信息卡读取装置及系统的制作方法

1.本技术属于信息卡技术领域，具体涉及一种信息卡读取装置及系统。


背景技术：

2.目前，市面上主流的身份信息卡，例如工牌、身份证、手机、交通卡等，基本都以nfc通信技术为主。而nfc通信技术是非接触式射频技术和网络编码技术的合成，分为主动模式和被动模式，主动模式是两个nfc设备在特定频率和速率下进行通信，被动模式则不一样，目前常见的被动模式是，提供一个主设备，不断地向外发射电磁波，信息卡(如工卡、交通卡)作为从设备接收电磁波，信息卡内部的线圈会感应出电动势，给芯片供电，芯片工作后将提前被写入的信息发送给主设备进行通信，或者主设备向从设备写入信息。
3.虽然nfc技术从开发到现在已经得到广泛应用，它的便捷、快速通信等特点使得其在某些行业和领域大受欢迎。但是它的短板也很明显，首先，它是一种近场技术，只能近距离通信，并且在近距离通信中它的传输速率很慢，不如蓝牙和红外等通信技术快。同时因为它的体积和功耗限制了芯片的容量，所以它所能携带的信息量很少。另外，被动通信中的主设备需要一直往外发射射频信号，加大了功耗。


技术实现要素：

4.本技术提出一种信息卡读取装置及系统，基于量子点技术，采用近场通信方式，能够快速读取信息卡的内容。
5.本技术第一方面实施例提出了一种信息卡读取装置，包括：
6.光源，用于发射入射光，所述入射光能够激发信息卡上的碳量子点发射出射光；
7.传感器阵列，包括呈阵列排布的多个传感器，用于感应所述出射光；各个传感器的i/o端口独立设置，用于识别对应传感器是否被触发；
8.处理单元，与所述传感器阵列连接，用于检测被触发的传感器，并根据被触发的传感器的位置读取信息卡的内容。
9.在本技术一些实施例中，还包括滤光组件，所述滤光组件设置在所述传感器阵列接收所述出射光的一侧，用于滤除所述入射光。
10.在本技术一些实施例中，所述滤光组件包括滤光片，所述滤光片的波长与所述入射光的波长一致。
11.在本技术一些实施例中，还包括检测组件，所述检测组件与所述处理单元连接，用于检测所述信息卡是否位于感应区，并将检测结果发送至所述处理单元。
12.在本技术一些实施例中，所述处理单元与所述光源连接，并在接收到信息卡位于感应区的检测结果时打开所述光源。
13.在本技术一些实施例中，所述传感器阵列构成矩形阵列，所述处理单元根据被触发的传感器的位置构建目标阵列，根据所述目标阵列读取信息卡的内容。
14.在本技术一些实施例中，所述处理单元对所述目标阵列进行区域分割，分割后的
每个区域包含一个数字或字母；并基于每个分割后的区域形成二值化图像，通过检测所述二值化图像读取各分割后的区域包含的内容。
15.在本技术一些实施例中，所述处理单元包括soc芯片，所述soc芯片与每个所述i/o端口连接，并检测所述i/o端口的电压。
16.在本技术一些实施例中，所述传感器包括光敏电阻、光敏三极管、光强传感器中任意一种。
17.本技术第二方面的实施例提供了一种信息卡系统，包括信息卡和信息卡读取装置，所述信息卡使用碳量子点写入内容，所述信息卡读取装置为第一方面所述的信息卡读取装置。
18.本技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
19.本技术实施例提供的信息卡读取装置，通过光源发射的入射光，激发碳量子点信息卡上的碳量子点发射出射光，该出射光入射至传感器阵列上，接收到该出射光的传感器被激发，其i/o端口处可检测到高电平，处理单元可检测到被触发的传感器，根据该些被触发的传感器的位置便可计算出信息卡上碳量子点构成的形状(通常为某个字母或数字)，即能够读取信息卡的内容。且相较于nfc卡读取设备读取nfc卡，本实施例提供的信息卡读取装置，基于量子点技术，采用近场通信方式，在读取碳量子点信息卡时，读取速度更快，无需随时向外发射射频信号，可大幅度节省信息卡读取装置的功耗。
附图说明
20.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
21.在附图中：
22.图1示出了cqds在不同波长的入射光激发下所发出的光谱曲线；
23.图2示出了本技术实施例提供的信息卡读取装置的框架示意图；
24.图3示出了本技术实施例提供的传感器阵列的结构示意图；
25.图4示出了本技术实施例中处理单元读取信息卡的流程示意图；
26.图5示出了本技术实施例提供的另一种信息卡读取装置的框架示意图。
具体实施方式
27.下面将参照附图更详细地描述本技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
28.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
29.下面结合附图来描述根据本技术实施例提出的一种信息卡读取装置及系统。
30.本实施例为解决上述技术问题，对现有信息卡及其写入和读取技术进行研究分析，发现目前有一种具有前瞻性的信息卡，其可使用碳量子点写入信息，例如数字编号、图
片、编码等内容。碳量子点(cqds)是一类尺寸低于10nm的黑色碳类准球体物质，自其被发现以来，由于其低毒性、良好水溶性、荧光可调性等特点，已经被广泛应用于生物光子学、led显示、纳米光子学灯领域。cqds的荧光可调性，是指在不同波长汞灯的激发下，cqds将被激发出不同波长的荧光，如图1所示，为cqds在不同波长的入射光激发下所发出的光谱曲线。当在可见光范围内使用短波进行照射时，使用不同波长的激发光进行照射，碳量子点将发出不同波长的光，利用光谱仪或者传感器则能够探测到该发光能量。当将cqds溶进pvp、pmma等高分子材料时，则可以制作成cqds凝胶薄膜，pvp与pmma等均为折射率与空气接近且透明的高分子材料，常用于制作亚克力板、透明塑料板的原料中。这里可将cqds凝胶薄膜应用在信息卡中，通过cqds写入内容，该信息卡可称为碳量子点信息卡，该信息卡可写入更多的内容。
