专利名称：：一种磁卡读卡器数码磁头及其控制方式的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种磁卡读卡器数码磁头及其控制方式，尤其涉及一种不需外加解码电路就能直接把银行系统的信用卡、磁卡和存折数据读出，并通过RS232接口或USB接口直接传输给电脑或终端的数码磁头及其控制方式。
背景技术：
：目前，众所周知，磁卡的使用已经有很长的历史了。由于磁卡成本低廉，易于使用，便于管理，且具有一定的安全特性，因此它的发展得到了很多世界知名公司，特别各国政府部门几十年的鼎立支持，使得磁卡的应用非常普及，遍布国民生活的方方面面。磁卡记录原理记录磁头由内有空隙的环形铁芯和绕在铁芯上的线图构成。磁卡是由一定材料的片基和均匀地涂布在片基上面的微粒磁性材料制成的。在记录时，磁卡的磁性面以一定的速度移动，或记录磁头以一定的速度移动，并分别和记录磁头的空隙或磁性面相接触。磁头的线圈一旦通上电流，空隙处就产生与电流成比例的磁场，于是磁卡与空隙接触部分的磁性体就被磁化。如果记录信号电流随时间而变化，则当磁卡上的磁性体通过空隙时(因为磁卡或磁头是移动的)，便随着电流的变化而不同程度地被磁化。磁卡被磁化之后，离开空隙的磁卡磁性层就留下相应于电流变化的剩磁。如果电流信号(或者说磁场强度)按正弦规律变化，那么磁卡上的剩余磁通也同样按正弦规律变化。当电流为正时，就引起一个从左到右(从N到S)的磁极性；当电流反向时，磁极性也跟着反向。其最后结果可以看作磁卡上从N到S再返回到N的一个波长，也可以看作是同极性相接的两块磁棒。剩磁Br是按正弦变化的。当信号电流最大时，纵向磁通密度也达到最大。记录信号就以正弦变化的剩磁形式记录，Hfc存在磁卡上。传统读卡磁头的工作原理磁卡上面剩余磁感应强度Br在磁卡工作过程中起着决定性的作用。磁卡以一定的速度通过装有线圈的工作磁头，磁卡的的外部磁力线切割线圈，在线圈中产生感应电动势，从而传输了被记录的信号。一根很细的金属直线可以作为一个简单的重放设备，金属直线与磁卡紧贴，方向垂直于磁卡运行方向，磁卡运行时，金属直线切割磁力线而产生感应电动势，电动势的大小与切割的磁力线成正比/当磁卡的运行速度保持不变时，金属直线的感应电动势与磁卡表面剩余磁感应强度成正比，而导体中的感应电动势可由下式表示e-BrWv式中Br-表面剩余磁感应强度；W-记录道迹的宽度；v-重放时磁卡的运行速度。在Br=27Tf/vcl)rmcos27ift的情况下，综合Br和e的关系式，得到e=27TfW(J)rmcos27Tft。当然，用一根金属线作磁卡工作设备，由于输出很小，故而是不实用的。而磁头是用高导磁系数的软磁材料制成的铁芯，上面缠有绕组线圈，磁头前面有一条很窄的缝隙，这时进入工作磁头的磁卡磁通量而言，可以看作是两个并联的有效磁阻，即空隙的磁阻和磁头铁芯的磁阻。因为空隙的有效磁阻远大于工作磁头铁芯的磁阻，所以磁卡上磁通量的绝大部分输入到磁头铁芯，并与工作磁头上线圈绕组发生交连，因而感应出电动势，在这种情况下，单根金属重放线所得到的感应电动势公式完全适用于环形磁卡工作磁头，只是比例系数不同而已。设N为线圈的匝数，m为与工作磁头铁芯的大小和磁性有关的系数，则环形工作磁头绕组中所产生的感应电动势为e=2TrfWmN(})rmcos2丌ft因为在工作磁绕组中所感应的电动势正比于磁通量的变化率，即电动势e^Bycx频率f。在记录时i-Isinwt,纵向剩磁密度Bxai(传递曲线的直线部分)，所以，Bx=KlIsinWt。由于Byadbx/dt，e°=By,所以，e=K2Iwcoswt。这里的K2取决于工作磁头的效率、匝数、磁带材料等。这些公式还表明输出电压正比记录电流；输出电压正比于信号频率。总而言之，目前传统的磁头在一个读卡设备完成把卡内信息读出传输到电脑或终端的过程中只是担任把磁卡刷卡运动时磁体切割磁感线产生电流的变化输出，还必须经过复杂的信号放大和解码电路才能完成磁卡数据重现功能。目前巿场上已有的磁条卡读卡器都是有三部分组成磁头，解码模块，刷卡座。所以磁头在读卡器整体中只是一个小部分，完成简单的刷卡产生的电流变化的采集。如果使用传统读卡磁头生产一个读卡设备存在缺点成本高，开发周期长，体积大，易破解。
