CN215729779U - 一种读卡器及展柜控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种读卡器及展柜控制系统，其中，所述的读卡器中设有抗金属干扰铁氧体材料层，可有效阻断金属对射频信号的吸收作用，使得该读卡器可在更多场景下得到应用，且该抗金属干扰铁氧体材料层设于RFID读卡器本体与射频天线之间，并一起置于防护壳内，可方便生产、简化现场安装难度，同时，该读卡器设有可插拔接口单元，使得该读卡器可通过可插拔线缆与外部的控制器相连接，可进一步地使得现场施工更为简单、实施成本更低、更容易排除故障。而包括该读卡器的展柜控制系统同样具备施工便捷、安装方便的特点、有效降低实施成本、可广泛地推广应用。

Description

一种读卡器及展柜控制系统

技术领域

本实用新型涉无线通讯技术领域，具体涉及一种读卡器及展柜控制系统。

背景技术

现有的展柜控制系统一般是采用普通门禁读卡器来实施。

门禁读卡器是用来读取卡片中数据，是一个直接同用户接触的门禁部件，它的作用是读取，识别进入者的身份信息。通常，身份信息可由卡片号码、个人密码、指纹或其他用以识别和证明个人身份的重要信息。

当感应卡进入读卡器电磁波辐射范围内时，会触发感应卡上的线圈产生电流并触发感应卡上的MCU(即微控制单元)工作，感应卡天线向读卡器发射卡片信息，读卡器将电平信号转换成数字序号，传送给就门禁控制器，由控制器判断卡片信息权限决定是否开门。

普通的门禁读卡器一般工作频率为13.56Mhz或者125Khz，其中，采用13.56MHz频率的市场普通门禁读卡器，适用IS014443A国际标准非接触技术，允许对卡片进行读写、加密，提高安全性。因通讯速度更高，更适合应用于生物识别和处理特别安全防伪认证。13.56Mhz高频技术已经成为目前市场主流发展趋势。ISO14443A国际标准非接触技术，通常读卡距离可达10厘米。优点是处理速度快，适合于数据量较大的信息传输，例如生物识别技术。

市场普通门禁读卡器接口一般有：电源正极，电源负极，数据D0，数据D1，LED反馈线，蜂鸣器反馈线，通常需要4～6芯线缆；

市场普通门禁读卡器主要适用于普通门禁进出管理，通道进出管理等场合，外壳一般按照86盒安装孔位设计或者表面打孔固定，另外普通门禁读卡器如果安装在金属表面，射频信号会被金属吸收，从而使读卡器不能读卡或者严重影响读卡距离。

现有技术中的门禁读卡器存在以下缺点：

1、现场安装布线实施复杂：门禁读卡器与控制器之间采用线缆连接，通常需要4～8芯的线缆，线缆材料成本和施工人力成本都很高；

2、现场安装复杂：外壳采用86盒或表面安装，很多事情现场没有预留86底盒，需要现场打孔，转孔后才能安装，安装成本高；

3、故障排除困难：由于设备之间采用线缆连接，一旦出了故障，设备检修就很困难，很难在短时间内确认故障位置；

4、安装在金属材料表面时不能读卡或读卡距离变得很近。

实用新型内容

本实用新型提供了一种安装方便、稳定性好、实施成本低、适用于多种安装环境的读卡器。

为了实现上述目的，本实用新型的读卡器具有如下构成：

该读卡器，其主要特点是，所述的读卡器包括RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层、射频天线及防护壳；

其中，所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线之间；

所述的RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层及射频天线设于所述的防护壳内部，且所述的RFID读卡器本体上还设有可插拔接口单元，所述的防护壳上设有与所述的可插拔接口单元相对应的开口；

