CN219778266U - 用于终端设备的nfc刷卡装置及刷卡登录终端设备的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计算机技术领域，公开了一种用于终端设备的NFC刷卡装置及刷卡登录终端设备的系统，该装置包括：NFC天线模块和NFC发射模块，NFC发射模块中包括射频读卡单元、SPI转串口单元、串口转USB单元；NFC天线模块，用于接收第一无线通信信号，并发送第一无线通信信号；射频读卡单元，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送第一SPI信号；SPI转串口单元，用于接收第一SPI信号，将第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送第一UART信号；串口转USB单元，用于接收第一UART信号，将第一UART信号转换成第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，以使终端设备执行与第一USB信号相对应的操作指令。

Description

用于终端设备的NFC刷卡装置及刷卡登录终端设备的系统

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，具体涉及用于终端设备的NFC刷卡装置及刷卡登录终端设备的系统。

背景技术

随着科技水平的不断发展，企业和个人对电脑的功能需求也越来越多。目前，相对成熟的英特尔平台可以满足企业和个人对电脑的功能需求，但国产平台由于其特殊性，在设计上存在一定困难，操作系统也并非常见的Windows系统，国产笔记本预留的功能接口也较少。其中之一则是在搭载国产计算平台的终端设备中，并无预留刷卡功能的接口，无法实现通过刷卡登录终端设备的功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于终端设备的NFC刷卡装置及刷卡登录终端设备的系统，以解决搭载国产计算平台的终端设备没有预留刷卡登录设备的功能接口的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于终端设备的NFC刷卡装置，该装置包括：装置包括NFC天线模块和NFC发射模块，NFC发射模块中包括射频读卡单元、SPI转串口单元、串口转USB单元；NFC天线模块，用于接收第一无线通信信号，并发送第一无线通信信号；射频读卡单元，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送第一SPI信号；SPI转串口单元，用于接收第一SPI信号，将第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送第一UART信号；串口转USB单元，用于接收第一UART信号，将第一UART信号转换成第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，以使终端设备执行与第一USB信号相对应的操作指令。

本实用新型设计带有USB接口的NFC发射模块和NFC天线模块，根据NFC技术解决国产平台功能缺失的问题，通过射频读卡单元将第一无线通信信号转换为第一SPI信号，将转出的第一SPI信号经过SPI转串口单元转换为第一UART信号，将转出的第一UART信号经过串口转USB单元转换为第一USB信号，再将第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，终端设备执行相对应的操作指令。通过上述过程，针对国产计算平台增加了可由NFC信号触发的操作指令，从而可以实现例如刷卡登陆操作系统等操作，解决了搭载国产计算平台的终端设备(例如是笔记本、台式机、平板电脑等)功能缺失的问题。

在可选的实施方式中，串口转USB单元还用于接收终端设备发出的第二USB信号，将第二USB信号转换为第二UART信号，向SPI转串口单元发送第二UART信号；SPI转串口单元还用于接收第二UART信号，将第二UART信号转换为第二SPI信号，并发送第二SPI信号；射频读卡单元还用于接收第二SPI信号，将第二SPI信号转换为驱动信号，并发送驱动信号；NFC天线模块还用于接收驱动信号，在驱动信号的驱动下，发射第二无线通信信号。

本实用新型中，通过互联线缆将终端设备引出的第二USB信号给到NFC发射模块，NFC发射模块上设计三个单元来共同实现发射功能，首先需要通过串口转USB单元将第二USB信号转换成第二UART信号，然后再将转出的第二UART信号经过SPI转串口单元转成第二SPI信号，最终第二SPI信号接到射频读卡单元实现对NFC天线的控制，从而实现与发射信号的卡片的通信识别功能。

