一种基于nfc手机的身份识别系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于NFC手机的身份识别系统。包括上位机控制模块、通信模块、阅读器模块、NFC手机设备。所述的上位机控制器模块和网关之间的通信采用无线通信模式；所述的网关模块的UART驱动模块与主控制器的UART驱动模块之间采用UART通信；所述的主控制器的SPI驱动模块与射频读写器模块的SPI驱动模块之间采用SPI通信；所述的射频读写器模块与其所在频段的手机NFC标签之间通过无线射频场的方式进行数据通信。本实用新型解决了用户丢弃传统卡片，便于携带，节省资源等的问题。
【专利说明】-种基于NFC手机的身份识别系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于物联网【技术领域】，具体涉及一种基于NFC手机的身份识别系统及 方法。
【背景技术】
[0002] NFC (Near Field Communication,近场通信）技术是由飞利浦公司发起，由诺基 亚、索尼等著名厂商联合主推的一项短距离无线通信技术，其利用磁场感应实现电子设备 近距离之间的通信。因其传输的距离不超过10厘米的安全性通信而受到业界的关注。目 前，市场上集成NFC功能的设备越来越多，以智能手机为例，其手机上集成NFC功能类似与 手机上集成蓝牙功能一般，已经成为手机的必备功能之一。NFC手机是指带有NFC模块的手 机，其具有三种工作模式：读卡器模式、卡模式和点对点通信模式。其中卡模式可以将手机 模拟成一张非接触卡，如门禁卡、银行卡、公交卡等等。便于携带、查询。为此，针对NFC技 术所带来的各种优势，每个运营商的情况不一样，其未来的新业务也不一样，故而针对不同 的运营商而言，基于NFC手机的阅读器系统设计具有广泛的市场前景。
【发明内容】
[0003] 本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种基于NFC手机的身份识别系统。
[0004] 本实用新型的技术解决方案是：
[0005] -种基于NFC手机的身份识别系统包括上位机控制模块、通信模块、阅读器 模块和NFC手机设备。所述的上位机控制模块采用手机或电脑；所述的通信模块采用 内网数据传输通道和外网数据传输通道；数据传输通道中的网关模块包括ARM处理器 STM8S105K6T6C、射频芯片CC1101 ;所述的阅读器模块包括系统主控制器模块和射频读写 模块，其中系统主控制器模块包括采用ARM处理器STM32S103V8T6 ;射频读写模块包括射频 识别芯片RC522和天线；所述的NFC手机设备包括包含NFC射频模块的NFC手机。
[0006] 所述的上位机控制器模块和通信模块之间的通信采用无线通信模式；所述的通信 模块与ARM处理器STM32S103V8T6之间采用UART通信；所述的ARM处理器STM32S103V8T6 与射频读写模块之间采用SPI通信；所述的射频读写模块与其所在频段的NFC手机之间通 过无线射频场的方式进行数据通信。
[0007] 所述的阅读器模块的系统主控制器模块包括ARM处理器STM32S103V8T6,电阻R1、 R2、R3、R4、R7、R9、R11、R12、R14、R15,晶振 Y1、Y2,电容(：13、(：14、〇24、〇26、〇28，主控芯片复 位按键swl。ARM处理器STM32S103V8T6的90脚、77脚、72脚、76脚、89脚分别接电阻R1、 尺2、1?3、1?4的一端，电阻1?1、1?2、1?3、1?4的另一端接下载口#38_8汸冊处理器5了]\〇25103￥8丁6 的37脚和94脚分别接电阻R7和R12的一端，电阻R7和R12的另一端接地；ARM处理器 STM32S103V8T6的47脚和48脚分别接电阻R9和R11的一端，电阻R9和R11分别接通信 模块中的ARM处理器STM8S105K6T6C的16脚和15脚；ARM处理器STM32S103V8T6的6脚 和14脚分别接电阻R14和R15的一端，电阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM处理器 STM32S103V8T6的8脚、9脚分别接晶振Y1和电容C13、C14的一端，电容C13、C14的另一端 接地，ARM处理器STM32S103V8T6的12脚、13脚分别接晶振Y2和电容C24、C26的一端，电 容C24、C26的另一端接地；ARM处理器STM32S103V8T6的51脚、52脚、53脚、54脚、64脚分 别射频读写模块中RC522芯片的24脚、31脚、30脚、29脚、6脚。
[0008] 所述的阅读器模块的射频读写模块包括RC522芯片，电阻R5、R6、R8、R10、R135,晶 振 Y3,天线，电容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、C29。RC522 芯片的 24 脚、31脚、30脚、29脚、6脚分别接ARM处理器STM32S103V8T6的51脚、52脚、53脚、54脚、 64脚；RC522芯片的11脚、13脚分别接电阻R8和R10的一端，电阻R8的另一端接电容C16 和C17的一端，电阻R10的另一端接电容C20和C23的一端；RC522芯片的21脚、22脚分别 接电容C25、C27的一端和晶振Y3,电容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16脚接电容 C29,电容C29的另一端接地；天线接电容C15、C16、C18、C19、C21、C22 -端，电容C15、C16、 C18、C19、C21、C22的另一端分别接电阻R6 -端、电阻R8另一端、接地、接地、接地和接地。
