一种集成GPRS的接触式IC卡读写器的制作方法

本发明涉及到读写器领域，尤其涉及一种集成GPRS的接触式IC卡读写器。

背景技术：

IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具，IC卡分为接触式和非接触式两种。接触式IC卡是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中，做成卡片形式。IC卡通过读写器与外界进行信息交换，接触式IC卡通过读写器的触点与芯片的触点接触后进行数据读写。读写器同时又承担着与后端处理器交互的任务，读写器将后端处理器发送的命令传送给IC卡，同时将读出的数据信息传送给后端处理器。传统的读写器与后端处理器使用USB接口进行数据传输，限制了读写器与后端处理器的工作距离。

技术实现要素：

本发明提供一种集成GPRS的接触式IC卡读写器，在传统读写器上增加一个GSM/GPRS模块，使得读写器可以实现与后端处理器远距离通信。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种集成GPRS的接触式IC卡读写器，其特征在于：包括主控模块、GSM/GPRS模块、存储器模块、电源模块和外围电路模块，

其中，所述存储器模块通过串行外设接口与所述主控模块连接，用于存储数据；

所述电源模块分别与所述主控模块以及所述GSM/GPRS模块连接，所述电源模块将外界输入的电源电压转换为稳定电压提供给所述主控芯片和所述GSM/GPRS模块；

所述主控模块包含主控芯片、模拟分接复用器，所述模拟分接复用器分别与所述GSM/GPRS模块以及所述外围电路模块连接，控制所述外围电路模块以及所述GSM/GPRS模块的开关，所述GSM/GPRS模块与后端处理器电连接；

所述外围电路模块与所述主控芯片连接，并且配合所述主控芯片，通过相适应的协议通信接口实现接触式智能IC卡的通信。

进一步地，所述主控芯片采用STM32F103型号。

进一步地，所述模拟分接复用器采用CD4052BM型号。

进一步地，所述GSM/GPRS模块采用四个工作频段，所述四个工作频段分别为GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz和PCS1900MHz。

进一步地，所述GSM/GPRS模块为采用M26FA-03-STD芯片，所述M26FA-03-STD芯片包含内置存储器、GSM射频器以及多个通信接口。

进一步地，所述电源模块包括独立的第一电源模块和第二电源模块，所述电源模块通过USB供电。

进一步地，所述第一电源模块采用LM1117-3.3稳压芯片，将5V电压源转换稳定的3.3V电源提供给主控芯片。

进一步地，所述第二电源模块采用29302T5芯片，将5V电压源转换为4V电源提供给所述GSM/GPRS模块。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明适用于所有传统接触式IC卡读写器领域，相比传统的读写器，本发明优势在于本发明的读写器集成了GPRS功能，读写器利用GPRS与处理器进行无线通信，读写器与后端处理器的工作距离不受限制，读写器可以与处理器超远距离通信，且读写器工作数量不受处理器USB接口数量限制；另外无线传输方式也使得与处理器通信的读写器数量不受限制处理器USB接口数量限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的一种集成GPRS的接触式IC卡读写器的示意图；

图2为本发明的主控芯片的芯片引脚图；

图3为本发明的模拟分接复用器的芯片引脚图；

图4为本发明的GSM/GPRS模块的结构图；

图5为本发明的存储器模块的引脚图；

图6为本发明的第一电源模块的芯片电路图；

图7为本发明的第二电源模块的芯片电路图；

图8为本发明的外围电路模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明的一种集成GPRS的接触式IC卡读写器的示意图。如图1所示，一种集成GPRS的接触式IC卡读写器，其特征在于：包括主控模块、GSM/GPRS模块、存储器模块、电源模块和外围电路模块，

其中，所述存储器模块通过串行外设接口与所述主控模块连接，用于存储数据；

所述电源模块分别与所述主控模块以及所述GSM/GPRS模块连接，所述电源模块将外界输入的电源电压转换为稳定电压提供给所述主控芯片和所述GSM/GPRS模块；

所述主控模块包含主控芯片、模拟分接复用器，所述模拟分接复用器分别与所述GSM/GPRS模块以及所述外围电路模块连接，控制所述外围电路模块以及所述GSM/GPRS模块的开关，所述GSM/GPRS模块与后端处理器电连接；

所述外围电路模块与所述主控芯片连接，并且配合所述主控芯片，通过相适应的协议通信接口实现接触式智能IC卡的通信。

此外，本发明的一种集成GPRS的接触式IC卡读写器还集成了本领域常用的复位电路、晶振电路、调试电路以及外围电子元器件，这些电路为本领域现有技术的电路，本领域普通技术人员均能够理解并且可以根据实际需要进行选择。本发明所使用到的芯片的型号都是本领域普通技术人员可以理解并根据实际需要能够获得的。