发明内容本发明针对上述诸多问题进行了改进，使用本磁卡读卡数码磁头就解决了目前常规读卡设备所使用的磁头的这些缺点，把解码电路简化到可以SMT到10腿X10mmX0,5隨的PCB板上，并嵌入到磁头内部，与磁头形成一整体，使用本磁卡读卡数码磁头加上刷卡座就能组成读卡器，不需要另加解码部分。可以节省成本，缩短开发周期，缩小体积。具体的技术方案为一种磁卡读卡器数码磁头，其包括磁头，所述磁头信号输出端连有信号整形电路，信号整形电路与CPU连接，CPU输出端连有运算放大器，运算放大器与输出接口连接，输出接口的一个脚位通过施密特触发器与CPU输入端连接；电路供电采用3.3V稳压器。所述磁头为三轨磁头。〗所述输出接口为USB接口。所述输出接口为RS232接口。一种磁卡读卡器数码磁头的控制方式其控制方式由以下步骤组成A、信号整形电路将刷卡时产生的电信号放大和整形，把信号转变成一串脉冲信号；B、当CPU接收到由高电平下降到低电平的下降沿信号时，判定刷卡开始，并判别刷卡方向后，记录下脉冲信号，当CPU接收到连续两个以上高电平时，判定刷卡结東；C、将所收集到的脉冲信号进行计算编码，计算到刷卡数据的起始符和刷卡数据的结東符，一个刷卡过程完成，起始符和结束符中间的部分为卡内数据；D、经过TX和RX传输到串口，完成把磁卡信息重现的过程。本发明的数码磁头可联接任何具有RS-232串口或USB接口的电脑或终端，标准的DC+5￥供电，可读300Oe~40000e的磁条卡或存折本上的磁条信息。操作简单，该产品性能稳定可靠，并且兼容性好，是计算机系统理想的外围设备。可广泛用于金融、邮电、交通、海关等各个领域，特别是银行系统的信用卡、磁卡和存折的读取。图i为本发明实施例的电路工作框图；图2为本发明实施例的工作电路图；图3为本发明实施例的磁卡刷卡时经过磁头和Ul整形后波形图；图4为本发明实施例的磁卡读卡数码磁头使用接线图。具体实施方式以下通过实施例来描述本发明，应该指出的是，所列举的实施例不应理解对发明的限制。如图所示本实施例一种磁卡读卡器数码磁头，其包括磁头和磁头内部解码电路，所述磁头信号输出端连有信号整形电路，信号整形电路与CPU连接，CPU输出端连有运算放大器，运算放大器与输出接口连接，输出接口的一个脚位通过施密特触发器与CPU输入端连接；电路供电釆用3.3V稳压器。磁头为三轨磁头。输出接口为RS232接口或USB接口。电路工作原理介绍C0N7是磁头三个轨道线圈接入端，来自刷卡时产生的电磁信号经Ul信号放太和整形，把信号转变成一串脉冲信号，如下图3所视，当CPU接收到下图3,Tl处由高电平下降到低电平的下降沿时，程序判断刷卡开始，并记录下脉冲信号T2，当CPU接收到连续两个以上高电平时T3，程序判断刷卡结東.接着程序将所收集到的脉冲信号进行计算编码，如第一轨以七位二进制编码规则，当计算到编码为1000101代表字符％时为刷卡信号的起始符，当计算到编码为0011111代表字符？时为刷卡信号的结東符，一个刷卡过程完成，％与？中间的部分就是卡内数据.再经过TX和RX传输到串口，完成把磁卡信息重现的过程。(七位编码规则表l),电路中U4是单路施密特触发反向器闸，U5是运算放大器，主要功能是协助U2把数字信号通过C0N5串口连接器传输到电脑或终端。U3是3.3V稳压器件。七位编码规则表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本电路最大特点就是巧妙使用体积较小的元件，使整体电路体积较小，可以SMT到10mmXlOmmX0.5腿的PCB板上，并嵌入到磁头内部，与磁头形成一整体，但却能快速的完成读卡和解码功能，使用本磁卡读卡数码磁头加上刷卡座就能组成读卡器，不需要另加解码部分，使得安装简便，而且器件之间工作稳定，相互干扰较小，能耗较低。产品特点1.可同时读出多个磁道(第1.2.3磁道)，反应速度快。2.体积小，将磁头，解码电路，数据转换接口整合为一体，这是本产品独有特点。3.采用屏蔽抗干扰措施，适合各种环境使用。