所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线相连接。

较佳地，所述的RFID读卡器本体包括PCB板、RFID射频芯片及微控制单元；

所述的RFID读卡器本体通过所述的RFID射频芯片与所述的射频天线相连接；

所述的RFID射频芯片、微控制单元及可插拔接口单元设于所述的PCB板上，且所述的RFID射频芯片与所述的可插拔接口单元分别与所述的微控制单元相连接；

所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的PCB板上。

更佳地，所述的抗金属干扰铁氧体材料层通过3M胶粘贴于所述的PCB板上。

更佳地，所述的可插拔接口单元包括四个可插拔接口，四个所述的可插拔接口均与所述的微控制单元相连接，四个所述的可插拔接口分别构成电源端、接地端、第一数据端及第二数据端。

进一步地，所述的接口单元采用维根接口构成。

更佳地，所述的读卡器还包括电源模块，所述的电源模块分别与所述的RFID射频芯片、微控制单元及接口单元相连接。

较佳地，所述的抗金属干扰铁氧体材料层的厚度为0.5mm。

较佳地，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为25mm、厚度为7mm。

较佳地，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为30.4mm、厚度为7mm。

该展柜控制系统，包括控制器，其主要特点是，所述的展柜控制系统还包括上述读卡器，所述的控制器通过可插拔线缆与所述的读卡器的可插拔接口单元可拔插连接。

采用本实用新型的读卡器，由于其中设有抗金属干扰铁氧体材料层，可有效阻断金属对射频信号的吸收作用，使得该读卡器可在更多场景下得到应用，且该抗金属干扰铁氧体材料层设于RFID读卡器本体与射频天线之间，并一起置于防护壳内，可方便生产、简化现场安装难度，同时，该读卡器设有可插拔接口单元，使得该读卡器可通过可插拔线缆与外部的控制器相连接，可进一步地使得现场施工更为简单、实施成本更低、更容易排除故障。包括该读卡器的展柜控制系统同样具备施工便捷、安装方便的特点、有效降低实施成本、可广泛地推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的读卡器的结构相对位置示意图。

图2为本实用新型的读卡器的原理图。

图3为本实用新型的读卡器中的防护壳的主视图。

图4为本实用新型的读卡器中的防护壳的俯视图。

图5为本实用新型的读卡器中的防护壳的右视图。

图6为本实用新型的读卡器中的防护壳的仰视图。

图7a为现有技术中一连接器的公头的俯视图。

图7b为现有技术中一连接器的公头的主视图。

图7c为现有技术中一连接器的公头的右视图。

图8a为现有技术中一连接器的母头的俯视图。

图8b为现有技术中一连接器的母头的主视图。

图8c为现有技术中一连接器的母头的右视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1至6所示，该读卡器包括RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层、射频天线及防护壳；

其中，所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线之间；

所述的RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层及射频天线设于所述的防护壳内部，且所述的RFID读卡器本体上还设有可插拔接口单元，所述的防护壳上设有与所述的可插拔接口单元相对应的开口；

所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线相连接。

该抗金属干扰铁氧体材料层为现有技术中已有的抗金属干扰材料，其又叫吸波材料，是由柔性软磁胶，树脂，稀有金属聚合物按照一定的比例混合形成富有柔性的抗冲击片状软磁性材料。由于其在高频段可以容易地进行阻抗匹配，能够实现高度的磁性收敛效果，具有卓越的吸波防投射性能，其在RFID和NFC短距离读写器及标签和在金属材质的一体化安装环境中发挥着显著隔离干扰作用。本实用新型通过在RFID读卡器本体与射频天线之间设置抗金属干扰铁氧体材料层，可使得该读卡器在金属表面或者金属开孔安装环境下仍能获得很好的读卡距离效果，实际使用距离可以大于5cm。

而在读卡器上设置可插拔接口单元可使得该读卡器与外部装置通过可插拔的线缆连接，从而使得现场实施简单，实施成本也更低。且由于读卡器与其它设备间采用可插拔线缆连接，相较与现有技术中的线缆连接方式，这种结构可在出现故障时，可在更短时间内确定故障位置，使得设备检修更为方便，排除故障更为容易。

