一种基于工作时钟校准的有源卡通信系统及方法与流程

本发明涉及有源卡通信系统，尤其涉及一种基于工作时钟校准的有源卡通信系统及方法。

背景技术：

有源卡是依靠电池供电的无线装置，其重要的技术要求是低功耗，为提高使用寿命，会在有源卡内设置休眠定时器，通过定时来控制有源卡的工作和休眠，从而降低功耗。目前大多RFID有源卡时钟采用内部RC振荡器，受RC振荡器精度的影响，以及依靠电池供电电压所带来的误差，导致内部休眠定时器定时时间不准，时钟偏差很大(一般在±20％)，随着定时计数的累计，时钟偏差将越来越大，特别是当有源卡与读卡设备通信时，由于存在时钟偏差，使得有源卡的时序与读卡设备的时序不能同步，进而无法进行通信，此时的有源卡会被认定为达到了使用寿命。由此可见，同一批次、相同规格的有源卡存在使用寿命差距大的问题，很难满足高寿命的需求，当有源卡由于RC振荡器的偏差和电池电压的降低造成相同规格有源卡休眠时间存在较大偏差时，就会出现同一批次的部分产品过早结束寿命，给产品维护、升级、回收造成极大的不变。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能够对有源卡的工作时钟进行校准，进而提高通信成功率、提高有源卡使用寿命，便于对有源卡进行维护、升级、回收的有源卡通信系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种基于工作时钟校准的有源卡通信系统，其包括有读卡设备和有源卡，且二者通过无线方式建立通信，所述读卡设备内置有设备计数器，所述有源卡内置有时钟校准模块和卡计数器，所述时钟校准模块用于当所述读卡设备和有源卡建立通信后，判断设备计数器的计数值与卡计数器的计数值是否相等：若相等，则结束工作时钟校准进程；若不相等，则将设备计数器的计数值写入卡计数器，以令读卡设备和有源卡的工作时钟同步，之后结束工作时钟校准进程。

优选地，所述读卡设备包括有控制模块，所述控制模块电性连接有射频模块；所述有源卡包括有控制单元，所述控制单元电性连接有射频单元；所述射频模块和射频单元建立无线连接，所述控制模块与控制单元基于该无线连接而进行数据交互。

优选地，所述射频模块和射频单元的工作频率均为13.56MHz。

优选地，所述控制单元电性连接有：时钟振荡器，用于为控制单元提供时钟频率信号；存储器，用于存储数据；电池，用于提供电源。

优选地，所述时钟校准模块电性连接于控制单元，所述时钟校准模块用于执行控制单元的控制指令而对有源卡进行工作时钟校准。

优选地，所述控制模块电性连接有外部接口，所述外部接口用于连接上位机。

一种基于工作时钟校准的有源卡通信方法，该方法基于一系统实现，所述系统包括有读卡设备和有源卡，所述读卡设备和有源卡通过无线方式建立通信，所述读卡设备内置有设备计数器，所述有源卡内置有时钟校准模块和卡计数器，所述方法包括如下步骤：步骤S1：所述读卡设备和有源卡建立通信；步骤S2，所述时钟校准模块判断设备计数器的计数值与卡计数器的计数值是否相等：若相等，则执行步骤S4，若不相等，则执行步骤S3；步骤S3，所述时钟校准模块将设备计数器的计数值写入卡计数器，以令读卡设备和有源卡的工作时钟同步，之后执行步骤S4；步骤S4，结束工作时钟校准进程。

优选地，所述读卡设备包括有控制模块，所述控制模块电性连接有射频模块；所述有源卡包括有控制单元，所述控制单元电性连接有射频单元；所述射频模块和射频单元建立无线连接，所述控制模块与控制单元基于该无线连接而进行数据交互。

优选地，所述步骤S1中，所述读卡设备通过射频模块发出射频信号并辐射于有源卡，所述有源卡利用射频单元将射频信号转换为电能，直至控制单元获得工作电压后，向读卡设备发出应答指令，进而建立无线连接。

优选地，所述控制单元电性连接有存储器，所述步骤S3中，所述时钟校准模块将设备计数器的计数值写入卡计数器时，还将该计数值写入存储器。

本发明公开的基于工作时钟校准的有源卡通信系统及方法中，首先由读卡设备与有源卡建立通信，之后利用时钟校准模块判断读卡设备与有源卡的时钟计数是否相等，若相等，说明二者的时序同步，并能正常通信，则无需校准，回到通信主程序；若不相等，则说明二者的时序不能同步，无法进行正常的数据传输，此时，将设备计数器的计数值写入卡计数器，使得读卡设备和有源卡的工作时钟同步，之后结束工作时钟校准进程，跳转至读卡设备与有源卡通信主程序。本发明利用时钟校准模块实现了对有源卡的工作时钟校准，大大提高了有源卡与读卡设备的通信成功率，提高了有源卡的使用寿命，有助于对有源卡进行维护、升级、回收。

附图说明

图1为本发明基于工作时钟校准的有源卡通信系统的组成框图。

图2为本发明优选实施例中基于工作时钟校准的有源卡通信方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种基于工作时钟校准的有源卡通信系统，如图1所示，其包括有读卡设备1和有源卡2，且二者通过无线方式建立通信，所述读卡设备1内置有设备计数器3，所述有源卡2内置有时钟校准模块4和卡计数器5，所述时钟校准模块4用于当所述读卡设备1和有源卡2建立通信后，判断设备计数器3的计数值与卡计数器5的计数值是否相等：

