專利名稱：一種多頻段讀卡器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多頻段讀卡器。
背景技術：
基于13. 56MHz頻段的射頻識別(RFID)技術已經廣泛的應用于各種領域，例如城市一卡通、校園卡、門禁、身份證等。工作于該頻段的卡片或移動終端裝置符合相關規(guī)定，如符合IS0/IEC14443協(xié)議規(guī)范以及近距離無線通訊技術(Near Field Communication, NFC) 規(guī)范等。目前移動支付領域存在另一種技術方案即“2. 4G RFID-SIM”技術，中國專利申請 200920179981. 5公開了 2. 4GRFID-SIM技術相關射頻SIM卡裝置、和與之對應的射頻讀卡器裝置、以及采用上述射頻卡裝置和射頻讀卡器的通訊系統(tǒng)。2. 4G RFID-SIM方案技術工作在2. 4G頻段，與之對應的射頻讀卡器不支持傳統(tǒng)的13. 56M卡片，傳統(tǒng)的13. 56M讀卡器不支持RFID-SIM卡。因此在2. 4GRFID-SIM技術和 13. 56M技術同時應用的場合中，例如將RFID-SIM卡和13. 56M卡都用作公共交通收費IC卡的情況，為實現(xiàn)兩種技術的兼容，需要一種能夠同時支持13. 56M卡片和RFID-SIM卡的多頻段讀卡器?，F(xiàn)有技術通過在傳統(tǒng)的13. 56M RFID系統(tǒng)中簡單地加裝一套2. 4GRFID-SIM的讀卡器來實現(xiàn)兩種技術的兼容，需要在原有的系統(tǒng)空間結構上做出較大改動以容納2. 4G讀卡器，同時在數(shù)據(jù)接口上需要增加一個POS機或上位機與2. 4G RFID-SIM讀卡器的通訊接口，增加了 POS機或上位機控制軟件的復雜度；此外，由于要實現(xiàn)在同一位置使用兩種頻率的卡片，所以在結構設計上必須將兩種頻率的天線安排在同一位置，而13. 56M頻率的天線收到2. 4G讀卡器的金屬干擾，降低了天線的性能，13. 56M的卡片在刷卡過程中會產生盲區(qū)?，F(xiàn)有技術的上述缺點造成設計的不便和性能的降低，不利于兩種技術的兼容。

實用新型內容本實用新型要解決的主要技術問題是，提供一種多頻段讀卡器，可以實現(xiàn)同一讀卡器與不同頻率的卡片通信。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種多頻段讀卡器，包括主處理器、第一頻率收發(fā)電路、第二頻率收發(fā)電路、低頻信號產生和放大電路、第一頻率天線、第二頻率天線、低頻發(fā)射線圈、通信接口，其中所述第一頻率天線通過第一頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述第二頻率天線通過第二頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述低頻發(fā)射線圈通過低頻信號產生和放大電路連接至主處理器，所述通信接口連接主處理器。本實用新型的有益效果是提供了一種多頻段讀卡器，實現(xiàn)了多頻段通信，包括低頻信號產生和放大電路、低頻發(fā)射線圈，可以在通信時控制通信距離。

圖1為本實用新型一種多頻段讀卡器的一實施例的模塊示意圖；[0009]圖2為本實用新型一種多頻段讀卡器的一種器件布局示意圖；圖3為本實用新型一種多頻段讀卡器的又一種器件布局示意圖；圖4為本實用新型一種多頻段讀卡器裝置的一實施例的示意圖；圖5為本實用新型一種多頻段讀卡器讀卡方法的一個實施例的流程示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。以下內容結合附圖對兼容2. 4G RFID-SIM方案技術和13. 56M方案技術的多頻段讀卡器的裝置及其工作方法進行描述。如圖1所示，本實用新型一種多頻段讀卡器的一實施例包括主處理器101、13. 56M收發(fā)電路102、2. 4G收發(fā)電路103、低頻信號產生和放大電路 104、13. 56M天線105,2. 4G天線106、低頻發(fā)射線圈107、接口電路108。