专利名称：：提高访问距离的非接触式读卡器的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及智能卡领域，特别涉及一种提高访问距离的非接触式读卡器。
背景技术：
：非接触IC卡在现代社会拥有极其广阔的应用市场和发展前景，如城市公共交通卡、电子身份证卡、电子护照卡、电子钱包卡等等，几乎延伸涉及人类生活的各个领域。作为配套设施，非接触读卡器成为必不可少的读取ic卡信息的装置。现有的公交卡，电子护照卡和电子钱包卡等都是需要近距离使用的卡，一般都采用了IS0/IEC14443标准，频率范围13.56MHz。相应的非接触式读卡器和智能卡之间的有效感应范围一般只有3到5厘米。现有的采用IS0/IEC14443标准的智能卡和读卡器间主要是通过射频电路进行通信的。具体地，采用IS0/IEC14443标准的智能卡需借助天线由读写器生成的射频能量场获取时钟和数据信号。以公交卡读卡器和卡的交互过程为例现有公交卡读卡器以射频识别技术为核心，读写器内主要使用了l片Mifare卡专用的读写处理芯片一MMM微模块，它是一个小型的最大操作距离达2030mm的Mifare读/写设备的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制；内部结构分为射频区和接口区，射频区内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口区有与单片机相连的端口，还具有与射频区相连的收/发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放3套密钥的只写存储器以及进行三次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是与射频卡实现无线通信的核心模块，也是读写器读写Mifare卡的关键接口芯片。此外，读写器内部还集成了滤波及匹配电路和天线。滤波及匹配电路用于对读写处理芯片发来的信号进行滤波和匹配；读写器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13.6MHz)，当有卡靠近时，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，在电磁波的激励下，LC串联谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在这个电容另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据与保存。现有技术中，采用ISO/IEC14443标准的非接触式读写器内部的接口电路均由一些国际上的大公司定制，如Philips公司，由于符合国际标准，适用范围广阔。但是随之而来的问题是接口电路的所有参数范围都已经锁定为标准参数，无法更改，因此导致近距离非接触式读卡器的作用范围相对固定。但实际应用中，公交卡、电子护照和电子钱包等需要经常在公众场合频繁使用的非接触式IC卡由于和读卡器间作用距离太近，因此用户大量集中时，不但效率低下，还造成了管理上的混乱。
发明内容本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种能够提高非接触式IC3卡与读卡器之间访问距离，使处理效率提高的非接触式读卡器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种提高访问距离的非接触式读卡器包括接口电路、处理器电路、射频电路、增强电路、滤波及匹配电路和天线；所述接口电路分别与所述处理器电路和上位机相连；所述处理器电路与所述射频电路相连；所述射频电路连接所述增强电路；所述增强电路连接所述滤波及匹配电路；所述天线分别连接所述射频电路、滤波及匹配电路。所述读卡器还包括信号灯，所述信号灯与所述处理器电路相连。所述读卡器还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述处理器电路相连。与现有技术相比，本实用新型读卡器通过在射频电路和滤波及匹配电路间增加增强电路，从而提高了天线的输出能量，进而提高天线的访问距离，即提高非接触式ic卡与读卡器之间的访问距离，使处理效率相应提高。图1为本实用新型实施例提供的一种提高访问距离的非接触式读卡器内部结构图；图2为本实用新型实施例提供的一种提高访问距离的非接触式读卡器内部电路图；图3为本实用新型实施例提供的非接触式读卡器内部电路的TX1管脚的输入信号图；图4为本实用新型实施例提供的非接触式读卡器内部电路的M1部分电路的输出信号图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做一个详细说明。主机和读卡器之间的通信过程为主机通过USB接口与读卡器相连，读卡器向主机声明自己的设备类型，如HID设备、CCID设备或SCSI设备类型等。本实施例中，以读卡器向主机声明自己为HID设备为例。主机向读卡器下发携带操作命令的USB数据帧；具体内容如下本实施例以主机调用api函数HidD—SetFeature(m—Handle，buffer,bufferSize)实现向HID设备下发数据帧为例进行说明。其中，api函数HidD—SetFeature(m—Handle，buffer,bufferSize)下发数据帧具体为通过主机应用软件调用api函数HidD—SetFeature(mJlandle，buffer,bufferSize)下发数据帧。参见表l，为本发明实施例提供的该数据帧的传输格式示意表。表14<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>[0027]如表1所示，下行数据传输格式为Stx+Len+F皿m+DevSn+Data+Lrc;则相应地，应答数据的传输格式为Stx+Len+F皿m+DevSn+Data+Lrc。