專利名稱：一種pos終端設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子設備領域，尤其涉及一種P0S(銷售點)終端設備。
背景技術：
RFID (Radio Frequency Identification,射頻識別)是一種利用無線電波進行數(shù) 據(jù)通信的非接觸式的自動識別技術。RFID的基本實現(xiàn)原理是通過讀寫器(也稱為讀頭)和 RFID電子標簽之間的電磁耦合或電感耦合進行數(shù)據(jù)通信，以達到對標簽物體的自動識別。 RFID按照工作頻段可以分為LF (低頻)、HF (高頻)、UHF (超高頻)和麗(微波)，常用的工 作頻率有:125kHz(LF)、134. 2kHz(LF)、13. 56MHz(HF)、433MHz(UHF)、860 960MHz(UHF)、 2. 4GHz (麗)、5. 8GHz (麗)等。 電子支付業(yè)務基于NFC (Near Field Communication,近距離無線通信)技術和 RFID (Radio Frequency Identification,射頻識別)技術實現(xiàn)，用于移動終端的電子支付。 如圖l所示，典型的電子支付系統(tǒng)由POS(Point of Sale，銷售點)終端設備和內(nèi)置有RFID 電子標簽(俗稱電子錢包)的移動終端組成，其中POS終端設備包括主機和讀寫器，讀寫器 主要負責接收主機發(fā)送的動作指令，根據(jù)動作指令向RFID電子標簽發(fā)射相應的讀寫信號， 接收RFID電子標簽返回的響應信號，并將RFID電子標簽返回的響應信號傳輸?shù)街鳈C以供 主機處理。通過移動終端中的RFID電子標簽與設置在營業(yè)點的P0S終端設備進行數(shù)據(jù)通 信，完成支付、充值、查詢余額等操作。人們可以方便的攜帶著具有電子錢包功能的移動終 端到便利店購物，到加油站加油，或者乘坐公交時刷卡購票，而不用再像以前一樣，攜帶各 種實體卡片以適應不同場合的消費。 現(xiàn)有電子支付業(yè)務中，普遍采用工作頻率為13.56MHz的RFID電子標簽，由于 13. 56MHz的RFID電子標簽存在著發(fā)射頻率低、穿透力弱、需要線圈天線以及無法集成在 移動終端的SIM(Subscriber Identity Module,用戶識別模塊)卡中等問題，極大限制了 13. 56MHz的RFID電子標簽的使用，嚴重影響了電子支付業(yè)務的推廣。為了解決上述問題， 出現(xiàn)了一種新型的工作頻率為2. 4GHz的RFID電子標簽，由于2. 4GHz的RFID電子標簽具 有發(fā)射頻率高、穿透力強、內(nèi)置天線并且能夠集成在移動終端的SIM卡中等優(yōu)點，能夠完全 彌補13. 56MHz的RFID電子標簽的不足。 由于電子支付業(yè)務中存在著工作頻率為13. 56MHz、2. 4GHz等多種RFID電子標簽， 而P0S終端設備只能讀寫單一工作頻率的RFID電子標簽，如何使P0S終端設備具備讀寫多 種RFID電子標簽的能力，成為現(xiàn)有技術中亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種POS終端設備，用以解決POS終端設備只能讀寫單一工作頻 率的RFID電子標簽的問題。 本實用新型提供的POS終端設備，包括主機(10)、高頻讀寫器(11)和集成了微 波天線(120)的微波讀寫器(12);所述高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連，并通過通信電纜連接高頻線圈天線(110);所述微波讀寫器(12)集成在所述高頻線圈天線(110)的
線圈中部，并通過高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連。 為了解決卡片識別和信號碰撞問題，所述主機(10)，用于在射頻識別RFID電子標 簽進入POS終端設備的工作區(qū)域時，控制其中一個讀寫器發(fā)起用于激活RFID電子標簽的詢 卡指令，確認當前讀寫器接收到所述RFID電子標簽被激活后返回的詢卡響應時，控制當前 讀寫器對所述RFID電子標簽進行讀寫操作，確認當前讀寫器未接收到所述RFID電子標簽 被激活后返回的詢卡響應時，控制另一個讀寫器發(fā)起所述詢卡指令。 較佳的，所述主機(10)，還用于控制接收到所述詢卡響應的讀寫器向所述RFID電 子標簽發(fā)送指示寫入配置的唯一性卡片標識的寫卡指令。 較佳的，所述微波天線(120)采用垂直點陣的布局方式嵌入所述微波讀寫器(12) 的電路板主板中。 較佳的，所述微波讀寫器(12)與所述高頻讀寫器(11)處于同一平面。 其中，所述高頻讀寫器(11)的工作頻率為13. 56MHz，所述微波讀寫器(12)的工作
