CN212540581U - 一种低功耗读卡检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能卡的技术领域，尤其涉及一种低功耗读卡检测电路，其包括检测装置、读卡装置以及控制装置，所述检测装置用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，所述控制装置耦接于检测装置、并用于接收检测信号以输出控制信号，所述读卡装置耦接于控制装置、并用于接收控制信号以读取智能卡的数据，所述读卡装置上耦接有供电装置，所述供电装置用于对检测装置、读卡装置以及控制装置进行供电。本实用新型具有低功耗、节省电能的效果。

Description

一种低功耗读卡检测电路

技术领域

本实用新型涉及智能卡技术领域，尤其涉及一种低功耗读卡检测电路。

背景技术

传统的接触式智能卡如磁卡、接触式IC卡，识别设备(又称之为读卡器)需要与智能卡接触，然后才能对智能卡进行读写操作。射频卡又称为RF智能卡，识读设备在与智能卡不发生接触的情况下，可以通过无线传输的方式识别智能卡并传输数据，从而实现对智能卡的读写操作，此技术可应用于智能门锁领域，即通过智能卡刷卡，可控制门锁的打开。

目前，非接触射频卡一般采用此方式进行智能卡片检测，即读卡器定时发送射频读卡信号，当有效的智能卡片处于读卡器的射频场内且此时的智能卡片接受到读卡信号后，会发送智能卡片内的数据到读卡器，读卡器根据接收到的数据判断是否存在有效的智能卡片，完成智能卡片检测操作。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于读卡器在发射电磁波和读写卡片数据时需要消耗比较大的电源电流，一般达到10mA，这种方法不适合低功耗系统（例如由电池供电的智能锁），它会大大的缩短电池的使用寿命，对于智能卡片操作并不频繁的智能锁，大部分的电源能量消耗在智能卡片的检测上，这是一种不必要的浪费，针对此，有待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低功耗读卡检测电路，具有低功耗、节省电能的效果。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低功耗读卡检测电路，包括检测装置、读卡装置以及控制装置，所述检测装置用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，所述控制装置耦接于检测装置、并用于接收检测信号以输出控制信号，所述读卡装置耦接于控制装置、并用于接收控制信号以读取智能卡的数据，所述读卡装置上耦接有供电装置，所述供电装置用于对检测装置、读卡装置以及控制装置进行供电。

采用上述技术方案，当检测装置检测到智能卡处于射频场内时，检测装置能通过控制装置，使得控制装置控制读卡装置启动，当读卡装置启动时，便能通过智能卡与读卡装置是否适配来实现读卡工作；当检测装置未能接收到智能卡处于射频场的信号时，检测装置无法通过控制装置使得读卡装置运行，通过此方式，便能使读卡装置在需要工作，对比读卡装置因定时工作的情况，直接导致需要消耗较多电能的情况，能有效减少损失，提高效率。

本实用新型进一步设置为：所述检测装置包括检测部与稳压部，所述检测部用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，所述检测信号为电压信号，所述控制装置与检测部相耦接用于接收电压信号并输出控制信号，所述稳压部用于稳定电压信号的输出。

采用上述技术方案，设置的检测部，能很方便的检测智能卡是否在射频场内，针对此，方便及时响应智能卡的存在，进而便于读卡装置及时进行读卡工作，设置的稳压部，能及时稳定检测部上的电压输出，针对此，能间接方便控制装置及时接收到检测信号，同时，能提高电路稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述读卡装置上耦接有天线匹配模块，所述天线匹配模块与智能卡相匹配，所述天线匹配模块与检测部相耦接，所述检测部通过检测天线匹配模块上的电压变化以输出检测信号。

采用上述技术方案，当智能卡靠近天线匹配模块时，天线匹配模块的磁场发生变化，当天线匹配模块上的磁场发生变化时，与检测部相耦接处的电压发生变化，针对此，通过天线匹配模块与检测部的相互配合，便能使检测部很方便的输出变化的电压，从而方便检测部能及时检测到智能卡的靠近，进一步方便根据检测到的电压，输出检测信号至控制装置。