在可选的实施方式中，NFC天线模块与NFC发射模块通过互联线缆连接，互联线缆为同轴线。

同轴线主要用于传输射频能量在同轴连接系统中，能实现对电阻抗的严格控制，因此可达到卓越的高频性能，同时在遭遇电磁干扰时，具备出色的屏蔽、控制能力。

在可选的实施方式中，终端设备与NFC发射模块通过互联线缆连接，互联线缆为FPC软线。

FPC软线使连线更方便，大大减少电子产品的体积，减少生产成本，提高生产效率，最适合于移动部件与主板之间。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种刷卡登录终端设备的系统，包括用于终端设备的NFC刷卡装置和终端设备：

该用于终端设备的NFC刷卡装置包括NFC天线模块和NFC发射模块，NFC发射模块中包括射频读卡单元、SPI转串口单元、串口转USB单元；NFC天线模块，用于接收第一无线通信信号，并发送第一无线通信信号；射频读卡单元，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送所述第一SPI信号；SPI转串口单元，用于接收第一SPI信号，将第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送第一UART信号；串口转USB单元，用于接收第一UART信号，将第一UART信号转换成第一USB信号；终端设备用于接收第一USB信号，执行与第一USB信号相对应的操作指令。

本实用新型设计带有USB接口的NFC发射模块和NFC天线模块，根据NFC技术解决国产平台功能缺失的问题，通过射频读卡单元将第一无线通信信号转换为第一SPI信号，将转出的第一SPI信号经过SPI转串口单元转换为第一UART信号，将转出的第一UART信号经过串口转USB单元转换为第一USB信号，再将第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，终端设备执行相对应的操作指令。通过上述过程，针对国产计算平台增加了可由NFC信号触发的操作指令，从而可以实现例如刷卡登陆操作系统等操作，解决了搭载国产计算平台的终端设备(例如是笔记本、台式机、平板电脑等)功能缺失的问题。

在可选的实施方式中，终端设备包括：身份ID识别模块，用于将第一USB信号进行处理，对第一USB信号中的员工身份ID进行判断；解锁模块，用于在第一USB信号中的员工身份ID与终端中的预存员工身份ID一致时，解锁终端设备。

用于发射信号的卡片中存有该使用者的身份ID，终端中也存有本台机器使用者的预存身份ID，若第一USB信号中的身份ID与终端中的预存身份ID一致，终端设备解锁笔记本，使用者可以快速安全的登录操作系统，使用NFC技术来解决国产平台的功能缺失，具有很高的灵活性和实用性。

在可选的实施方式中，终端设备还用于向装置发送第二USB信号；串口转USB单元还用于接收终端设备发出的第二USB信号，将第二USB信号转换为第二UART信号，向SPI转串口单元发送第二UART信号；SPI转串口单元还用于接收第二UART信号，将第二UART信号转换为第二SPI信号，并发送第二SPI信号；射频读卡单元还用于接收第二SPI信号，将第二SPI信号转换为驱动信号，并发送驱动信号；NFC天线模块还用于接收驱动信号，在驱动信号的驱动下，发射第二无线通信信号。

本实用新型中通过互联线缆将终端设备引出的第二USB信号给到NFC发射模块，NFC发射模块上设计三个单元来共同实现发射功能，首先需要通过串口转USB单元将第二USB信号转换成第二UART信号，然后再将转出的第二UART信号经过SPI转串口单元转成第二SPI信号，最终第二SPI信号接到射频读卡单元实现对NFC天线的控制，从而实现与发射信号的卡片的通信识别功能。

在可选的实施方式中，NFC天线模块与NFC发射模块通过互联线缆连接，互联线缆为同轴线。

同轴线主要用于传输射频能量在同轴连接系统中，能实现对电阻抗的严格控制，因此可达到卓越的高频性能，同时在遭遇电磁干扰时，具备出色的屏蔽、控制能力。

在可选的实施方式中，终端设备与NFC发射模块通过互联线缆连接，互联线缆为FPC软线。

FPC软线使连线更方便，大大减少电子产品的体积，减少生产成本，提高生产效率，最适合于移动部件与主板之间。

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是根据本实用新型一些实施例的用于终端设备的NFC刷卡装置和系统的结构框图；