頻率為2. 4GHz。 其中，所述高頻讀寫器(11)通過RS232接口或者通用串行總線USB接口與所述主 機(10)相連。 其中，所述通信電纜為阻抗匹配的同軸電纜。 進一步，為了使P0S終端設備兼具讀取接觸式IC卡的能力，該P0S終端設備還包 括 接觸式讀卡器(13)，所述接觸式讀卡器(13)與所述主機(10)相連。 其中，所述接觸式讀卡器(13)與所述主機(10)通過RS232接口或者通用串行總
線USB接口相連。 本實用新型根據(jù)高頻頻段的RFID電子標簽和微波頻段的RFID電子標簽的特點， 提供能夠同時支持兩種工作頻段的P0S終端設備，對高頻頻段的天線和讀寫器采用分裝結(jié) 構，并通過通信電纜連接，對微波頻段的天線和讀寫器采用合裝結(jié)構，高頻頻段的天線采用 線圈結(jié)構，使得微波頻段的讀寫器集成在線圈中部，有效解決了POS終端設備中集成不同 工作頻率的讀寫器的問題，使得P0S終端設備具備讀寫高頻和微波兩個頻段RFID電子標簽 的能力，從而提高了 P0S終端設備的使用率。

圖1為現(xiàn)有技術中電子支付系統(tǒng)結(jié)構圖； 圖2為本實用新型實施例中P0S終端設備的結(jié)構圖； 圖3為本實用新型實施例中微波讀寫器(12)與高頻線圈天線(110)的布局剖面 圖； 圖4為本實用新型實施例中微波讀寫器(12)的結(jié)構示意圖； 圖5為本實用新型實施例中P0S終端設備的另一結(jié)構圖。
具體實施方式本實用新型用以解決POS終端設備只能讀寫單一工作頻率的RFID電子標簽的問題。按照工作頻段的不同，現(xiàn)有電子支付業(yè)務中的RFID電子標簽可以分為HF(常用的工作 頻率為13. 56腿z)和麗(常用的工作頻率為2. 4GHz)兩種類型。不同工作頻段的RFID系 統(tǒng)中，RFID電子標簽的工作原理不同，其中HF頻段的RFID電子標簽一般基于電磁耦合原 理，麗頻段的RFID電子標簽一般基于電磁發(fā)射原理。電磁耦合原理的實質(zhì)是"電生磁，磁 生電"，容易產(chǎn)生信號間干擾，而電磁發(fā)射原理的發(fā)射頻率有全球統(tǒng)一的劃分標準，相比電 磁耦合原理大大降低了信號間干擾。 如何集成不同工作頻率的讀寫器是解決P0S終端設備只能讀寫單一工作頻率的 RFID電子標簽的關鍵問題。 如圖2所示，本實用新型實施例提供了一種P0S終端設備，包括主機(10)、高頻 讀寫器(11)和集成了微波天線(120)的微波讀寫器(12)，高頻讀寫器(11)與主機(10)相 連，并通過通信電纜連接高頻線圈天線(110);微波讀寫器(12)集成在高頻線圈天線(110) 的線圈中部，并通過高頻讀寫器(11)與主機(10)相連。 本實用新型根據(jù)HF頻段的RFID電子標簽和麗頻段的RFID電子標簽的特點，提 供能夠同時支持兩種工作頻段的P0S終端設備，對HF頻段的天線和讀寫器采用分裝結(jié)構， 并通過阻抗匹配的通信電纜連接，對麗頻段的天線和讀寫器采用合裝結(jié)構，HF頻段的天線 采用線圈結(jié)構，使得麗頻段的讀寫器集成在線圈中部，有效解決了POS終端設備中集成不 同工作頻率的讀寫器的問題，使得P0S終端設備具備讀寫高頻和微波兩個頻段RFID電子標 簽的能力，從而提高了 P0S終端設備的使用率。 高頻線圈天線(110)采用繞線制造技術，需要在一個繞制工具上繞制設定匝數(shù)的 天線線圈，繞制完成后將繞制工具從天線線圈中取出，形成中間為空心的線圈天線。如圖3 所示，為微波讀寫器(12)與高頻線圈天線(110)的布局剖面圖，其中填充斜線陰影部分表 示高頻線圈天線(110)，填充圓點陰影部分表示微波讀寫器(12)?？梢钥闯?，微波讀寫器 (12)集成在高頻線圈天線(110)的線圈中部，也就是說，高頻線圈天線(110)分布在微波讀 寫器(12)的周圍。 具體實施中，微波天線(120)采用垂直點陣的布局方式嵌入微波讀寫器(12)的電 路板主板(121)中，如圖4所示。微波天線(120)采用垂直點陣的布局方式，有利于避免信 號碰撞。 較佳的，微波讀寫器(12)與高頻讀寫器(11)處于同一平面。同時，基于HF頻段