其中，13. 56M天線105通過13. 56M收發(fā)電路102連接主控制器101。主處理器101 控制13. 56M收發(fā)電路102，通過13. 56M天線105與靠近讀卡器(IOcm內)的13. 56M卡片建立無線通訊鏈接并傳輸數(shù)據(jù)。2. 4G天線106通過2. 4G收發(fā)電路103連接主控制器101，低頻發(fā)射線圈107通過低頻信號產生和放大電路104連接主處理器101。主處理器101控制2. 4G收發(fā)電路103和低頻信號產生和放大電路104，并通過2. 4G天線106和低頻線圈107與靠近讀卡器(IOcm 內)的裝載有2.4G RFID-SIM卡的移動通訊終端建立無線鏈接并進行通訊。低頻信號產生和放大電路104與低頻發(fā)射線圈107用于2. 4G RFID-SIM卡的通信， 低頻信號產生和放大電路104輸出一個經過放大以后的低頻信號，該低頻信號加載于低頻發(fā)射線圈107，低頻發(fā)射線圈107將信號在空中以無線的方式發(fā)射，2. 4G RFID-SIM卡耦合感應到低頻發(fā)射線圈107發(fā)射出來的低頻信號，并檢測信號的強度，當卡的感應信號強度達到一定值，卡和讀卡器開始通信。卡離讀卡器越遠，感應的信號越小，所以將卡限定在近距離內才能通信。接口電路108連接讀卡器和POS機或上位機，讀卡器通過接口電路108與上位機或POS機通訊，并從接口電路108取電。所述的主處理器101包括一款主處理器芯片及其外圍電路；所述13. 56M收發(fā)電路 102包括一款13. 56M收發(fā)芯片及其外圍配置電路；所述2. 4G收發(fā)電路103包括一款2. 4G 無線收發(fā)芯片及其外圍配置電路；所述低頻信號產生和放大電路104包括一個帶低頻編碼和輸出功能的微處理器和驅動放大電路；所述13. 56M天線105包括多匝PCB線圈和匹配電路；所述2. 4G天線106包括單個或多個2. 4G頻段天線，例如FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板(PCB)天線；所述低頻發(fā)射線圈107包括多匝PCB繞線線圈；所述接口電路108指連接主處理器和刷卡機(POS，Point of sale)機或上位機的數(shù)據(jù)接口。其中，各個組成部分可以有不同的分布方式，以下舉例說明。圖2示出了本實用新型一種多頻段讀卡器的一種器件布局示意圖，描述如下所述實施例包括印制電路板201、13. 56M天線202、低頻發(fā)射線圈203和2. 4G天線204。所述 13. 56M天線202、低頻發(fā)射線圈203和2. 4G天線204布置在同一塊印制電路板201上；所述的13. 56M天線202包括在印制電路板的周邊形成的平面多匝繞線天線和匹配電路，匝數(shù)為1 12匝；所述的低頻發(fā)射線圈203包括在印制電路板的周邊形成的平面環(huán)形多匝繞線線圈，匝數(shù)為10 500匝。低頻發(fā)射線圈的位置處于13. 56M線圈的內側或外側；所述2. 4G 天線106包括單個或多個2. 4G頻段天線，例如FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板(PCB) 天線；進一步地，所述低頻發(fā)射線圈的位置可以是13. 56M線圈的內側或者外側。采用這種布局方式，可以只用一塊印制電路板，體積更小。圖3示出了本實用新型一種多頻段讀卡器的又一種器件布局示意圖，描述如下 所述實施例包括印制電路板301、13. 56M抗金屬材料302和印制電路板303 ；所述的13. 56M 天線包括在的周邊形成的平面多匝繞線天線和匹配電路，匝數(shù)為1 12匝；所述的2. 4G天線和低頻發(fā)射線圈布置在印制電路板303 ；所述2. 4G天線106包括單個或多個2. 4G頻段天線，例如FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板(PCB)天線；所述的低頻發(fā)射線圈包括在該印制電路板303的周邊形成的多匝繞線線圈，匝數(shù)為10 500匝。