们可以对蓝牙读卡器内的信息进行更新或者维护，保证蓝牙读卡器不会随着时间而淘汰，还可以满足客户的不同需求。

为了保证该蓝牙读卡器能够适用于更多的地域，比如一些北欧地区，由于该地区在一段时间内，室外温度小于蓝牙读卡器的工作温度，使蓝牙读卡器不能工作；为了在成本更小的条件下使蓝牙读卡器能够在北欧的低温环境下工作，如图3所示，本实施例还包括电子加热装置，具体的，在主板1与天线板相对的一面设有用于保证蓝牙读卡器低温工作的加热线11。其中，单片机3与加热线11电连接，当需要加热线11工作时，通过输入接口12对单片机3加载相应程序，或者通过相应的传感器给单片机3相应信号，使单片机3控制加热线11工作，进而保证蓝牙读卡器在低温环境下的正常工作。

显而易见的，为了防止卡片信息被盗、被复制等情况，蓝牙读卡器内都会设有专门的加密认证装置，在本实施例中，是通过SAM卡来实现该功能的，相应的，在主板1上分别设有供SAM卡插入的SAM读卡器10。

本实用新型还提供了一种门禁系统，具体的，包括上述提到的蓝牙读卡器的所有机构。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的门禁系统具有以下优势：

本实用新型提供的门禁系统，包括用于卡片验证的NFC控制器，其NFC芯片分别与天线4和设置在主板1上的主控制器MCU电连接，天线4可以感应靠近读卡器的卡片，NFC芯片则可以读出卡片的ID号等其他数据并将数据信息传给主控制器MCU，主控制器MCU对数据信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。蓝牙读卡器还包括用于远距离验证的BLE控制器，其BLE芯片分别与蓝牙天线14和主控制器MCU电连接，蓝牙天线14用于增加信号的感应距离，它能感应具有蓝牙功能并安装相应云端的智能设备，如手机；在智能设备与蓝牙读卡器相连接后，BLE芯片用于接收智能设备通过云端输入的密码等验证信息并将信息传输给主控制器MCU，主控制器MCU对验证信息进行处理并认证通过后会控制控制实现单元完成指定的动作指令。BLE控制器采用蓝牙技术，只需智能设备安装相应的云端，输入正确信息即可完成验证，这样，卡片或者智能设备两种方法均可以通过蓝牙读卡器验证并实现需要完成的功能，使人们在各种意外下更大几率的完成蓝牙读卡器的验证，给人以方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种蓝牙读卡器，其特征在于，包括：主板、天线板、主控制器MCU、NFC控制器以及BLE控制器；

所述主板和天线板可拆卸的电连接在一起；

所述主控制器MCU设置在所述主板上，所述主控制器MCU与后台管理单元和控制实现单元电连接；

所述NFC控制器包括设置在所述主板上的NFC芯片和设置在所述天线板上的非接触智能卡读卡器天线，所述NFC芯片分别与所述天线和所述主控制器MCU电连接；

所述BLE控制器包括BLE芯片和蓝牙天线，所述BLE芯片分别与所述蓝牙天线和所述主控制器MCU电连接。

2.根据权利要求1所述的蓝牙读卡器，其特征在于，所述蓝牙天线设置在所述主板的边缘位置，且所述蓝牙天线伸出两个凸起，两个所述凸起朝向天线板设置。

3.根据权利要求1所述的蓝牙读卡器，其特征在于，还包括外壳，所述外壳与所述天线板接触的一面设有数字键盘，所述天线板通过硅胶垫与所述外壳上的按键接触。

4.根据权利要求3所述的蓝牙读卡器，其特征在于，还包括RFID线圈，所述RFID线圈固定设置在所述天线板接触硅胶垫的一面，所述硅胶垫上设有与所述RFID线圈形状配合的凹槽。

5.根据权利要求4所述的蓝牙读卡器，其特征在于，所述主板靠近所述外壳的一面设有防拆开关，所述防拆开关与所述主控制器MCU电连接；

所述防拆开关具有两个极限位置，所述外壳固定所述主板时为第一极限位置；所述外壳与所述主板分开时为第二极限位置。

6.根据权利要求5所述的蓝牙读卡器，其特征在于，所述主板靠近所述外壳的一面设有用于调制、开发和下载的输入接口，所述输入接口与所述主控制器MCU电连接。

7.根据权利要求6所述的蓝牙读卡器，其特征在于，所述主板与所述天线板相对的一面设有用于保证蓝牙读卡器低温工作的加热线。

8.根据权利要求1所述的蓝牙读卡器，其特征在于，所述主板设有用于保密、认证的SAM读卡器。

9.一种门禁系统，其特征在于，包括如权利要求1－8任一项所述的蓝牙读卡器。