本实用新型进一步设置为：所述检测部包括电容C8、二极管D1、电阻R5以及电阻R9，所述电容C8的一端连接于天线匹配模块、另一端连接于二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极依次与电阻R5、电阻R9相串联，所述电阻R9的另一侧接地，所述电阻R5与电阻R9之间的连接点耦接于控制装置。

采用上述技术方案，当控制装置检测到电阻R5电阻R9之间的连接点的电压发生变化时，控制装置输出控制信号，并使得打卡装置启动，通过此方式，便能很方便读卡装置进行读卡工作，进而有效节省读卡装置因定时发出电磁波所消耗的能耗。

本实用新型进一步设置为：所述稳压部为电容C22，所述电容C22的两端并联在串联的电阻R5与电阻R9的两端。

采用上述技术方案，设置的电容C22，能抑制瞬间的冲击电流，从而间接能保证电压的稳定性，同时，设置的电容，也能过滤掉不同的交流信号，以及干扰信号。

本实用新型进一步设置为：所述控制装置为控制器，所述控制器的型号为NRF52832。

采用上述技术方案，型号为NRF52832的控制器，价格便宜，使用简单，能有效节省成本。

本实用新型进一步设置为：所述读卡装置为读卡芯片，所述读卡芯片的型号为CV520。

采用上述技术方案，MFCV520是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员，支持ISO/IEC14443TypeA和MIFARE®通信协议，是一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写芯片。

本实用新型进一步设置为：所述二极管D1上耦接有电阻R2，所述电阻R2的一端连接在二极管D1的阳极上、另一端连接在电容C22靠近接地端的端部上。

采用上述技术方案，设置的电阻R2配合电容C22，能在电容C22给高频提供一个畅通的交流通路同时，使高频不受衰减；电阻R2则可以将低频衰减程度控制在某一个范围内，从而改善整个信号输出质量。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.当检测装置检测到智能卡处于射频场内时，检测装置能通过控制装置，使得控制装置控制读卡装置启动，当读卡装置启动时，便能通过智能卡与读卡装置是否适配来实现读卡工作；当检测装置未能接收到智能卡处于射频场的信号时，检测装置无法通过控制装置使得读卡装置运行，通过此方式，便能使读卡装置在需要工作，对比读卡装置因定时工作的情况，直接导致需要消耗较多电能的情况，能有效减少损失，提高效率；

2.设置的电阻R2配合电容C22，能在电容C22给高频提供一个畅通的交流通路同时，使高频不受衰减；电阻R2则可以将低频衰减程度控制在某一个范围内，从而改善整个信号输出质量。

附图说明

图1是本实用新型中检测装置与控制装置的功能模块示意图；

图2是本实用新型中控制装置的结构示意图；

图3是本实用新型中读卡装置的电路原理图；

图4是本实用新型中检测装置的电路原理图。

附图标记：1、检测装置；11、检测部；12、稳压部；2、读卡装置；3、控制装置；4、供电装置；5、天线匹配模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种低功耗读卡检测电路，能节省读卡装置2所消耗的电能，包括检测装置1、读卡装置2、控制装置3以及供电装置4，供电装置4用于对检测装置1、读卡装置2以及控制装置3进行供电，检测装置1用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，控制装置3耦接于检测装置1，并用于接收检测信号以输出控制信号，读卡装置2耦接于控制装置3，并用于接收控制信号以读取智能卡的数据。其中，控制装置3为控制器，如图2所示，控制器的型号为NRF52832，如图3所示，读卡装置2为读卡芯片，读卡芯片的型号为CV520。

如图3所示，在读卡装置2上的11脚与13脚均耦接有天线匹配模块5，读卡装置2经天线匹配模块5发出的读卡信号与智能卡发出的数据相匹配，当智能卡靠近天线匹配模块5时，天线匹配模块5上的磁场线被切割，由变化的磁场，产生变化的电流可知，天线匹配模块5上的电流与电压也相对应的发生了变化。

如图3所示，读卡装置2的13脚上的天线匹配模块5包括电感L2、电容C29、电容C46、电容C47、电容C48、电容C7以及电阻R17，其中，电感L2、电容C29以及电阻R17相串联，电感L2的另一侧接读卡装置2的13脚，电阻R17的另一侧为射频输出信号RF_OUT1，电容C7并联在电容C29上，电容C46的一端连接在电感L2与电容C29的连接点、另一端接地，电容C47的一端连接在电容C29以及电阻R17的连接点、另一端接地，电容C48并联在电容C47上。