[0009] 本实用新型的有益效果：本申请利用具有NFC卡模式功能的手机，为用户实现了 丢掉传统卡片，减少办卡、挂失、多卡携带等的繁琐流程，真正实现了方便携带等的功能。此 夕卜，通过采用NFC技术的设计的阅读器系统，不仅具有识别距离短，用户信息安全等的特 点。其次，整个主制器和射频读写器模块之间采用SPI总线进行通信，因SPI接口可处理高 达10Mbit/s的数据速率，与UART最高1228. 8kbit/s的总线数据速率和I2C总线3. 4Mbit/ s的高速数据速率相比，具有通信效率高的优势。为此，整个系统具有数据传输实时性好，系 统应用广泛，使用方式简便，可靠性强的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型的总体结构示意图；
[0011] 图2为本实用新型的阅读器模块通信的结构示意图；
[0012] 图3为本实用新型的内网数据传输通道和上位机控制结构示意图；
[0013] 图4为本实用新型的外网传输数据通道和上位机控制结构示意图；
[0014] 图5为本实用新型的主控芯片电路结构图；
[0015] 图6射频读写模块电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，一种基于NFC手机的身份识别系统包括上位机控制模块、通信模块、 阅读器模块、NFC手机设备。如图2、图3所示，一种基于NFC手机的阅读器系统的网络数据 控制模块的两种数据通道模式和控制模式。如图5、图6所示为阅读器模块的电路结构。
[0017] 所述的上位机控制模块包括手机、电脑等设备；所述的通信模块采用内网数据传 输通道和外网数据传输通道；所述的通信模块中的网络数据传输通道中的网关模块包括 ARM处理器STM8S105、射频芯片CC1101 ;所述的阅读器模块包括系统主控制器模块和射频 读写模块，其中主控制器模块包括采用ARM处理器STM32S103V8T6 ;所述射频读写模块包括 射频识别芯片RC522和天线；所述的NFC手机设备包括包含NFC射频模块的NFC手机和安 装有手机卡模拟方式的NFC应用程序。
[0018] 所述的上位机控制器模块和通信模块之间的通信采用无线通信模式；所述的通信 模块与主控制器STM32S103V8T6之间采用UART通信；所述的主控制器STM32S103V8T6与射 频读写器模块之间采用SPI通信；所述的射频读写器模块与其所在频段的手机NFC标签之 间通过无线射频场的方式进行数据通信。
[0019] 所述的阅读器模块的主控制器电路包括ARM处理器STM32S103V8T6, 10个电阻 Rl、R2、R3、R4、R7、R9、Rll、R12、R14、R15,2 个晶振 Yl、Y2,5 个电容 C13、C14、C24、C26、 C28,1个主控芯片复位按键swl。ARM处理器STM32S103V8T6的90脚、77脚、72脚、76脚、 89脚分别接电阻1?1、1?2、1?3、1?4，电阻1?1、1?2、1?3、1?4的另一端接下载口# &8_8汸冊处理器 STM32S103V8T6的37脚和94脚分别接电阻R7和R12,电阻R7和R12的另一端接地；ARM处 理器STM32S103V8T6的47脚和48脚分别接电阻R9和R11，电阻R9和R11分别接通信模块 的主控电路芯片STM8S105K6T6C的16脚和15脚；ARM处理器STM32S103V8T6的6脚和14 脚分别接电阻R14和R15,电阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM处理器STM32S103V8T6 的8脚、9脚、12脚、13脚分别接电容C13、C14、C24、C26和晶振Y1、Y2,电容C13、C14、C24、 C26的另一端接地；ARM处理器STM32S103V8T6的51脚、52脚、53脚、54脚、64脚分别接射 频读写模块电路RC522芯片的24脚、31脚、30脚、29脚、6脚。
[0020] 所述的阅读器模块的射频读写器模块电路包括RC522芯片，5个电阻R5、R6、R8、 R10、R135,1 个晶振 Y3,1 个天线，11 个电容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、 C29。RC522芯片的24脚、31脚、30脚、29脚、6脚分别接ARM处理器STM32S103V8T6的51 脚、52脚、53脚、54脚、64脚；RC522芯片的11脚、13脚分别接电阻R8和R10,电阻R8的另 一端接电容C16和C17,电阻R10的另一端接电容C20和C23 ;RC522芯片的21脚、22脚分 别接电容C25、C27和晶振Y3,电容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16脚接电容C29， 电容C29的另一端接地；天线的接电容C15、C16、C18、C19、C21、C22,电容C15、C16、C18、 C19、C21、C22的另一端分别接电阻R6、电阻R8、接地、接地、接地、接地和电阻R10。
