CN206258975U - 一种利用蓝牙通讯实现ic卡充值的读写卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，包括主控MCU、蓝牙通讯模块、电源模块、电压采集模块和IC卡读写模块，电压采集模块实时检测电源模块的输出电压，即主控MCU的工作电压，一旦出现电压异常的情况，主控MCU就立即协调IC卡读写模块和蓝牙通讯模块之间的通讯内容以及时序，比如尽量在主控MCU无法正常工作之前，安全断开手机与IC卡之间的联接，不但能够降低IC卡相关数据出现错误的可能性，而且还能够在一定程度上避免IC卡充值失败的情况发生，提高充值可靠性。

Description

一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器

技术领域

本实用新型涉及一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，属于IC卡充值技术领域。

背景技术

目前智能IC卡燃气表的购气方式主要是：用户持卡到燃气公司营业厅或者银行、超市等燃气代售点购气。这种方式主要有三种缺陷：一是燃气代售点相对固定，并且都有固定的营业时间，用户若需购气，则必须在燃气代售点的营业时间内购买，很不方便；二是用户通过燃气代售点购气后，燃气公司不能立即、全款收到购气额，而是要通过代售点转账，并且要支付一定的手续费；三是燃气公司长期不能获取用户的有效用气信息，数据传输仅靠IC卡来完成，存在一定的滞后现象。普通智能IC卡，用户需在固定的营业时间去售气点购气，对用户而言，有较大的时间局限性；对燃气公司而言，可能长期不能获取用户的有效用气信息，数据传输仅靠IC卡来完成，存在一定的滞后现象。

由于蓝牙无线技术是使用范围最广泛的全球短距离无线标准之一，全新的蓝牙4.0版本将三种蓝牙技术(即传统蓝牙、高速蓝牙、低功耗蓝牙)合三为一。它集成了蓝牙技术在无线连接上的固有优势，同时增加了高速蓝牙和低功耗蓝牙的特点。

授权公开号为CN205318534U的中国专利文件公开了一种IC卡、NFC与蓝牙交互传输的燃气表，其中，主控MCU连接有电源模块、蓝牙模块和IC卡读写模块，这种基于蓝牙无线技术的蓝牙充值方式可以有效解决上述问题，可以实现用户足不出户便可随时购气。虽然电源模块可以输出较为稳定的电压，但是，任何事情都不能做到绝对，假如电源模块发生故障，那么，其输出的电压可能就会出现较大波动，当输出电压过高或过低时，主控MCU无法正常工作，就可能出现IC卡相关数据出现错误的情况，更为严重的是，在整个过程中，手机均需要通过蓝牙与IC卡通讯，当主控MCU无法正常工作时，手机就可能无法与IC卡通讯，进而可能导致扣费后未能购置到气量，即IC卡充值失败。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，用以解决传统的蓝牙充值方式充值可靠性较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，包括主控MCU、蓝牙通讯模块、电源模块和IC卡读写模块，主控MCU与蓝牙通讯模块相连接，电源模块供电连接主控MCU，主控MCU与IC卡读写模块相连接，所述读写卡器还包括用于检测电源模块输出电压的电压采集模块，所述主控MCU采样连接所述电压采集模块。

所述读写卡器还包括用于提示蓝牙的连接状态及电源模块输出电压状态的LED指示模块，所述主控MCU控制连接所述LED指示模块。

所述读写卡器还包括用于软件仿真及相关程序下载的编程接口模块，所述主控MCU输入连接所述编程接口模块。

所述读写卡器还包括复位模块，所述主控MCU输入连接所述复位模块。

所述读写卡器还包括有壳体，所述壳体上固设有用于将所述壳体固定在相应位置的吸盘。

本实用新型提供的读写卡器中，除了包括主控MCU、蓝牙通讯模块、电源模块和IC卡读写模块之外，还设置有电压采集模块，该电压采集模块实时检测电源模块的输出电压，即主控MCU的工作电压，一旦出现电压异常的情况，主控MCU就立即协调IC卡读写模块和蓝牙通讯模块之间的通讯内容以及时序，比如在电压低于设定的低门槛电压或者高于设定的高门槛电压时，主控MCU关闭相应的功能，尽量在主控MCU无法正常工作之前，安全断开手机与IC卡之间的联接，不但能够降低IC卡相关数据出现错误的可能性，而且还能够在一定程度上避免IC卡充值失败的情况发生，提高充值可靠性。