在该实施例中，所述的RFID读卡器本体包括PCB板、RFID射频芯片及微控制单元；

所述的RFID读卡器本体通过所述的RFID射频芯片与所述的射频天线相连接；

所述的RFID射频芯片、微控制单元及可插拔接口单元设于所述的PCB板上，且所述的RFID射频芯片与所述的可插拔接口单元分别与所述的微控制单元相连接；

所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的PCB板上。

图1为本实用新型的读卡器的结构相对位置示意图，其用于表明各部件之间的相对位置关系，从图1可以看出抗金属干扰铁氧体材料层设于射频天线与RFID读卡器本体之间。由于RFID读卡器本体中的RFID射频芯片及微控制单元均设于PCB板上，故将抗金属干扰铁氧体材料层设于PCB板中靠近射频天线的一面上，就相当于抗金属干扰铁氧体材料层设于RFID读卡器本体与所述的射频天线之间。该抗金属干扰铁氧体材料层主要是用于阻断金属对射频信号的吸收作用。将抗金属干扰铁氧体材料层放在PCB板与射频天线中间后，再将抗金属干扰铁氧体材料层、射频天线、PCB板及PCB板上的个部件做成一个整体，装入防护壳中，方便生成，使得现场安装实施更简单。

在该实施例中，所述的抗金属干扰铁氧体材料层通过3M胶粘贴于所述的PCB板；安装十分便捷。

该实施例中的微控制单元(即MCU)可采用silicon lab公司的EFM8单片机构成，其主要具有16KB flash，2KB RAM，硬件SPI接口，采用QSOP24小体积封装工艺，适合本实用新型的这种小型读卡器设计。

而本实施例中的RFID射频芯片可采用NXP公司的OM96632芯片构成，该芯片采用QFN32小体积封装工艺，支持ISO15693，ISO14443A等多种ISO标准协议。通过该结构设计，可使得该读卡器可采用13.56MHz工作频率工作，适用ISO15693标准的卡片技术，采用ISO15693卡片技术的优势是更长的读取距离和更低的功耗。

在该读卡器中，可通过射频天线接收信号，然后将信号通过RFID射频芯片传输至微控制单元；由微控制单元将电平信号转换成数字信号，再通过可插拔接口单元将信号传输给外部的控制器，来实现卡片信息权限的判断。

在该实施例中，所述的可插拔接口单元包括四个可插拔接口，四个所述的可插拔接口均与所述的微控制单元相连接，四个所述的可插拔接口分别构成电源端、接地端、第一数据端及第二数据端。

如图6所示，该读卡器的防护壳上设有个开口，四个可插拔接口设于该防护壳中设有开口的位置。

在该实施例中，所述的接口单元采用维根接口构成。

即该读卡器采用的标准维根接口，且该结构为可插拔接口结构，该可插拔接口单元可与四根可插拔线缆连接，即可与四芯可插拔线缆连接，四根线缆分别用于连接5V电源正极，数据D0，数据D1及电源地端。由于该实施例中该读卡器可直接与四芯可插拔线缆连接，从而可有效降低线缆材料成本及施工人力成本。

图7a、图7b及图7c分别为现有技术中一连接器的公头的俯视图、主视图及右视图，图8a、图8b及图8c分别为现有技术中一连接器的母头的俯视图、主视图及右视图。本实施例的读卡器中的可插拔接口单元可由现有技术中的具备四个接口端的连接器的母头(或公头)构成，且由这个连接器中的四个接口端分别构成本实用新型的四个可插拔接口，只需通过设有对应的公头(或母头)的连接线，就可使得该读卡器与外部设备进行连接。需注意的是图中只是绘制出了一具体的实施例的接口，但实际应用时，并不以此为限，也可采用其它的连接器构成本实用新型的可插拔接口单元中的可插拔接口。