图2是根据本实用新型一些实施例的另一用于终端设备的NFC刷卡装置和系统的结构框图；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实用新型实施例提供了一种用于终端设备的NFC刷卡装置和刷卡登录终端设备的系统，通过NFC技术以达到刷卡登陆搭载国产计算平台的终端设备(例如是台式计算机、笔记本等)的效果。NFC是近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许某种设备在限定范围内从另一种设备或NFC标签中收集数据，NFC技术无需对相连接的两款设备进行配置，只需要通过简单的设备接触，就可建立起无线连接。NFC天线模块中有NFC天线，NFC天线是一种近场耦合天线，耦合方式是线圈磁场耦合。射频读卡单元是一种非接触射频卡读写器，射频读卡单元内部的发射器可以驱动近距离天线，射频读卡单元内部有解调和解码电路，用于接收和解调信号。首先需要通过NFC天线模块将接收的第一无线通信信号传送到NFC发射模块进行数据信号处理，NFC发射模块上设计三个单元来共同实现接收功能。

在本实施例中提供了一种用于终端设备的NFC刷卡装置和刷卡登录终端设备的系统，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式。以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种用于终端设备的NFC刷卡装置，如图1所示，该装置包括：NFC天线模块101和NFC发射模块102，所述NFC发射模块102中包括射频读卡单元1021、SPI转串口单元1022、串口转USB单元1023。

其中，该NFC天线模块101，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号传送到NFC发射模块102；该第一无线通信信号可以是电磁信号，在实际应用中，当使用人员需要登录终端设备(例如台式机、笔记本电脑等)时，可以通过身份识别卡刷卡尝试登录该设备，该身份识别卡则会发出无线通信信号。

NFC发射模块102，用于接收NFC无线模块101传送的第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换为第一USB信号，向与NFC发射模块102连接的终端设备发送第一USB信号。在NFC发射模块102中将无线通信信号转换为USB信号，USB是通用串行总线，方便携带、传输速度块而且可扩展性强；无线通信信号可以由FM17520非接触读卡器芯片转换为SPI信号，再由LPC824芯片将SPI信号转换为UART信号，再由CP2102串口转USB芯片将UART信号转为USB信号。

在NFC发射模块102中，射频读卡单元1021，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送第一SPI信号；第一无线通信信号可以是电磁信号，在此过程中电磁信号转换为电信号，对电磁信号进行调制和解调；无线通信信号可以由FM17520非接触读卡器芯片转换为SPI信号。

SPI转串口单元1022，用于接收第一SPI信号，将第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送第一UART信号；UART是异步串行通信口，是一种通用的数据通信协议，SPI是一种常见的设备通用通信协议，它可以无中断传输数据，可以连续地接收或的发送任意数量的位，而在UART中，数据以数据包的形式发送，有限定数位；由LPC824芯片将SPI信号转换为UART信号。

串口转USB单元1023，用于接收第一UART信号，将第一UART信号转换成第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，以使终端设备执行与第一USB信号相对应的操作指令；由CP2102串口转USB芯片将UART信号转为USB信号。UART是异步串行通信口，是一种通用的数据通信协议，USB是通用串行总线，方便携带、传输速度块而且可扩展性强。

在本实施例中，终端设备可以执行的操作指令，可以例如是，识别员工所使用的员工卡中存储的员工身份ID，并将该员工身份ID与终端设备中预存的身份ID相比较，如果终端设备中预存的身份ID与员工卡中员工身份ID一致，则触发解锁操作，登录操作系统，该员工可以使用当前终端设备。

