专利名称：兼容第二代身份证的门禁考勤智能卡读卡器的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种智能卡读卡器，更具体的说，涉及一种门禁考勤系统中兼容第二代身份证与其他智能卡的读卡器。
背景技术：
我国从2004年上半年开始启动了换发第二代智能身份证，第二代智能身份证的最大特点就是采用了非接触IC卡技术，实现了身份证的机读功能。这使得第二代智能身份证阅读机具具有广阔的应用前景。
另一方面，门禁考勤系统已成为主要的保安设备之一，与传统此类设施不同，该系统变被动的监控和报警为主动的控制，起到了更高的安全作用。门禁考勤系统的构成，如图1所示，主要包括设有芯片的非接触式感应卡101、控制门锁和报警用的控制器103、将卡内信息传送到控制器的读卡器102，以及运行门禁考勤系统软件的门禁系统控制中心(图中未标明)，一般为PC机。门禁考勤系统还包括取代机械锁的各种电控锁，当系统控制器发送开门信号时，电锁自动打开。
门禁考勤系统采用的感应式技术，或称作射频技术，是一种在卡片与读卡装置之间无需直接接触的情况下对卡片信息进行读写的方法。使用感应式读卡器，不再会因为接触磨擦而引起卡片和读卡设备的磨损，也无需将卡插入孔内或在刷卡槽内刷卡，卡片只需在读卡器的读卡范围内晃动即可。在感应式技术应用中，读卡器不断通过其内部的线圈发出一个固有频率的电磁场激发信号。当一个感应卡放在读卡器的读卡范围内时，卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生出微弱的电流，作为卡内集成电路芯片的电源，而该卡内的集成电路芯片存贮有出厂时输入的唯一的数字辨识号码及发卡时所写入的用户信息。卡内电路在收到激发信号后，将卡内所存储的信息反馈回读卡器，读卡器再将接收到的无线信号传给现场控制器，由现场控制器进行信号比较和处理，并对执行装置发出指令。具体使用中，持卡者进门时将卡片接近读卡机，合法卡信号通过控制器传给电锁，电锁自动打开，非法卡被禁止访问。当非正常或暴力开门时，门磁门输出报警信号，将报警信号传送到控制器内，系统以图像或声音信号报警。
现阶段应用在门禁考勤系统上的智能卡系统有如下特点门禁考勤系统所使用的智能卡的发行方都是该门禁或考勤系统的使用者或用户；除少部分实现“离线一卡多用”外的系统，大多数是采用ID卡技术；即将非接触IC卡中的唯一序列号(ID编号)作为机读内容，用于门禁/考勤系统。
此外，门禁考勤系统智能IC卡的序列号通常采用ISO14443国际标准定义，并通过国际标准指令实现寻卡、选卡、读卡。而第二代身份证的序列号尽管也采用ISO14443国际标准定义，但需要通过国际标准ISO14443-4(B类型)指令实现寻卡和选卡，以及通过专用扩展指令实现读卡。
实用新型内容本实用新型提供了一种用于门禁考勤系统中兼容身份证的智能卡读卡器，从而解决现有智能卡读卡器读卡单一，门禁考勤系统需要特制智能卡的问题，从而降低成本。
为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种兼容身份证的门禁考勤智能卡读卡器，包括控制器以及通过数据通道与控制器连接并产生用于读取智能卡感应区的射频电路，控制器设置有对外接口，读卡器的控制器包括编制有程序能够读取身份证芯片序列号以及读取门禁考勤智能卡芯片序列号的可编程器件。
本智能卡读卡器的进一步改进在于，可编程器件所编制的程序包括发出寻卡指令以及射频模块向控制器返回寻卡应答的步骤，寻卡指令传输至所述射频电路，寻卡指令包括二代身份证序列号的寻卡指令以及门禁考勤智能卡序列号的寻卡指令；可编程器件编制的程序还包括根据寻卡应答判断是否有卡的步骤，以及在存在卡的情况下，判断所述卡是二代身份证还是门禁考勤智能卡的步骤；所述可编程器件编制的程序还包括根据寻卡返回值得到所读卡为二代身份证的判断后，向射频电路发出读取二代身份证芯片序列号的步骤以及射频电路返回控制器证/卡芯片序列号的步骤，或者，根据寻卡返回值得到门禁考勤系统智能卡芯片序列号的步骤。
本智能卡读卡器的进一步改进在于，可编程器件为单片机，所述单片机为89S52、80C52、8752的51系列单片机，或MEGA8、MEGA16、16F877的精简指令集单片机。
本智能卡读卡器的进一步改进在于控制器对外接口为TTL/RS232串行口或并行口或者USB接口。