如图2所示，在该实施例中，所述的读卡器还包括电源模块，所述的电源模块分别与所述的RFID射频芯片、微控制单元及接口单元相连接。

在该实施例中，所述的抗金属干扰铁氧体材料层的厚度为0.5mm。

在一实施例中，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为25mm、厚度为7mm；该尺寸结构的防护壳适用于金属表面或者金属开孔安装。

在另一实施例中，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为30.4mm、厚度为7mm；该尺寸结构的防护壳适用于一般展柜安装。

较现有技术中采用86盒的通用型外壳相比，上述读卡器的防护壳是针对小空间安装位置(如展柜)，所设计的一种小尺寸、方便安装的外壳。该防护壳在展柜中安装时，不需要打孔，安装十分方便。

上述实施例中的的读卡器可在展柜控制系统中得到应用，上述读卡器可通过可插拔线缆与展柜控制系统中的控制器可拔插连接，具体来说就是，所述的控制器通过可插拔线缆与所述的读卡器的可插拔接口单元可拔插连接。

采用本实用新型的读卡器，由于其中设有抗金属干扰铁氧体材料层，可有效阻断金属对射频信号的吸收作用，使得该读卡器可在更多场景下得到应用，且该抗金属干扰铁氧体材料层设于RFID读卡器本体与射频天线之间，并一起置于防护壳内，可方便生产、简化现场安装难度，同时，该读卡器设有可插拔接口单元，使得该读卡器可通过可插拔线缆与外部的控制器相连接，可进一步地使得现场施工更为简单、实施成本更低、更容易排除故障。包括该读卡器的展柜控制系统同样具备施工便捷、安装方便的特点、有效降低实施成本、可广泛地推广应用。

本实用新型的读卡器及展柜控制系统技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种读卡器，其特征在于，所述的读卡器包括RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层、射频天线及防护壳；

其中，所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线之间；

所述的RFID读卡器本体、抗金属干扰铁氧体材料层及射频天线设于所述的防护壳内部，且所述的RFID读卡器本体上还设有可插拔接口单元，所述的防护壳上设有与所述的可插拔接口单元相对应的开口；

所述的RFID读卡器本体与所述的射频天线相连接。

2.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述的RFID读卡器本体包括PCB板、RFID射频芯片及微控制单元；

所述的RFID读卡器本体通过所述的RFID射频芯片与所述的射频天线相连接；

所述的RFID射频芯片、微控制单元及可插拔接口单元设于所述的PCB板上，且所述的RFID射频芯片与所述的可插拔接口单元分别与所述的微控制单元相连接；

所述的抗金属干扰铁氧体材料层设于所述的PCB板上。

3.根据权利要求2所述的读卡器，其特征在于，所述的抗金属干扰铁氧体材料层通过3M胶粘贴于所述的PCB板上。

4.根据权利要求2所述的读卡器，其特征在于，所述的可插拔接口单元包括四个可插拔接口，四个所述的可插拔接口均与所述的微控制单元相连接，四个所述的可插拔接口分别构成电源端、接地端、第一数据端及第二数据端。

5.根据权利要求4所述的读卡器，其特征在于，所述的接口单元采用维根接口构成。

6.根据权利要求2所述的读卡器，其特征在于，所述的读卡器还包括电源模块，所述的电源模块分别与所述的RFID射频芯片、微控制单元及接口单元相连接。

7.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述的抗金属干扰铁氧体材料层的厚度为0.5mm。

8.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为25mm、厚度为7mm。

9.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，所述的防护壳的长度为50.4mm、宽度为30.4mm、厚度为7mm。

10.一种展柜控制系统，包括控制器，其特征在于，所述的展柜控制系统还包括权利要求1至9中任一项所述的读卡器，所述的控制器通过可插拔线缆与所述的读卡器的可插拔接口单元可拔插连接。

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