本实用新型实施例提供的用于终端设备的NFC刷卡装置，设计带有USB接口的NFC发射模块和NFC天线模块，根据NFC技术解决国产平台功能缺失的问题，需要通过射频读卡单元将第一无线通信信号转换为第一SPI信号，将转出的第一SPI信号经过SPI转串口单元转换为第一UART信号，将转出的第一UART信号经过串口转USB单元转换为第一USB信号，再将第一USB信号，向与NFC发射模块连接的终端设备发送第一USB信号，终端设备执行相对应的操作指令。可以刷卡登陆操作系统，解决了搭载国产计算平台的终端设备(例如是笔记本、台式机、平板电脑等)功能缺失的问题。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，该终端设备可以例如是搭载了国产计算平台的笔记本电脑，该笔记本电脑在获取到该第一USB信号后，从该第一USB信号中提取相应信息，对于员工使用员工员刷卡开机的场景时，该相应信息可以包括员工身份ID，笔记本电脑在获取到该员工身份ID后，对第一USB信号中的员工身份ID进行判断；若第一USB信号中的员工身份ID与笔记本电脑中预存的员工身份ID一致，则解锁该笔记本电脑，以供该员工使用。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，上述串口转USB单元1023可以选择CP2102，SPI转串口单元1022可以使用NXP厂商的LPC824，它是一个32位的MCU芯片，需要外部的启动ROM，射频读卡单元1021可以选择FM17520。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，NFC天线模块101与NFC发射模块102通过互联线缆连接，此互联线缆为同轴线，终端设备与NFC发射模块通过互联线缆连接，此互联线缆为FPC软线。同轴线主要用于传输射频能量在同轴连接系统中，能实现对电阻抗的严格控制，因此可达到卓越的高频性能，同时在遭遇电磁干扰时，具备出色的屏蔽、控制能力，FPC软线使连线更方便，大大减少电子产品的体积，减少生产成本，提高生产效率，最适合于移动部件与主板之间。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，在该装置与员工卡建立连接的过程中，双方都需产生各自的电磁场，NFC发射模块发送驱动信号激励NFC天线产生磁场，通过近场耦合将能量传输给员工卡；员工卡对磁场进行调制，将数据返还给该装置完成通信。在上述过程中，该终端设备还用于向装置发送第二USB信号，从而触发NFC天线模块101发射用以接收识别卡的第二无线通信信号。

在一些可选的实施例方式中，串口转USB单元1023还用于接收终端设备发出的第二USB信号，将第二USB信号转换为第二UART信号，向SPI转串口单元1022发送第二UART信号；

SPI转串口单元1022还用于接收第二UART信号，将第二UART信号转换为第二SPI信号，并发送第二SPI信号；

射频读卡单元1021还用于接收第二SPI信号，将第二SPI信号转换为驱动信号，并发送驱动信号；

NFC天线模块101，用于接收射频读卡单元发出的驱动信号，在该驱动信号的驱动下，NFC天线模块101中的天线产生磁场，如果在一定距离内有员工卡，就可建立起无线连接。

在该装置与员工卡建立无线连接后，NFC天线模块101将接收到的第一无线通信信号传送到NFC发射模块102中进行信号转换，将转换出的第一USB信号传送至终端设备中进行比对，第一USB信号中的员工身份ID与终端中的预存员工身份ID一致，则解锁笔记本，如果第一USB信号中的员工身份ID与终端中的预存员工身份ID不一致，则继续保持未登录状态。NFC天线模块101接收到第一无线通信信号后的处理过程，可以参见上述任意实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例提供的一种用于终端设备的NFC刷卡装置，使用NFC技术解决国产平台功能缺失的问题，企业员工刷一下员工卡就可以解锁电脑，登陆操作系统，实现了办公电脑和员工卡的联动，具有很高的实用性和灵活性。

本实施例提供一种用于终端设备的NFC刷卡系统，如图1所示，该系统包括：用于终端设备的NFC刷卡装置和设备终端，该装置包括NFC天线模块101和NFC发射模块102，NFC发射模块102中包括射频读卡单元1021、SPI转串口单元1022、串口转USB单元1023；NFC天线模块101，用于接收第一无线通信信号，并发送第一无线通信信号；射频读卡单元1021，用于接收第一无线通信信号，将第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送第一SPI信号；SPI转串口单元1022，用于接收第一SPI信号，将第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送第一UART信号；串口转USB单元1023，用于接收第一UART信号，将第一UART信号转换成第一USB信号；终端设备用于接收第一USB信号，执行与第一USB信号相对应的操作指令。其中，用于终端设备的NFC刷卡装置和设备终端的具体执行过程请详见上述任意实施例所述的用于终端设备的NFC刷卡装置和设备终端的相关描述，在此不再赘述。