如图3所示，读卡装置2的11脚上的天线匹配模块5包括电感L1、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C28以及电阻R8，其中，电感L1、电容C17以及电阻R8相串联，电感L1的另一侧接读卡装置2的11脚，电阻R8的另一侧为射频输出信号RF_OUT，电容C28并联在电容C17上，电容C14的一端连接在电感L1与电容C17的连接点、另一端接地，电容C15的一端连接在电容C17以及电阻R8的连接点、另一端接地，电容C16并联在电容C15上。另外，电容C17以及电阻R8的连接点耦接有检测装置1。

如图4所示，检测装置1包括检测部11与稳压部12，检测部11包括电容C8、二极管D1、电阻R5以及电阻R9，电容C8的一端连接于天线匹配模块5、另一端连接于二极管D1的阳极，二极管D1的阴极依次与电阻R5、电阻R9相串联，电阻R9的另一侧接地，且电阻R5与电阻R9之间的连接点耦接于控制装置3的43脚。

稳压部12包括电容C22、电容C9以及电阻R2，电容C22的两端并联在串联的电阻R5与电阻R9的两端，电容C9的一端连接在电容C22与二极管D1的连接点、另一端接地，电阻R2的一端连接在电容C8与二极管D1的连接点、另一端接地。

实施原理:当有智能卡靠近射频场，即靠近天线匹配模块5时，射频输入端RF_IN处的电压发生变化，当该处的电压发生变化时，电阻R5与电阻R9之间的连接点的电压发生变化，当连接点（MFRC_ADC）处的电压发生变化时，控制装置3经MFRC_ADC端检测到电压值的变化，此时，一旦控制装置3检测到该点的电压值与之前的电压值不一致时，控制装置3立即输出控制信号至读卡芯片上，读卡芯片接收后，即可读取智能卡的数据，若读卡信号与智能卡的数据相同时，即可利用智能卡开锁。通过此方式，便能使读卡装置2在需要时启动，有效减少了能耗的浪费。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，包括检测装置（1）、读卡装置（2）以及控制装置（3），所述检测装置（1）用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，所述控制装置（3）耦接于检测装置（1）、并用于接收检测信号以输出控制信号，所述读卡装置（2）耦接于控制装置（3）、并用于接收控制信号以读取智能卡的数据，所述读卡装置（2）上耦接有供电装置（4），所述供电装置（4）用于对检测装置（1）、读卡装置（2）以及控制装置（3）进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述检测装置（1）包括检测部（11）与稳压部（12），所述检测部（11）用于检测智能卡是否处于射频场内并输出检测信号，所述检测信号为电压信号，所述控制装置（3）与检测部（11）相耦接用于接收电压信号并输出控制信号，所述稳压部（12）用于稳定电压信号的输出。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述读卡装置（2）上耦接有天线匹配模块（5），所述天线匹配模块（5）与智能卡相匹配，所述天线匹配模块（5）与检测部（11）相耦接，所述检测部（11）通过检测天线匹配模块（5）上的电压变化以输出检测信号。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述检测部（11）包括电容C8、二极管D1、电阻R5以及电阻R9，所述电容C8的一端连接于天线匹配模块（5）、另一端连接于二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极依次与电阻R5、电阻R9相串联，所述电阻R9的另一侧接地，所述电阻R5与电阻R9之间的连接点耦接于控制装置（3）。

5.根据权利要求2所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述稳压部（12）为电容C22，所述电容C22的两端并联在串联的电阻R5与电阻R9的两端。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述控制装置（3）为控制器，所述控制器的型号为NRF52832。

7.根据权利要求1所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述读卡装置（2）为读卡芯片，所述读卡芯片的型号为CV520。

8.根据权利要求4所述的一种低功耗读卡检测电路，其特征在于，所述二极管D1上耦接有电阻R2，所述电阻R2的一端连接在二极管D1的阳极上、另一端连接在电容C22靠近接地端的端部上。

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