对上述各字段解释如下1、Stx:表示一字节数据帧起始头，固定为0x20;2、Len:表示一字节数据帧长度，数据长度(Len)指从F皿m到Lrc之间的数据长度；3、F皿m:表示一字节数据帧帧号，Bit7表示将要传输的数据是否为多帧数据传输；Bit6Bit0表示多帧数据传输中具体帧号，其最大值为9;其中，单帧数据传输Fnum值为0;多帧数据传输Bit7=!:第一次出现表示一个多帧数据传输的开始；其后每帧数据都是这次多帧数据传输中的一帧，Bit7位一直为1直到Bit7为O，表示多帧数据传输结束；Bit7=0:表示多帧数据传输结束，当前帧为此次多帧数据传输的最后一帧；4、DevSn:表示2字节设备序列号，用于区分同时连接到同一台主机上相同读写器；5、Data:表示进行交互的命令数据；6、Lrc:表示一字节数据帧异或校验和，从Len开始到Lrc之前结束。读卡器接收到上述格式的数据帧后，根据与该读卡器相连的智能卡的类型从USB数据流中分析出iso14443所需的命令数据流发送给卡。参见图l，本实用新型提供了一种提高访问距离的非接触式读卡器IOO，包括接口电路101、处理器电路102、射频电路103、增强电路104、滤波及匹配电路105和天线106;接口电路101:分别与上位机和处理器电路102相连；处理器电路102:与射频电路103相连；射频电路103:分别与增强电路104和天线106相连；将经由处理器电路102处理过的上位机信息发送给增强电路104，由增强电路104发送出去，并接收天线106发来的信息，将该信息转发给处理器电路102;增强电路104:分别与射频电路103和滤波及匹配电路105相连，用于将经由射频电路103的信号增强能量后发送给滤波及匹配电路105;滤波及匹配电路105:与增强电路104相连，用于过滤经由增强电路104的射频电路103产生的高次谐波；并进行阻抗匹配；之后将增强电路104转发来的信号由天线106发射出去；滤波及匹配电路105中，滤波部分电路的作用在于滤掉读卡器射频电路103的石英晶体振荡器产生的三次谐波、五次谐波和高次谐波，只保留需要频率的信号通过；匹配部分电路的作用在于进行射频电路103和天线106间的阻抗匹配，匹配的结果使得天线106的输出功率得到最大化。参见图l和图2，图2为本实用新型实施例提供的一种提高访问距离的非接触式读卡器内部电路图，其中，标号为Power的电路对应着本实用新型实施例中的接口电路101，连接在上位机和处理器电路之间，是上位机和处理器电路间的数据传输通道；标号PI的电路对应着处理器电路102及其附属电路，U5对应着处理器电路102，采用了型号C8051F344的芯片；U1对应着射频电路103，采用了NXP公司(原raiLIP公司)的MFRC531芯片，用于产生射频信号，并将产生的射频信号和从接口电路接收到的信息一起发送给增强电路104，还用于接收来自天线106的信息；虚线部分圈起的M1电路对应着增强电路104;M2电路对应着滤波及匹配电路105中的滤波部分电路，用于滤掉射频电路103的石英晶体振荡器产生的三次谐波、五次谐波和高次谐波；M3对应着滤波及匹配电路105中的匹配部分电路，用于进行阻抗匹配；M4对应着天线106，用于向非接触式IC卡发送射频信号或接收非接触式IC卡发来的射频信号。图3为本实用新型实施例提供的非接触式读卡器内部电路的TX1管脚的输入信号；图4为由上述TX1管脚流出，并经由Ml部分电路发大后的输出信号图。图3和图4对比可知经过TX1管脚的输入信号经M1部分电路放大后，输出的信号的强度已经显著提高。本实用新型读卡器中的读卡器还可配置有状态显示信号灯，读卡器每次对卡操作成功，则信号灯亮；否则，信号灯灭。该信号灯与处理器电路102相连，用于在处理器电路102的控制下闪亮或者熄灭，具体为读卡器对卡操作成功则处理器电路102控制信号灯亮；否则控制信号灯灭。用于根据处理器电路102接收到的读卡器对卡操作成功或者失败状态来控制信号灯的闪亮或者熄灭。本实用新型读卡器还可以包括蜂鸣器，对应图2中标号BUZZER的电路，用于在每次操作不成功的时候发出报警指示音，读卡器对卡进行的任何一次读写操作都是由几个步骤完成的，任何一个步骤没有成功蜂鸣器都将发出报警信号。蜂鸣器与处理器电路102相连，用于在处理器电路102控制下，用于在处理器电路102的控制下发出报警信号，具体为读卡器对卡操作失败则处理器电路102控制蜂鸣器报警。本实用新型读卡器通过在射频电路和滤波及匹配电路间增加了增强电路，从而提高了天线的输出能量，进而提高天线的访问距离，即提高非接触式IC卡与读卡器之间的访问距离，使处理效率相应提高。以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。权利要求一种提高访问距离的非接触式读卡器，包括接口电路、处理器电路、射频电路、增强电路、滤波及匹配电路和天线；所述接口电路分别与所述处理器电路和上位机相连；所述处理器电路与所述射频电路相连；所述天线分别连接所述射频电路、滤波及匹配电路；其特征在于所述射频电路连接增强电路；所述增强电路连接所述滤波及匹配电路。2.根据权利要求1所述的提高访问距离的非接触式读卡器，其特征在于，所述读卡器还包括信号灯，所述信号灯与所述处理器电路相连。3.根据权利要求1所述的提高访问距离的非接触式读卡器，其特征在于，所述读卡器还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述处理器电路相连。专利摘要本实用新型公开了一种提高访问距离的非接触式读卡器，包括接口电路、处理器电路、射频电路、增强电路、滤波及匹配电路和天线；所述接口电路分别与所述处理器电路和上位机相连、所述处理器电路与射频电路相连；所述天线分别连接射频电路、滤波及匹配电路；所述射频电路连接增强电路，所述增强电路连接滤波及匹配电路。所述读卡器还包括信号灯，所述信号灯与所述处理器电路相连。所述读卡器还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述处理器电路相连。本实用新型读卡器通过在射频电路和滤波及匹配电路间增加增强电路，提高了天线的输出能量，进而提高天线的访问距离，即提高非接触式IC卡与读卡器之间的访问距离，使处理效率相应提高。文档编号G06K7/00GK201514639SQ20092022317公开日2010年6月23日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者于华章,陆舟申请人:北京飞天诚信科技有限公司