[0021] 一种基于NFC手机的身份识别方法，其身份识别步骤如下所示：
[0022] 步骤（1):给身份识别系统上电，PC机或手机等控制端经wifi等无线通信模式将 开始身份验证命令发送给网关。
[0023] 步骤（2):网关接收到客户端的控制指令，寻找对应的某台阅读器，将接收的指令 经过串口模块传递给阅读器，阅读器进入工作状态。
[0024] 步骤（3):指定阅读器的主控制器从串口接收到命令，识别该命令的功能命令，并 命令射频读写模块执行相应的识别或是读写功能。
[0025] 步骤（4):手机相应身份验证卡模式功能打开，将手机靠近阅读器射频场。
[0026] 步骤（5):阅读器识别手机NFC标签信息，若读写器模块识别到正确的标签，则将 接收到的信息传递给主控制器，主控制器再将信息传递给网关，网关通过内网或是外网的 方式将接收到的信息传到上位机，进入步骤（6)。若接收到错误信息，则跳转到步骤（4)。
[0027] 步骤（6):上位机接收到信息与数据库中的信息进行身份验证，如果正确，将信息 反馈给主控制器，执行相应的功能。
[0028] 步骤（7 ):身份识别完成。
【权利要求】
1. 一种基于NFC手机的身份识别系统包括上位机控制模块、通信模块、阅读器模块和 NFC手机设备，其特征在于： 所述的上位机控制模块采用手机或电脑； 所述的通信模块采用内网数据传输通道和外网数据传输通道；数据传输通道中的网关 模块包括ARM处理器STM8S105K6T6C、射频芯片CC1101 ; 所述的阅读器模块包括系统主控制器模块和射频读写模块，其中系统主控制器模块包 括采用ARM处理器STM32S103V8T6 ;射频读写模块包括射频识别芯片RC522和天线； 所述的NFC手机设备包括包含NFC射频模块的NFC手机； 所述的上位机控制器模块和通信模块之间的通信采用无线通信模式；所述的通信模块 与ARM处理器STM32S103V8T6之间采用UART通信；所述的ARM处理器STM32S103V8T6与射 频读写模块之间采用SPI通信；所述的射频读写模块与其所在频段的NFC手机之间通过无 线射频场的方式进行数据通信； 所述的阅读器模块的系统主控制器模块包括ARM处理器STM32S103V8T6,电阻R1、R2、 R3、R4、R7、R9、R11、R12、R14、R15,晶振 Y1、Y2,电容(：13、(：14、〇24、〇26、〇28，主控芯片复位 按键swl ;ARM处理器STM32S103V8T6的90脚、77脚、72脚、76脚、89脚分别接电阻R1、R2、 R3、R4 的一端，电阻 Rl、R2、R3、R4 的另一端接下载口 jtag_8 ;ARM 处理器 STM32S103V8T6 的37脚和94脚分别接电阻R7和R12的一端，电阻R7和R12的另一端接地；ARM处理器 STM32S103V8T6的47脚和48脚分别接电阻R9和R11的一端，电阻R9和R11分别接通信 模块中的ARM处理器STM8S105K6T6C的16脚和15脚；ARM处理器STM32S103V8T6的6脚 和14脚分别接电阻R14和R15的一端，电阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM处理器 STM32S103V8T6的8脚、9脚分别接晶振Y1和电容C13、C14的一端，电容C13、C14的另一端 接地，ARM处理器STM32S103V8T6的12脚、13脚分别接晶振Y2和电容C24、C26的一端，电 容C24、C26的另一端接地；ARM处理器STM32S103V8T6的51脚、52脚、53脚、54脚、64脚分 别射频读写模块中RC522芯片的24脚、31脚、30脚、29脚、6脚； 所述的阅读器模块的射频读写模块包括RC522芯片，电阻R5、R6、R8、RIO、R135,晶振 Y3,天线，电容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、C29 ;RC522 芯片的 24 脚、31 脚、30脚、29脚、6脚分别接ARM处理器STM32S103V8T6的51脚、52脚、53脚、54脚、64脚； RC522芯片的11脚、13脚分别接电阻R8和R10的一端，电阻R8的另一端接电容C16和C17 的一端，电阻R10的另一端接电容C20和C23的一端；RC522芯片的21脚、22脚分别接电容 C25、C27的一端和晶振Y3,电容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16脚接电容C29,电 容C29的另一端接地；天线接电容C15、C16、C18、C19、C21、C22 -端，电容C15、C16、C18、 C19、C21、C22的另一端分别接电阻R6 -端、电阻R8另一端、接地、接地、接地、接地。
【文档编号】H04M1/725GK203838733SQ201420167109
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】陈科明, 徐春艳, 曾佳, 严迪科 申请人:杭州电子科技大学