附图说明

图1是读写卡器的结构示意图；

图2是IC卡读写模块、蓝牙通讯模块与主控MCU之间的电路连接图；

图3是软件设计中读写卡器中的各模块之间的连接关系图；

图4是读写卡器、手机和微信公众平台服务器之间的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

本实施例提供的读写卡器是利用蓝牙通讯实现燃气IC卡充值。如图1所示，该读写卡器包括主控MCU、蓝牙通讯模块、电源模块、电压采集模块、IC卡读写模块、LED指示模块、编程接口模块及复位模块，主控MCU与各模块之间的连接关系具体为：主控MCU与蓝牙通讯模块通讯连接，实现数据信息的交互；主控MCU与IC卡读写模块相连接，实现IC卡的读或者写；电源模块输出连接主控MCU的供电端；主控MCU采样连接电压采集模块；主控MCU输出连接LED指示模块；主控MCU输入连接编程接口模块和复位模块。

其中，主控MCU为该读写卡器的控制处理核心，可以为常规可编程的控制芯片，比如单片机。

蓝牙通讯模块可基于微信airsync协议开发，该模块通过串口控制建立连接后，可以在手机和读写卡器之间实现双向数据传输。

IC卡读写模块是主控MCU与IC卡之间串口通讯的桥梁，保证了卡读写操作时数据的正确性。

IC卡读写模块与蓝牙通讯模块有机统一，在主控MCU的控制下，两者协调工作，通过蓝牙通讯实现IC卡的读写操作。IC卡读写模块、蓝牙通讯模块与主控MCU之间的主控电路的原理图及其说明如图2所示。

另外，蓝牙通讯模块和IC卡读写模块均还可采用现有已知的设备。

电压采集模块用于检测电源模块的输出电压，即主控MCU的供电电压，电压采集模块可以为常规的检测电压的装置，电压采集模块可以设置在电源模块与主控MCU的供电端之间的连接线路上。电压采集模块负责实时采集电源模块的输出电压，一旦电源模块的输出电压出现过压或者欠压的情况，主控MCU协调蓝牙通讯模块与IC卡读写模块之间的通讯内容及时序，比如在电压低于设定的低门槛电压或者高于设定的高门槛电压时，主控MCU关闭相应的功能，尽量在主控MCU无法正常工作之前，安全断开手机与IC卡之间的联接，不但能够降低IC卡相关数据出现错误的可能性，而且还能够在一定程度上避免IC卡充值失败的情况发生，提高充值可靠性。

在软件设计中，蓝牙通讯模块(由蓝牙通讯组件和蓝牙通讯及串口数据处理模块)、IC卡读写模块、计时模块、电压采集模块、端口配置模块等之间的连接关系如图3所示(虚线为配套模块)。

LED指示模块用于提示蓝牙的连接状态及电源模块输出电压状态，比如：蓝牙是否连接通过不同颜色的LED显示，电压模块输出电压正常与否也可通过不同颜色的LED显示。

编程接口模块负责软件仿真及相关程序下载，外部电脑可通过爱接口模块向主控MCU下载相应的软件程序。

复位模块可实现读写卡器中主控MCU的复位，防止其因外界干扰而无法正常运行，其可为常规的复位电路。另外，复位模块还可与电源模块配合来为读写卡器的外围提供保障电路，保证读写卡器正常、可靠地工作。

LED指示模块、编程接口模块和复位模块也可以是常规器件，另外，这三个模块均为优化的实施方式，作为更加一般的实施方式，这三个模块可以均不设置或者只设置其中的一部分。

另外，将该读写卡器设置在一个壳体内以构成一个产品，便于出售。而且，壳体的一个面上固设有吸盘，利用该吸盘的吸力将读写卡器固定在室内较为显眼的位置。使用吸盘的好处有：第一，固定牢固，并且容易取下；第二，能够适用于所有的较为光滑的场合，并且无需设置其他的支撑物即可固定，因此无需对墙壁或者衣柜造成损坏；第三，能够使用很多次，节约了成本，并且，吸盘脏了之后只用清水冲洗干净即可再次使用；第四，吸盘取下之后不会在该处留下任何痕迹，也不会对该处的乳胶漆或者木器漆造成损坏。由于燃气表一般设置在厨房内，所以，可以将读写卡器利用吸盘吸在厨房的瓷砖墙面上，一方面可以避免读写卡器随意放置，避免出现在需要的时候不易找到而不能及时充值的情况发生，另一方面可以在充值完之后将IC卡直接就近插到燃气表中，方便使用。

