專利名稱：身份證閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別技術(shù)，特別涉及第二代射頻身份證閱讀識(shí)別裝置。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)一般由識(shí)別卡和閱讀器組成。根據(jù)識(shí)別卡的結(jié)構(gòu)，可以分為有源識(shí)別卡和無(wú)源識(shí)別卡。無(wú)源識(shí)別卡的基本工作原理是讀寫(xiě)器通過(guò)天線發(fā)射電磁波，激活電磁波輻射場(chǎng)內(nèi)的識(shí)別卡，向識(shí)別卡供電和發(fā)出讀寫(xiě)指令。識(shí)別卡收到指令后，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)負(fù)載進(jìn)行調(diào)制后，反向散射電磁波到閱讀器，經(jīng)閱讀器接收解調(diào)后得到識(shí)別卡的數(shù)據(jù)信息。
第二代身份證即屬于一種無(wú)源識(shí)別卡。由于身份證的特點(diǎn)，其存儲(chǔ)的身份信息是經(jīng)過(guò)特殊加密處理的，要對(duì)第二代身份證進(jìn)行識(shí)別，需要采用公安機(jī)關(guān)提供的安全模塊對(duì)數(shù)據(jù)解密。身份證閱讀器一般由安全模塊，射頻模塊和天線構(gòu)成，射頻模塊通過(guò)天線發(fā)射ASK載波信號(hào)，并接受身份證返回的BPSK載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)相位解調(diào)，將數(shù)據(jù)送往安全模塊解密，讀取身份信息。
現(xiàn)有身份證閱讀器，采用國(guó)外進(jìn)口的專用射頻芯片，再配以控制器，成本超過(guò)100元，而且存在信息安全的隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有身份證閱讀器成本高，保密性不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提供一種采用常規(guī)集成電路和分離器件構(gòu)成的射頻模塊，以替代進(jìn)口產(chǎn)品，降低成本，加強(qiáng)保密性。
本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，身份證閱讀器，包括安全模塊、射頻模塊和天線單元，其特征在于所述射頻模塊由單片機(jī)，發(fā)射器和接收器組成；
所述發(fā)射器由門電路和分離器件構(gòu)成；所述發(fā)射器包括振蕩器，調(diào)制器和功率放大器；所述振蕩器與單片機(jī)連接，所述調(diào)制器與振蕩器連接，所述功率放大器與調(diào)制器及天線單元連接；所述接收器包括整形放大器和解調(diào)器；所述整形放大器與天線單元連接，所述解調(diào)器與放大器及單片機(jī)連接。
本實(shí)用新型的有益效果是，電路構(gòu)成采用通用元器件，貨源充足，成本低廉，不需要專門進(jìn)口，保密性強(qiáng)。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是振蕩器電路示意圖；圖3是調(diào)制器電路示意圖；圖4是功率放大器電路示意圖；圖5是接收器結(jié)構(gòu)框圖；圖6是接收器電路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
如圖1所示，本實(shí)用新型的身份證閱讀器，組成結(jié)構(gòu)包括安全模塊，單片機(jī)(CPU)，發(fā)射器和接收器，以及天線單元。
在單片機(jī)控制下，發(fā)射器通過(guò)天線單元發(fā)射ASK載波信號(hào)，激活身份證。身份證進(jìn)入識(shí)別狀態(tài)，向外發(fā)射BPSK載波信號(hào)，天線單元接收到身份證發(fā)射的信號(hào)，輸入接收器。接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后(包括整形放大和BPSK解調(diào))，通過(guò)單片機(jī)送往安全模塊進(jìn)行解碼識(shí)別。
實(shí)施例本例的CPU選用菲利普公司的產(chǎn)品，型號(hào)為P89LPC932的8位單片機(jī)，時(shí)鐘頻率為12MHz。
本例的發(fā)射器由門電路和分離器件構(gòu)成。包括振蕩器，調(diào)制器和功率放大器。
圖2是振蕩器的電路圖，U6是型號(hào)為74HC00的四-2輸入與非門電路，包括U6A～D。與非門U6A接成反相器，與晶振X2，電阻R1及電容C1、C2一起，產(chǎn)生13.56MHz的射頻振蕩信號(hào)。圖2中與非門U6B的一個(gè)輸入端與CPU連接，用于控制振蕩器的輸出。當(dāng)閱讀器上沒(méi)有身份證時(shí)，CPU發(fā)出控制信號(hào)，切斷射頻信號(hào)的輸出，使功率放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，達(dá)到節(jié)省電能的目的。
圖3是調(diào)制器電路圖，圖中與非門U6D接成反相器，其輸入端與CPU連接，CPU輸出的調(diào)制信號(hào)，通過(guò)電阻R3和電容C5加到三極管T1的基極。三極管T1和二極管D1、D2組成調(diào)制電路，電阻R2是三極管T1的偏置電阻，電容C3、C4為電源退耦電容。調(diào)制器的輸出端RFPOWER(射頻電源)，輸出調(diào)制度為8％～14％的調(diào)制電壓，作為功率放大器的工作電源。
圖4示出了功率放大器電路圖。振蕩器輸出端A輸出的射頻信號(hào)分成兩路，一路通過(guò)型號(hào)為74AC04的非門電路U7構(gòu)成的放大電路，送往天線單元，該放大電路由一片74AC04的六個(gè)非門并聯(lián)組成；另一路通過(guò)非門U8A反相，再經(jīng)過(guò)五個(gè)非門U8B～F并聯(lián)構(gòu)成的放大電路放大，送往天線單元，U8A～F為另一片74AC04。上述放大電路的電源與調(diào)制器輸出的調(diào)制電壓連接，推動(dòng)天線發(fā)射頻率為13.56MHz，調(diào)制度為8％～14％的ASK載波信號(hào)。