通过本实施例提供的用于终端设备的NFC刷卡系统，可以让使用者通过刷卡的方式解锁电脑，登陆操作系统，解决了搭载国产计算平台的终端设备的功能缺失的问题。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种用于终端设备的NFC刷卡装置，其特征在于，所述装置包括NFC天线模块和NFC发射模块，所述NFC发射模块中包括射频读卡单元、SPI转串口单元、串口转USB单元；

NFC天线模块，用于接收第一无线通信信号，并发送所述第一无线通信信号；

射频读卡单元，用于接收所述第一无线通信信号，将所述第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送所述第一SPI信号；

SPI转串口单元，用于接收所述第一SPI信号，将所述第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送所述第一UART信号；

串口转USB单元，用于接收所述第一UART信号，将所述第一UART信号转换成第一USB信号，向与所述NFC发射模块连接的终端设备发送所述第一USB信号，以使所述终端设备执行与所述第一USB信号相对应的操作指令。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：

串口转USB单元还用于接收所述终端设备发出的第二USB信号，将所述第二USB信号转换为第二UART信号，向所述SPI转串口单元发送所述第二UART信号；

SPI转串口单元还用于接收所述第二UART信号，将所述第二UART信号转换为第二SPI信号，并发送所述第二SPI信号；

射频读卡单元还用于接收所述第二SPI信号，将所述第二SPI信号转换为驱动信号，并发送所述驱动信号；

NFC天线模块还用于接收所述驱动信号，在所述驱动信号的驱动下，发射第二无线通讯信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：

所述NFC天线模块与所述NFC发射模块通过互联线缆连接，所述互联线缆为同轴线。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：

所述终端设备与所述NFC发射模块通过互联线缆连接，所述互联线缆为FPC软线。

5.一种刷卡登录终端设备的系统，其特征在于，所述系统包括用于终端设备的NFC刷卡装置和终端设备：

所述装置包括NFC天线模块和NFC发射模块，所述NFC发射模块中包括射频读卡单元、SPI转串口单元、串口转USB单元；

NFC天线模块，用于接收第一无线通信信号，并发送所述第一无线通信信号；

射频读卡单元，用于接收所述第一无线通信信号，将所述第一无线通信信号转换成第一SPI信号，并发送所述第一SPI信号；

SPI转串口单元，用于接收所述第一SPI信号，将所述第一SPI信号转换成第一UART信号，并发送所述第一UART信号；

串口转USB单元，用于接收所述第一UART信号，将所述第一UART信号转换成第一USB信号；

终端设备用于接收所述第一USB信号，执行与所述第一USB信号相对应的操作指令。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述终端设备包括：

身份ID识别模块，用于将所述第一USB信号进行处理，对所述第一USB信号中的员工身份ID进行判断；

解锁模块，用于在所述第一USB信号中的员工身份ID与终端中的预存员工身份ID一致时，解锁所述终端设备。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述终端设备还用于向所述装置发送第二USB信号；

串口转USB单元还用于接收所述终端设备发出的第二USB信号，将所述第二USB信号转换为第二UART信号，向所述SPI转串口单元发送所述第二UART信号；

SPI转串口单元还用于接收所述第二UART信号，将所述第二UART信号转换为第二SPI信号，并发送所述第二SPI信号；

射频读卡单元还用于接收所述第二SPI信号，将所述第二SPI信号转换为驱动信号，并发送所述驱动信号；

NFC天线模块还用于接收所述驱动信号，在所述驱动信号的驱动下，发射第二无线通信信号。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，包括：

所述NFC天线模块与所述NFC发射模块通过互联线缆连接，所述互联线缆为同轴线。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，包括：

所述终端设备与所述NFC发射模块通过互联线缆连接，所述互联线缆为FPC软线。