中常用的工作頻率為13. 56MHz，麗頻段中常用的工作頻率為2. 4GHz，P0S終端設備中，高頻
讀寫器(11)的工作頻率為13.56MHz，微波讀寫器(12)的工作頻率為2.4GHz。 具體實施中，連接高頻讀寫器(11)和高頻線圈天線(110)的通信電纜采用同軸電
纜。同軸電纜以硬銅線為芯，外包一層絕緣材料，該層絕緣材料用密織的網(wǎng)狀導體環(huán)繞，網(wǎng)
狀導體外覆蓋一層保護性材料。同軸電纜的結(jié)構可以防止外部電磁波信號的干擾。較佳的，
采用適用于數(shù)字傳輸?shù)幕鶐S電纜，數(shù)據(jù)傳輸速率可達10Mbps，穩(wěn)定性高。 主機(10)提供RS232接口 、USB (Universal Serial Bus，通用串行總線)接口等，
一般情況下高頻讀寫器(11)支持RS232接口、USB接口等，高頻讀寫器(11)可以通過RS232
接口或者USB接口與主機(10)相連，從而實現(xiàn)高頻讀寫器(11)與主機(10)的相連。 基于P0S終端設備中集成了不同工作頻率的讀寫器，進一步需要解決的是卡片識
別和信號碰撞的問題。[0034] 本實用新型提供的P0S終端設備中，主機(10)，用于在RFID電子標簽進入P0S終 端設備的工作區(qū)域時，控制其中一個讀寫器發(fā)射用于激活RFID電子標簽的詢卡指令，如果 當前讀寫器接收到所述RFID電子標簽被激活后返回的詢卡響應，控制當前讀寫器對所述 RFID電子標簽進行讀寫操作；如果確認當前讀寫器未接收到RFID電子標簽被激活后返回 的詢卡響應時，控制另一個讀寫器發(fā)射詢卡指令。 POS終端設備采用主動模式，當RFID電子標簽進入POS終端設備的工作區(qū)域時，其 中一個讀寫器首先發(fā)起詢卡指令，如果該讀寫器與RFID電子標簽的工作頻率相一致(即類 型相匹配)，RFID電子標簽接收到詢卡指令之后將被激活；如果該讀寫器與RFID電子標簽 的工作頻率不一致(即類型不匹配)，則另一個讀寫器發(fā)起詢卡指令以激活該RFID電子標 簽，從而有效解決卡片識別問題。 由于微波頻段和高頻頻段差異很大，不同工作頻率的RFID系統(tǒng)之間一般不存在 信號碰撞問題。但是，在RFID電子標簽所獲能量非常微弱的情況下，無法發(fā)射電磁波，只能 反射讀寫器發(fā)射的電磁波。不同工作頻率的RFID電子標簽對同一讀寫器的電磁波的反射 波具有相同的頻譜特征，讀寫器無法區(qū)分，因此產(chǎn)生信號碰撞。本實用新型提供的POS終端 設備控制讀寫器發(fā)起詢卡指令，如果RFID電子標簽返回詢卡響應，控制當前讀寫器對RFID 電子標簽進行讀寫操作，如果RFID電子標簽未返回詢卡響應，控制另一個讀寫器發(fā)起詢卡 指令，能夠有效解決信號碰撞問題。 在POS終端設備采用主動模式解決卡片識別的基礎上，本實用新型提出采用"卡 片標識"區(qū)分POS終端設備的工作區(qū)域中的多張RFID電子標簽。當RFID電子標簽進入POS 終端設備的工作區(qū)域時，如果被某個讀卡器發(fā)起的詢卡指令激活將向該讀寫器返回詢卡響 應，進一步，主機(10)還用于控制接收到詢卡響應的讀寫器向該RFID電子標簽發(fā)送指示寫 入配置的唯一性卡片標識的寫卡指令。通過向卡片中寫入唯一性卡片標識，保證對該RFID 電子標簽進行讀寫操作的過程中有其它RFID電子標簽進入工作區(qū)域時，讀寫器能夠?qū)Ω?RFID電子標簽進行區(qū)分，有效識別各RFID電子標簽，從而對不同的RFID電子標簽執(zhí)行相應 的讀寫操作。 為了進一步提高POS終端設備的使用率，使得POS終端設備兼具讀取接觸式 IC(集成電路)卡的能力，例如銀行卡，如圖5所示，提供了P0S終端設備的另一結(jié)構，在上 述POS終端設備的基礎上，還可包括 接觸式讀卡器(13)，接觸式讀卡器(13)與主機(10)相連。 —般情況下接觸式讀卡器(11)支持RS232接口、 USB接口等，接觸式讀卡器(13) 可以通過RS232接口或者USB接口與主機(10)相連，從而實現(xiàn)接觸式讀卡器(13)與主機 (10)的相連。 顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及 其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求一種銷售點POS終端設備，其特征在于，包括主機(10)、高頻讀寫器(11)和集成了微波天線(120)的微波讀寫器(12)；所述高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連，并通過通信電纜連接高頻線圈天線(110)；所述微波讀寫器(12)集成在所述高頻線圈天線(110)的線圈中部，并通過高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連。
2. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，所述主機(IO)，用于在射頻識別RFID電子標簽進入POS終端設備的工作區(qū)域時，控 制其中一個讀寫器發(fā)起用于激活RFID電子標簽的詢卡指令，如果當前讀寫器接收到所述 RFID電子標簽被激活后返回的詢卡響應，控制當前讀寫器對所述RFID電子標簽進行讀寫 操作；如果當前讀寫器未接收到所述RFID電子標簽被激活后返回的詢卡響應時，控制另一 個讀寫器發(fā)起所述詢卡指令。
3. 如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述主機(IO)，還用于控制接收到所述詢卡響應的讀寫器向所述RFID電子標簽發(fā)送 指示寫入配置的唯一性卡片標識的寫卡指令。
4. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，所述微波天線(120)采用垂直點陣的布局方 式嵌入所述微波讀寫器(12)的電路板主板(121)中。
5. 如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述微波讀寫器(12)與所述高頻讀寫器 (11)處于同一平面。
6. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，所述高頻讀寫器(11)的工作頻率為 13. 56MHz，所述微波讀寫器(12)的工作頻率為2. 4GHz。
7. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，所述高頻讀寫器(11)通過RS232接口或者 通用串行總線USB接口與所述主機(10)相連。
8. 如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述通信電纜為阻抗匹配的同軸電纜。
9. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，還包括 接觸式讀卡器(13)，所述接觸式讀卡器(13)與所述主機(10)相連。
10. 如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述接觸式讀卡器(13)與所述主機(10) 通過RS232接口或者通用串行總線USB接口相連。
專利摘要本實用新型公開了一種POS終端設備，用以解決POS終端設備只能讀寫單一工作頻率的RFID電子標簽的問題。所述的POS終端設備，包括主機(10)、高頻讀寫器(11)和集成了微波天線(120)的微波讀寫器(12)；所述高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連，并通過通信電纜連接高頻線圈天線(110)；所述微波讀寫器(12)集成在所述高頻線圈天線(110)的線圈中部，并通過高頻讀寫器(11)與所述主機(10)相連。本實用新型有效解決了POS終端設備中集成不同工作頻率的讀寫器的問題，使得POS終端設備具備讀寫高頻和微波兩個頻段RFID電子標簽的能力。
文檔編號G07F19/00GK201527689SQ200920219678
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權日2009年11月3日
發(fā)明者徐舫, 游峰, 王洪濤, 趙波鋒, 陳浩 申請人:中國移動通信集團湖南有限公司