由于本实用新型的读卡器可以兼容读取第二代智能身份证的唯一证/卡芯片序列号和用户发行的其他门禁/考勤非接触IC卡中的唯一序列号，从而使门禁/考勤系统所使用的智能卡既可以是第二代智能身份证又可以是该门禁/考勤系统用户发行的其他卡，保证两种卡可以同时使用或单独使用。本实用新型的读卡器由于能够兼容第二代智能卡身份证，从而可以代替门禁/考勤系统中智能卡，削减了门禁/考勤系统的制造成本。而且使用者无需再携带、使用附加的智能卡，方便了使用者。同时又因为使用者通常较为注意身份证的保管，从而减少了使用者遗失门禁/考勤系统中的智能卡的情况。而且本读卡器具有具有简单易行、成本低的特点。
图1是现有技术门禁考勤系统结构示意图；图2是本实用新型兼容身份证的门禁考勤智能卡读卡器的结构示意图；图3是本实用新型读卡器的读卡控制器及周边外设示意图；图4是本实用新型读卡器的射频电路及周边外设示意图；图5是本实用新型读卡器一种控制器端的电路图；图6是本实用新型读卡器所读一种IC卡的电路图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例详细说明本实用新型兼容身份证的门禁考勤智能卡读卡器。
附图1给出了现有门禁考勤系统的结构图，主要包括设有芯片的非接触式感应卡101、控制门锁和报警用的控制器103、将卡内信息传送到控制器的读卡器102，以及运行门禁考勤系统软件的门禁系统控制中心(图中未标明)，一般为PC机。门禁考勤系统还包括取代机械锁的各种电控锁，当系统控制器发送开门信号时，电锁自动打开。
门禁考勤系统采用的感应式技术，使用感应式读卡器。读卡器不断发出一个固有频率的电磁场激发信号。当一个感应卡放在读卡器的读卡范围内时，卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生出微弱的电流，作为卡内集成电路芯片的电源，而该卡内的集成电路芯片存贮有出厂时输入的唯一的数字辨识号码及发卡时所写入的用户信息。
附图2给出了本实用新型兼容身份证的门禁考勤智能卡读卡器结构示意图，将智能卡的射频模块的读卡频率设定的与身份证智能卡芯片的读卡频率相同，均为13.56MHz或125KHz，这种设置是实现本读卡器的技术基础，因此才能保证本实用新型读卡器的兼容性。通过本实用新型智卡读卡器、读卡器读取的身份证/智能卡以及结合上述的中心控制系统就构成了兼容身份证的门禁考勤系统。如图2所示，本实用新型的智能卡读卡器主要包括控制器202、控制器202的接口201、数据通道203，以及能产生感应区域的射频电路204。接口201可采用TTL/RS232串行口、并行口以及USB等接口，用于连接中心控制系统。另外射频电路产生的感应区域205是射频信号在射频电路和智能卡间传送的空间。而图中置于感应区205中的身份证/智能卡206是门禁/考勤系统的读取目标。
图3给出了本实用新型读卡器的读卡控制器及周边外设示意图。控制器是用于完成系统管理、数据处理、从接口接收数据、向射频电路传送数据。如图3所示，读卡控制器302设置有接口芯片301以及与控制器302通讯连接的外围电路。其中，控制器302编制有特定的软件程序，用于实现对射频电路的控制、数据通讯，以及对外的通讯接口。控制器302的型号可以采用89S52、80C52、8752等51系列单片机，或MEGA8、MEGA16、16F877等精简指令集的单片机。而接口芯片301是控制器需要对外输出数据时，所必需的通讯接口芯片，可以采用如MAX232、MAX485、FT232等串行、并行、WIEGAND和USB接口芯片。外围电路是用于控制器运行所必需的起供电、抗干扰作用的电子元器件，可以是电阻或电容等器件。另外控制器302还设置有与射频电路通讯的数据通道接口303，用于实现控制器对射频电路的控制和数据通讯；可以采用并行接口、RS232串行接口、I2C串行接口或SPI串口等数据接口。
图4给出了本实用新型读卡器的射频电路及周边外设示意图。射频电路用于完成将控制器向射频电路传送的数据转换为射频信号发送给集成电路卡和将集成电路卡的响应射频信号转换为数字信号传送给控制器。如图4所示，射频芯片402是智能卡与控制器间的通讯通道，用于接受控制器的控制，并将控制器的命令和数据发送给转换为智能卡可接收的信号，同时将智能卡返回的信号转换为数字数据；该射频芯片402的型号可采用PHILIPS公司RC531，TI公司的R6C，EM公司的4094式由分立器件构成的射频电路等。图中的外围电路404是射频芯片运行所必需的起供电、调制、解调、抗干扰作用的元器件，可采用比较器、电阻、电容等电子元器件。而射频天线403是智能卡与控制器间的射频信号传送通道，根据使用射频芯片型号种类的不同，对应可使用不同的射频天线。而图中所示用于射频芯片402与控制器连接的数据通道接口401，主要作用在于实现控制器对射频电路的控制和数据通讯，该接口401可以是并行接口、RS232串行接口、I2C串行接口或SPI串口等数据接口。