在IC卡充值过程中，涉及到蓝牙读写卡器、普通IC卡、手机微信端、微信服务器及燃气公司服务器等部分，各部分之间的通讯连接关系见图4所示。其中蓝牙读写卡器为本实施例提供的产品，其余为配套设备。每个蓝牙读写卡器具有固有MAC地址，在服务器端与固定的IC卡号进行绑定(卡号按照燃气公司的编码规则生成，具有唯一性)，不允许两个蓝牙读写卡器绑定相同的卡号，也不允许相同的卡号被两个读写卡器绑定，保证两者唯一的对应关系。从蓝牙通讯角度而言，手机作为主机，可以绑定多个读写卡器，并可以同时与多个读写卡器连接；读写卡器作为从机，可以被多个手机绑定，但只能与一台手机保持连接。

每个蓝牙读写卡器都有结合蓝牙通讯模块MAC生成的固有二维码。绑定时，需要手机微信扫描二维码进行绑定；绑定后，每次连接无需扫描二维码，根据提示进行连接后可进行相应操作。

用户想要购气时，将IC卡正确插入读写卡器中的IC卡读写模块，读写卡器正常工作，读写卡器中的蓝牙通讯模块会周期性地发送广播信号寻找蓝牙设备，手机蓝牙打开后，就可与手机蓝牙建立连接。利用手机进入燃气公司微信公众号，读写卡器与手机蓝牙连接成功后，卡上携带的表内用气信息会立即回传至燃气公司服务器。用户输入购气量后，服务器会根据当前气价核算总价，用户确认信息无误后，进行微信支付。如果卡上存在已有气量，不可充值，必须将卡上气量输入到表中后方可充值。同时，用户可通过蓝牙查询燃气表用气情况，购气记录等信息。

通过蓝牙在线充值，在不改造用户已安装的智能燃气表及配套IC卡的前提下，实现用户的燃气自主快捷充值，并可以上网查看燃气表用气信息及购气记录等。蓝牙读写卡器代替代售点工作，用户在家实现自主快捷充值，满足不同人群的使用需求。同时，燃气公司在即时获取用气信息的同时，也降低了人工成本。所以，燃气公司可以撤销售气点，用户实现随时随地、足不出户、自主购气。并且在用户购气的同时，IC卡中信息会上传到燃气公司的数据库。

另外，在某实验场地安装多个该蓝牙读写卡器，以对该读写卡器的性能进行试验，结果是：运行稳定，通讯成功率达到99.5％，数据正确率为100％。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述读写卡器的硬件结构，而不对具体的充值操作过程做出任何限定，比如除了采用微信支付外，还可以采用支付宝等其他支付方式进行支付；而且，虽然上述实施例中读写卡器用于燃气表IC卡，但是，这只是一种实施方式，上述实施例不作为对其应用对象的限定，除了燃气表IC卡之外还可以是其他种类的IC卡，比如电表的IC卡。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，包括主控MCU、蓝牙通讯模块、电源模块和IC卡读写模块，主控MCU与蓝牙通讯模块相连接，电源模块供电连接主控MCU，主控MCU与IC卡读写模块相连接，其特征在于，所述读写卡器还包括用于检测电源模块输出电压的电压采集模块，所述主控MCU采样连接所述电压采集模块。

2.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，其特征在于，所述读写卡器还包括用于提示蓝牙的连接状态及电源模块输出电压状态的LED指示模块，所述主控MCU控制连接所述LED指示模块。

3.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，其特征在于，所述读写卡器还包括用于软件仿真及相关程序下载的编程接口模块，所述主控MCU输入连接所述编程接口模块。

4.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，其特征在于，所述读写卡器还包括复位模块，所述主控MCU输入连接所述复位模块。

5.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现IC卡充值的读写卡器，其特征在于，所述读写卡器还包括有壳体，所述壳体上固设有用于将所述壳体固定在相应位置的吸盘。