所述的13. 56M抗金屬材料302結構上夾在印制電路板301和印制電路板303之間，材料可以是鐵氧體或者磁布。采用這種布局方式，可以減少13. 56M天線與2. 4G天線的相互干擾。以上以抗金屬材料作為屏蔽材料，實際上也可以使用其他材料，只要在兩個電路板間形成電磁屏蔽層即可。圖4示出了多頻段讀卡器裝置的一實施例的示意圖，該裝置由讀卡器控制電路板402和多頻段天線板403組成。讀卡器控制電路板402包括主處理器、2. 4G收發(fā)電路、 13. 56M收發(fā)電路、低頻信號產生和放大電路、通信接口。多頻段天線板403包括2. 4G天線、 13. 56M天線和低頻發(fā)射線圈。控制電路板402通過多個信號連接線與多頻段天線401連接?？刂齐娐钒搴投囝l段天線板之間的組合結構可依據(jù)具體應用靈活設計，例如將控制電路板設計在多頻段天線的正下方，并將兩者通過一個外殼固定。所述讀卡器控制電路402 通過接口電路與POS機401進行通訊。本實用新型各實施例多頻段讀卡器在操作實現(xiàn)上，主處理器通過接口電路接收來自上位機的命令，并根據(jù)命令控制對應的電路，完成與命令相對應的操作。本實用新型各實施例多頻段RFID讀卡器支持2. 4G RFID-SIM卡和所有類型的 13. 56M卡片(14443TypeA/B、Mifare, Felica)，用戶可通過接口電路靈活配置讀卡器支持的卡片類型。讀卡器所支持的卡片類型可配置為所支持的全部卡片類型中的一種或多種， 例如可將讀卡器設置為僅支持RFID-SIM卡或者僅支持13. 56M的Type Α/Β卡。這樣可以讓使用更靈活，例如某應用中，只接受13. 56Μ的TypeA卡，此時可設置讀卡器僅支持TypeA 卡，其它類型卡一概不支持，好處是減少了訊卡時間、免去了其它類型卡的干擾。圖5示出了多頻段讀卡器讀卡方法的一個實施例的流程示意圖步驟501，讀卡器上電。步驟502，讀卡器參數(shù)初始化設置，例如對2. 4G收發(fā)芯片和13. 56Μ收發(fā)芯片設置。步驟503，讀卡器等待來自POS機的命令，如果收到命令則進入步驟504.否則繼續(xù)等待命令。步驟504，讀卡器對POS機命令進行判斷，如果是卡片操作命令(例如對卡片扣款或充值)，則進入步驟505 ；否則進入步驟510。步驟505，讀卡器尋找并連接卡片，之后進入步驟506。讀卡器支持2. 4G RFID-SIM卡和所有類型的 13. 56Μ卡片(14443TypeA/B、Mifare、 Felica)，當讀卡器所支持的卡片包括兩種頻段的卡片類型時，讀卡器在設定的時間(30 100ms)內‘輪詢’查找兩種頻段的卡片，如果在規(guī)定的時間內沒有尋到卡片則返回至等待 POS機命令狀態(tài)，如果尋找到卡片則與卡片建立連接，同時，關閉另一頻段的收發(fā)電路；當讀卡器僅支持2. 4G卡片或者僅支持13. 56M卡片的一種或多種時，讀卡器在設定的時間里循環(huán)查找對應頻段的卡片，同時另一頻段的收發(fā)電路處于休眠，當尋到卡片時與卡片建立連接，如果未尋到則返回至等待POS機命令狀態(tài)。步驟506，判斷讀卡器是否連接上卡片，如果連接上卡片則進入步驟507，否則進入步驟509。步驟507，讀卡器對與之建立連接的卡片進行讀寫操作，之后進入步驟508。步驟508，讀卡器與卡片斷開連接。 步驟509，讀卡器告知POS機連卡失敗，之后返回至步驟501。步驟510，讀卡器執(zhí)行對應的非卡片操作命令，例如設置讀卡器參數(shù)等，之后進入步驟511.步驟511，讀卡器返回給POS機操作結果，之后返回至步驟501。本實用新型提出了一種多頻段讀卡器讀卡方法，包括讀卡器在設定的時間內輪詢尋找第一頻段卡片和第二頻段卡片；當查找到任一頻段卡片后，建立與該卡片的連接，關閉另一頻段的收發(fā)電路；判斷讀卡器是否連接上卡片，若是則進行相應的操作。以上以13. 56M與2. 4G為例進行了說明，實際上對于其他頻率的信號，也可以應用本實用新型的裝置及方法，只需要簡單的做出相應的改變即可。以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種多頻段讀卡器，其特征在于，包括主處理器、第一頻率收發(fā)電路、第二頻率收發(fā)電路、低頻信號產生和放大電路、第一頻率天線、第二頻率天線、低頻發(fā)射線圈、通信接口，其中所述第一頻率天線通過第一頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述第二頻率天線通過第二頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述低頻發(fā)射線圈通過低頻信號產生和放大電路連接至主處理器，所述通信接口連接主處理器。