有效避免与终端连接所产生的杂波干扰读卡效果。4.兼容性好，可与任一品种终端连接使用，非常适合于二次开发。这是本产品独有的巿场价值。5，本磁卡读卡数码磁头还可根据客户需求，在生产时在程序中加入客户公司英文名称，当本磁头与电脑或终端连接时会自动显示出公司英文名称标志.6,本磁卡读卡数码磁头可以根据客户需求，在生产时程序中加入客户指定在读取卡数据的前面或后面加入特定的一串字符.例如卡的原本数据为1234567890,而在按客户要求在程序中加入特定代号为ABCD,则刷卡读出结果就是ABCD1234567890，这样的好处是在你的电脑或终端使用软件平台中可以通过本磁卡读卡磁头的这一功能，设定电脑或终端要读出卡信息前必须接受到这串特定的字符，判断正在使用的读卡器是与本电脑或终端设定配对的设备，否则，不读卡或报错。这样就可以避免不法分子用相同外形并内部装有盗取卡号的装置的读卡器替换了原本的读卡器，大大提高使用安全性。产品技术指标1.拉卡速度10~18Gcm/s2.读写标准ISO7811-78153.记录密度第一磁道210BPI第二磁道75BPI第三磁道210BPI4.记录字符第一磁道79个字符第二磁道40个字符(低密75BPI)104个字符(高密210BPI)第三磁道107个字符5.输出接口RS-232,波特率为9600;或USB接口。6.电源DC5V±5%30mA.7.工作环境温度(TC~+60°C;湿度10%~90%RH8.数据标准ANSI/IS0/和IBM标准9.供电方式直接RS232或USB接口供电或终端辅口供电显然，上述内容只是为了说明本发明的特点，而并非对本发明的限制，有关
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的普通技术人员根据本发明在相应的
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做出的变化应属于本发明的保护范畴。权利要求1、一种磁卡读卡器数码磁头，其包括磁头，其特征在于所述磁头内部信号输出端连有信号整形电路，信号整形电路与CPU连接，CPU输出端连有运算放大器，运算放大器与输出接口连接，输出接口的一个脚位通过施密特触发器与CPU输入端连接；电路供电采用3.3V稳压器。2、根据权利要求l所述的一种磁卡读卡器数码磁头，其特征在于所述磁头为三轨磁头。3、根据权利要求l所述的一种磁卡读卡器数码磁头，其特征在于所述输出接口为USB接口。4、根据权利要求l所述的一种磁卡读卡器数码磁头，其特征在于所述输出接口为RS232接口。5、一种如权利要求1至4任一所述的磁卡读卡器数码磁头的控制方式，其特征在于其控制方式由以下步骤组成A、信号整形电路将刷卡时产生的电信号放大和整形，把信号转变成一串脉冲信号；B、当CPU接收到由高电平下降到低电平的下降沿信号时，判定刷卡开始，并判别刷卡方向后，记录下脉冲信号，当CPU接收到连续两个以上高电平时，判定刷卡结束；C、CPU将所收集到的脉冲信号进行计算编码，计算到刷卡数据的起始符和刷卡数据的结束符，一个刷卡过程完成，起始符和结東符中间的部分为卡内数据；D、经过TX和RX传输到串口，完成把磁卡信息重现的过程。全文摘要一种磁卡读卡器数码磁头及其控制方式，其包括磁头，所述磁头信号输出端连有信号整形电路，信号整形电路与CPU连接，CPU输出端连有运算放大器，运算放大器与输出接口连接，输出接口的一个脚位通过施密特触发器与CPU输入端连接；电路供电采用3.3V稳压器。本发明的数码磁头可联接任何具有RS-232串口或USB接口的电脑或终端，标准的DC+5V供电，可读300Oe～4000Oe的磁条卡或存折本上的磁条信息。操作简单，该产品性能稳定可靠，并且兼容性好，是计算机系统理想的外围设备。可广泛用于金融、邮电、交通、海关等各个领域，特别是银行系统的信用卡、磁卡和存折的读取。文档编号G06K7/08GK101593086SQ200910106288公开日2009年12月2日申请日期2009年4月8日优先权日2009年4月8日发明者洪炜栋申请人:洪炜栋;深圳市健马科技开发有限公司