图2为本发明的主控芯片的芯片引脚图，如图2所示，主控芯片采用STM32F103，而芯片STM32F103使用高性能的ARM Cortex-M332位的RISC内核，工作频率72MHz，内置高速存储器，其中高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。STM32F103还自带了兼容ISO7816协议的UART接口，但UART对时钟的处理比较弱，需要加入外围电路加强，提高可靠性。

图3为本发明的模拟分接复用器的芯片引脚图，模拟分接复用器用于控制外围电路模块和GSM/GPRS模块的开关，模拟分接复用器采用CD4052BM芯片，具有低的导通电阻和低的断开泄露电流，功耗低，不受控制信号逻辑状态影响。芯片具有4个Y通道输入输出端，一个Y通道公共端，4个X通道输入输出端，一个X通道公共端，两个通道选择端AB，一个通道使能端。

图4为本发明的GSM/GPRS模块的结构图，其中GSM/GPRS模块采用四个工作频段，所述四个工作频段分别为GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz和PCS1900MHz，支持GPRS多时隙等级12和GPRS编码格式CS-1、CS-2、CS-3和CS-4，内嵌TCP、UDP、FTP和PPP等协议，GSM/GPRS模块采用M26FA-03-STD芯片，芯片是贴片是模块，采用LCC封装，可以通过其管脚焊盘内嵌于客户应用中，提供了模块与客户主板间丰富的硬件接口。M26FA-03-STD芯片主要由内置存储器、GSM射频器以及多个通信接口组成。RF-ANT是射频信号输入输出管脚；VBAT是主电源管脚；VRTC作为输入端是为RTC时钟供电，作为输出端是通过该管脚为备份电池或电容充电；拉低PWRKEY一段规定时间来开机或者关机；紧急情况下拉低EMERG-OFF管脚20ms以上能关闭芯片；Stats管脚用于指示芯片的运行状态；Netlight管脚指示网络状态；SIM Interface是SIM卡接口；Audio是音频接口；UART是异步串行通信接口。

图5为本发明的存储器模块的引脚图，其中存储器模块使用串行Flash存储器，型号为25032FVSIG，该芯片是为系统提供的一个最小的空间、引脚和功耗的存储器解决方案的串行Flash存储器。基于双倍/四倍的SPI，它们能够立即提供数据给RAM，包括存储声音、文本和数据，双倍/四倍用的引脚：串行时钟、片选端、串行数据IO0(DI)、IO1(DO)、IO2(WP)和IO3(HOLD)。SPI最高支持80MHz，当用快读双倍/四倍指令时，相当于双倍输出时最高速率160MHz，四倍输出时最高速率320MHz。

所述电源模块包括独立的第一电源模块和第二电源模块，所述电源模块通过USB供电。

图6为本发明的第一电源模块的芯片电路图，如图6所示，系统通过USB供电，供电电压为5V，而系统中的主控芯片的共同工作电压为3.3V，第一电源模块采用LM1117-3.3稳压芯片，将5V电压源转换稳定的3.3V电源提供给主控芯片。其中，LM1117-3.3是一个低压差电压调节器，提供电流限制和热保护，电路包含齐纳调节的带隙参考电压以确保输出电压的精度在1％以内，输出端至少需要一个10uF的钳电容来改善瞬态响应和稳定性

图7为本发明的第二电源模块的芯片电路图，如图7所示，系统通过USB供电，供电电压为5V，而GSM/GPRS模块的典型工作电压为4V，第二电源模块采用29302T5芯片，将5V电压源转换为4V电源提供给所述GSM/GPRS模块。其中，29302T5芯片是一个具有快速瞬态响应的低压差电压调节器，提供过电流保护、电池反相保护和电压瞬变保护，参考输出电压的精度在1％以内。

图8为本发明的外围电路模块的电路原理图，在接触式智能IC卡实现是通过ISO7816外围电路和STM32F103自带的兼容ISO7816协议的UART接口相配合完成的。其中7816触点符合国际标准ISO/IEC7816中规定的接触式IC卡触点的位置及尺寸大小。

传统的读写器使用USB接口与后端处理器通信，导致数据线的长度决定了读写器与处理器的工作距离，同时处理器USB接口数量也限制了读写器使用数量。而本发明的读写器集成了GPRS功能，读写器利用GPRS与处理器进行无线通信，读写器与后端处理器的工作距离不受限制，读写器可以与处理器超远距离通信，且读写器工作数量不受处理器USB接口数量限制

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。