2.根據(jù)權利要求1所述的多頻段讀卡器，其特征在于所述第一頻率天線、第二頻率天線與低頻發(fā)射線圈在同一電路板上。
3.根據(jù)權利要求2所述的多頻段讀卡器，其特征在于所述第一頻率天線為13. 56M天線，所述第二頻率天線為2. 4G天線； 所述13. 56M天線包括在印制電路板的周邊形成的平面多匝繞線天線和匹配電路，所述平面多匝繞線天線的匝數(shù)為1 12匝；所述低頻發(fā)射線圈包括在印制電路板的周邊形成的平面環(huán)形多匝繞線線圈，所述平面環(huán)形多匝繞線線圈的匝數(shù)為10 500匝；所述2. 4G天線包括單個或多個2. 4G頻段天線，包括FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板天線。
4.根據(jù)權利要求1所述的多頻段讀卡器，其特征在于所述第一頻率天線在第一電路板上，所述第二頻率天線與低頻發(fā)射線圈在第二電路板上，所述第一電路板和第二電路板之間包括電磁屏蔽層。
5.根據(jù)權利要求4所述的多頻段讀卡器，其特征在于所述第一頻率天線為13. 56M天線，所述第二頻率天線為2. 4G天線； 所述13. 56M天線包括在印制電路板的周邊形成的平面多匝繞線天線和匹配電路，所述平面多匝繞線天線的匝數(shù)為1 12匝；所述低頻發(fā)射線圈包括在印制電路板的周邊形成的平面環(huán)形多匝繞線線圈，所述平面環(huán)形多匝繞線線圈的匝數(shù)為10 500匝；所述2. 4G天線包括單個或多個2. 4G頻段天線，包括FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板天線。
6.根據(jù)權利要求4所述的多頻段讀卡器，其特征在于 所述電磁屏蔽層包括抗金屬材料。
7.根據(jù)權利要求1所述的多頻段讀卡器，其特征在于 所述第一頻率為13. 56M，所述第二頻率為2. 4G ； 所述的主處理器包括主處理器芯片及其外圍電路；所述第一頻率收發(fā)電路包括第一頻率收發(fā)芯片及其外圍配置電路； 所述第二頻率收發(fā)電路包括第二頻率收發(fā)芯片及其外圍配置電路； 所述低頻信號產生和放大電路包括帶低頻編碼和輸出功能的微處理器和驅動放大電路；所述第一頻率天線包括多匝PCB線圈和匹配電路；所述第二頻率天線包括單個或多個2. 4G頻段天線，包括FIPA天線，或者“倒F”型印制電路板天線；所述低頻發(fā)射線圈包括多匝PCB繞線線圈；所述接口電路指 連接主處理器和POS機或上位機的數(shù)據(jù)接口。
專利摘要本實用新型公開了一種多頻段讀卡器，包括主處理器、第一頻率收發(fā)電路、第二頻率收發(fā)電路、低頻信號產生和放大電路、第一頻率天線、第二頻率天線、低頻發(fā)射線圈、通信接口，其中所述第一頻率天線通過第一頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述第二頻率天線通過第二頻率收發(fā)電路與主處理器連接，所述低頻發(fā)射線圈通過低頻信號產生和放大電路連接至主處理器，所述通信接口連接主處理器。通過本實用新型提出的多頻段讀卡器，實現(xiàn)了多頻段通信，包括低頻信號產生和放大電路、低頻發(fā)射線圈，可以在通信時控制通信距離。
文檔編號G06K7/00GK202041962SQ20112013640
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者陳康 申請人:國民技術股份有限公司