若相等，则结束工作时钟校准进程；

若不相等，则将设备计数器3的计数值写入卡计数器5，以令读卡设备1和有源卡2的工作时钟同步，之后结束工作时钟校准进程。

上述有源卡通信系统中，首先由读卡设备1与有源卡2建立通信，之后利用时钟校准模块4判断读卡设备1与有源卡2的时钟计数是否相等，若相等，说明二者的时序同步，并能正常通信，则无需校准，回到通信主程序；若不相等，则说明二者的时序不能同步，无法进行正常的数据传输，此时，将设备计数器3的计数值写入卡计数器5，使得读卡设备1和有源卡2的工作时钟同步，之后结束工作时钟校准进程，跳转至读卡设备1与有源卡2通信主程序。其中，当设备计数器3的计数值写入卡计数器5时，此时设备计数器3与卡计数器5中存储的计数值相同，该计数值是时钟周期的整数倍，控制单元执行指令时，每个时钟周期执行一步指令，所以当设备计数器3与卡计数器5的计数值相同时，二者的时钟周期也随之同步，使得读卡设备1与有源卡2在执行过程中的时序也相同，因而在数据传输过程中实现工作时钟同步。

本发明利用时钟校准模块4实现了对有源卡的工作时钟校准，大大提高了有源卡与读卡设备的通信成功率，提高了有源卡的使用寿命，有助于对有源卡进行维护、升级、回收。

关于读卡设备和有源卡的具体结构：

所述读卡设备1包括有控制模块6，所述控制模块6电性连接有射频模块7；

所述有源卡2包括有控制单元8，所述控制单元8电性连接有射频单元9；

所述射频模块7和射频单元9建立无线连接，所述控制模块6与控制单元8基于该无线连接而进行数据交互。进一步地，所述射频模块7和射频单元9的工作频率均为13.56MHz。

关于有源卡的进一步结构，所述控制单元8电性连接有时钟振荡器10、存储器11和电池12，其中：

时钟振荡器10用于为控制单元8提供时钟频率信号；

存储器11用于存储数据；

电池12用于提供电源。

关于读卡设备的进一步结构，所述时钟校准模块4电性连接于控制单元8，所述时钟校准模块4用于执行控制单元8的控制指令而对有源卡2进行工作时钟校准。本实施例中，该时钟校准模块4优选是加载于控制单元8内部的一段子程序，除此之外，该时钟校准模块也可以是由一块执行芯片配合相应代码所构成的执行模块，以上两种方式均可以实现本发明中时钟校准模块的功能，因此均应当包含在本发明的保护范围之内。

为了与上位机进行有线通信，所述控制模块6电性连接有外部接口13，所述外部接口13用于连接上位机。

本发明还公开一种基于工作时钟校准的有源卡通信方法，结合图1和图2所示，该方法基于一系统实现，所述系统包括有读卡设备1和有源卡2，所述读卡设备1和有源卡2通过无线方式建立通信，所述读卡设备1内置有设备计数器3，所述有源卡2内置有时钟校准模块4和卡计数器5，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：所述读卡设备1和有源卡2建立通信；

步骤S2，所述时钟校准模块4判断设备计数器3的计数值与卡计数器5的计数值是否相等：若相等，则执行步骤S4，若不相等，则执行步骤S3；

步骤S3，所述时钟校准模块4将设备计数器3的计数值写入卡计数器5，以令读卡设备1和有源卡2的工作时钟同步，之后执行步骤S4；

步骤S4，结束工作时钟校准进程。

在上述方法中，利用时钟校准模块4实现了对有源卡的工作时钟校准，大大提高了有源卡与读卡设备的通信成功率，提高了有源卡的使用寿命。

关于系统的具体组成，所述读卡设备1包括有控制模块6，所述控制模块6电性连接有射频模块7；所述有源卡2包括有控制单元8，所述控制单元8电性连接有射频单元9；所述射频模块7和射频单元9建立无线连接，所述控制模块6与控制单元8基于该无线连接而进行数据交互。

在此基础上，为了实现在有源卡处于低电量的状态下完成通信，所述步骤S1中，所述读卡设备1通过射频模块7发出射频信号并辐射于有源卡2，所述有源卡2利用射频单元9将射频信号转换为电能，直至控制单元8获得工作电压后，向读卡设备1发出应答指令，进而建立无线连接。其中，当有源卡2靠近读卡设备1后，获取射频模块7发出的射频信号中的能量，并转换为电能，为控制单元8提供工作电压，当控制单元8正常工作时，通过向读卡设备1发出应答指令，使得读卡设备1与有源卡2建立无线连接

作为一种优选方式，为了存储读卡设备1发来的计数值，所述控制单元8电性连接有存储器11，所述步骤S3中，将设备计数器3的计数值写入卡计数器5时，还将该计数值写入存储器11。

本发明公开的基于工作时钟校准的有源卡通信系统及方法中，在有源卡上电之后，利用有源卡读卡设备辐射的13.56M时钟，为有源卡校准模块工作电压和时钟。当有源卡放入13.56M有效区域后，等待读卡器设备发出有效的工作指令，收到该指令后，有源卡会自动计数，同时与有源卡的内部计数值相比较，从而判断是否需要校准时钟，若需要校准，就更新计数值，同时将新的计数值写入存储器。若是检测发现不需要校准或者已经校准过，则跳过校准操作。本发明有助于对有源卡进行维护、升级、回收。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。