31.如图2所示，为本实施例提供的一种信息卡200读取装置，用于读取上述碳量子点信息卡200的内容，该装置包括光源10、传感器阵列20及处理单元30，其中，光源10用于发射入射光，入射光能够激发信息卡200上的碳量子点发射出射光。传感器阵列20，包括呈阵列排布的多个传感器，用于感应出射光；各个传感器的i/o端口独立设置，用于识别对应传感器是否被触发。处理单元30，与传感器阵列20连接，用于检测被触发的传感器，并根据被触发的传感器的位置读取信息卡200的内容。
32.本实施例提供的信息卡200读取装置，通过光源10发射的入射光，激发碳量子点信息卡200上的碳量子点发射出射光，该出射光入射至传感器阵列20上，接收到该出射光的传感器被激发，其i/o端口处可检测到高电平，处理单元30可检测到被触发的传感器，根据该些被触发的传感器的位置便可计算出信息卡200上碳量子点构成的形状(通常为某个字母或数字)，即能够读取信息卡200的内容。且相较于nfc卡读取设备读取nfc卡，本实施例提供的信息卡200读取装置，基于量子点技术，采用近场通信方式，在读取碳量子点信息卡200时，读取速度更快，无需随时向外发射射频信号，可大幅度节省信息卡200读取装置的功耗。
33.其中，光源10可对称设置在传感器阵列20的外侧，具体可以设置多个，也可设置一个环形的光源10，且光源10朝向传感器阵列20的一侧可设置遮光组件，以避免入射光照射至传感器阵列20上，对传感器阵列20的触发造成干扰，致使读取结果错误等。
34.传感器阵列20的结构如图3所示(图中黑色矩形块表示传感器；直线表示导线，横向为输出，竖向为输入)，所有的传感器可构成矩形阵列，每个传感器可通过i/o(输入输出)端口连接导线。
35.具体地，传感器可以但不限于是光敏电阻、光敏三极管、光强传感器中的任意一种。
36.处理单元30包括soc芯片，soc芯片与每个i/o端口连接，并检测i/o端口的电压，soc芯片通过检测到的电压可确定被触发的传感器，继而可根据被触发的传感器的位置构建目标阵列，根据目标阵列读取信息卡200的内容。其中，目标阵列与矩形阵列的行列数相同，且对应被触发的传感器的位置为1，对应未被触发的传感器的位置为0。
37.soc芯片对目标阵列进行区域分割，分割后的每个区域包含一个数字或字母；并基于每个分割后的区域形成二值化图像，通过检测二值化图像读取各分割后的区域包含的内容。
38.下面结合图4对处理单元30读取信息卡200的过程进行详细阐述：处理单元30先采
集数据，即根据数据值先转换成矩阵(数据位置要与传感器阵列20对应)，之后进行分割区域，因为要把写入的数字、字母分割为单个图像，方便进行处理，可以将分割区域进行单独识别，可选自阈值进行二值化，读取的数据为电压值，可选择一个合适的阈值，将被触发的高电压变为逻辑1，低电压变为逻辑0，如此可得到二值化图像(即黑白图像)，然后进行滤波和图像处理，将噪点滤除，然后检测分割区域内的数字、字母，将所有分割区域对应的信息合并，即可得出信息卡200的内容，可判断内容是否与系统设定的一致，例如名字是否为公司员工，完成后可继续下一个信息卡200的数据采集。
39.在本实施例一具体实施方式中，该信息卡200读取装置还包括滤光组件，滤光组件设置在传感器阵列20接收出射光的一侧，用于滤除入射光，以进一步避免入射光和碳量子点被激发所发射的出射光混合，对传感器阵列20造成干扰，致使读取信息错误等。
40.具体地，该滤光组件可包括滤光片40，滤光片40的波长与入射光的波长一致，以更好地滤除入射光。
41.需要说明的是，该滤光片40可以设置成能够完全覆盖传感器阵列20的整体，也可以仅在靠近光源10的位置设置，只要能够滤除上述入射光即可。另外，该滤光组件也可以采用其他滤光产品，如滤光颗粒，或者滤光薄膜等。
42.在本实施例一具体实施方式中，如图5所示，该信息卡200读取装置还包括检测组件50，检测组件50与处理单元30连接，用于检测信息卡200是否位于感应区，并将检测结果发送至处理单元30。
43.处理单元30可与光源10连接，并在接收到信息卡200位于感应区的检测结果时打开光源10以及传感器阵列20，并对传感器阵列20进行检测，可有效节省信息卡200读取装置的功率损耗。
44.需要说明的是，上述信息卡200读取装置的结构可以仅是实际应用中信息卡200读取设备的一部分，只要能够解决本实施例的技术问题即可。当然，其还可以包括构成一个完整设备的其它必要性部件，如壳体、电源及必要的连接线等。
45.基于上述信息卡200读取装置相同的构思，本实施例还提供一种信息卡200系统，包括信息卡200和信息卡200读取装置，信息卡200使用碳量子点写入内容，信息卡200读取装置为上述任一实施方式的信息卡200读取装置。
46.本实施例提供的信息卡200系统，基于上述信息卡200读取装置相同的构思，故至少能够实现上述信息卡200读取装置能够实现的有益效果，在此不再赘述。
47.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本技术可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
48.以上，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应
涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。