结合上述说明，附图5、图6给出一种本实用新型读卡器硬件电路图，其中，如图5所示，本实用新型读卡器使用了Atmel的AT89S52的微控制器作为读卡控制器。图6所示，非接触IC卡采用Philips的ISO14443 Reader IC MFRC531芯片，图6中还给出了IC卡接收电路和EMC滤波器的电路图，以及图6中的天线电路图(图6底部)。图5、图6的电路提供的读卡器能完成Philips的TypeA&TypeB卡及其它公司的ISO14443 TypeA&TypeB卡，同时能够实现读取第二代居民身份证的序列号的功能，使门禁系统兼容多种卡片。
本实用新型兼容身份证的门禁/考勤智能卡读卡器的特点是，门禁/考勤系统所使用的智能卡可以是第二代智能身份证和该门禁/考勤系统的用户发行的其他种类智能卡，两种卡可以同时使用，也可单独使用第二代智能身份证。读卡器可以兼容读取第二代智能身份证的唯一证/卡芯片序列号和用户发行的其他门禁/考勤非接触IC卡中的唯一序列号。
本实用新型兼容身份证的门禁/考勤智能卡读卡器的应用方法为首先，在门禁考勤注册读卡器上读取该两种智能证/卡芯片序列号，并将该序列号下载至门禁/考勤前端读卡器。其过程为，兼容二代身份证的门禁考勤读卡器通过控制器的编程器件单片机每隔50ms间隔向射频电路发送第二代身份证的寻卡指令和门禁/考勤系统智能卡卡的寻卡指令，而射频电路返回控制器应答信号；读卡控制器根据射频电路应答的返回值首先判断是否有证或者卡需要读取。此外，该寻卡的过程采用外部触发方式实现，如通过红外线监测、微波检测或按钮方式；其实现过程为只有当本实用新型的读卡器在外部触发才通电工作，如按钮按过后，读卡器通电实现寻卡功能。这种外部触发的方式可大大削减读卡器的用电量，达到节约目的。上述的寻卡指令对于门禁/考勤系统智能卡采用ISO14443国际标准指令实现，而对于第二代身份证采用ISO14443-4(B类型)指令实现寻卡。
其次，兼容身份证的门禁/考勤智能卡读卡器在感应区域内感应到有卡存在的情况下，控制器向射频电路发出选卡指令，此后，射频电路向控制器返回选卡应答；当感应区域不存在证/卡应答的情况下，控制器给外部门禁/考勤系统发出信息，让其做出报警或不响应等后续操作。
再次，控制器根据选卡应答判断该卡/证芯片序列号是第二代身份证，还是门禁/考勤系统的智能卡，。
若判断结果为第二代身份证，则控制器向射频电路发出读卡命令，读取二代身份证的证卡芯片序列号；若判断结果为门禁/考勤系统智能卡，控制器根据寻卡指令的返回值直接得到芯片序列号。此处，用于读取二代身份证的证卡芯片序列号指令是基于专用扩展指令实现的。
最后，门禁/考勤前端在下载到设备的序列号列表中查找现场读取到的卡/证芯片序列号，如果得到唯一序列号或管理号后，通过接口，将唯一序列号或管理号传送至门禁/考勤系统中本实用新型读卡器后台的控制器，以判断该证/卡的合法性，后台控制器根据要求，进行数据处理，并完成其他例如记录、开锁等操作。
综上，本实用新型读卡器应当兼容读取符合ISO14443A/B、ISO15693国际通用标准的门禁/考勤系统智能卡以及读取符合ISO14443B类型国际标准的第二代身份证芯片序列号的功能。
权利要求1.兼容第二代身份证的门禁考勤智能卡读卡器，包括控制器(202)以及通过数据通道与控制器连接并产生用于读取智能卡感应区的射频电路(204)，所述控制器(202)设置有对外接口(201)，其特征在于，所述读卡器的控制器(202)包括编制有程序能够读取身份证芯片序列号以及读取门禁考勤智能卡芯片序列号的可编程器件。
2.根据权利要求1所述智能卡读卡器，其特征在于，所述可编程器件为单片机。
3.根据权利要求2所述智能卡读卡器，其特征在于，所述单片机为89S52、80C52、8752的51系列单片机，或MEGA8、MEGA16、16F877的精简指令集单片机。
4.根据权利要求1所述智能卡读卡器，其特征在于，所述控制器对外接口(201)为TTL/RS232串行口或并行口或者USB接口。
专利摘要本实用新型公开了一种用于门禁考勤系统中兼容第二代身份证的智能卡读卡器，包括控制器以及通过数据通道与控制器连接并产生用于读取智能卡感应区的射频电路，控制器设置有对外接口，控制器还包括编制有程序能够读取身份证芯片序列号以及读取门禁考勤智能卡芯片序列号的可编程器件。本读卡器由于兼容第二代身份证，从而削减了当前门禁考勤系统中需要单独制卡的成本，同时方便了使用者证卡的携带和保管。
文档编号G06K7/00GK2785039SQ200420103550
公开日2006年5月31日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者贾力强, 高晶 申请人:深圳市雄帝科技发展有限公司