圖5是接收器的結(jié)構(gòu)框圖。身份證發(fā)射的847KHzBPSK載波信號(hào)，通過(guò)天線單元輸出端B進(jìn)入整形放大器，經(jīng)過(guò)整形放大器的濾波整形，緩沖放大等處理，送入解調(diào)器，進(jìn)行BPSK解調(diào)。
圖6示出了接收器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，天線接收的信號(hào)從B端進(jìn)入，經(jīng)過(guò)二極管D3、D4，電容C6、C7、C8及電阻R4、R5、R6組成的鉗位濾波電路，濾出13.56MHz的射頻信號(hào)，輸出847KHz的BPSK載波信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)電容C9耦合到三極管T2組成的緩沖放大電路，進(jìn)行倒相放大，圖中電阻R7、R8、R9構(gòu)成三極管的偏置電路。
經(jīng)過(guò)緩沖放大的BPSK載波信號(hào)，通過(guò)電容C10和電阻R10進(jìn)入由非門電路CD4069構(gòu)成的三級(jí)整形放大電路。非門電路U5A和反饋電阻R11，組成第1級(jí)放大電路；非門電路U5C和反饋電阻R13，組成第2級(jí)放大電路；非門電路U5D和反饋電阻R15，組成第3級(jí)放大電路。圖中電容C11、C12為耦合電容，電阻R12、R13為放大器輸入端限流電阻。CD4069為六非門電路，上述與非門U5A、U5C和U5D僅為其中的三個(gè)，另外三個(gè)未使用的非門電路，輸入端接地，輸出端懸空。
經(jīng)過(guò)整形放大的信號(hào)，通過(guò)與非門電路U6C接成的反相器進(jìn)行隔離放大，輸入解調(diào)器，進(jìn)行BPSK解調(diào)。
本例的解調(diào)器由異或門電路U1，觸發(fā)器U4，計(jì)數(shù)器U2和電壓比較器U3組成。異或門電路U1型號(hào)是74HC86，為四-2輸入異或門電路，圖6中的U1A～D；觸發(fā)器U4的型號(hào)是74HC74，為雙D型觸發(fā)器，圖6中的U4A和U4B；計(jì)數(shù)器U2的型號(hào)是74HC393，為雙4bit計(jì)數(shù)器，圖6中的U2A和U2B；電壓比較器U3的型號(hào)是LM393，為雙電壓比較器，圖6中的U3A和U3B。圖6中，電阻R7、電容C13組成列表電路，電阻R16、R18和R20為電壓比較器提供基準(zhǔn)電壓，電阻R19、R21是比較器U3A和U3B輸出端下拉電阻。
接收器的輸出端為異或門U1C的輸出端，該輸出端與CPU連接，CPU輸出從信號(hào)送往安全模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，完成身份證閱讀識(shí)別。
權(quán)利要求1.身份證閱讀器，包括安全模塊、射頻模塊和天線單元，其特征在于所述射頻模塊由單片機(jī)，發(fā)射器和接收器組成；所述發(fā)射器由門電路和分離器件構(gòu)成；所述發(fā)射器包括振蕩器，調(diào)制器和功率放大器；所述振蕩器與單片機(jī)連接，所述調(diào)制器與振蕩器連接，所述功率放大器與調(diào)制器及天線單元連接；所述接收器包括整形放大器和解調(diào)器；所述整形放大器與天線單元連接，所述解調(diào)器與放大器及單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述門電路包括與非門電路和非門電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述與非門電路型號(hào)是74HC00，所述非門電路型號(hào)是74AC04。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述接收器由門電路，計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器和電壓比較器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述門電路包括非門電路，與非門電路和異或門電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述非門電路型號(hào)是CD4069，所述與非門電路型號(hào)是74HC00，所述異或門電路型號(hào)是74HC86。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述計(jì)數(shù)器型號(hào)是74HC393。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述觸發(fā)器型號(hào)是74HC74。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述電壓比較器型號(hào)是LM393。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的身份證閱讀器，其特征在于，所述單片機(jī)型號(hào)是P89LPC932。
專利摘要本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別技術(shù)，特別涉及第二代射頻身份證閱讀識(shí)別裝置。本實(shí)用新型所解決了現(xiàn)有身份證閱讀器成本高，保密性不強(qiáng)的問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，身份證閱讀器，包括安全模塊、射頻模塊和天線單元，所述射頻模塊由單片機(jī)，發(fā)射器和接收器組成；所述發(fā)射器由門電路和分離器件構(gòu)成；所述接收器由門電路，計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器和電壓比較器構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是，電路構(gòu)成采用通用元器件，貨源充足，成本低廉，不需要專門進(jìn)口，保密性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G06K7/00GK2911796SQ20062003477
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者汪國(guó)海, 張明磊, 黎元, 李小龍 申請(qǐng)人:成都華騰永泰科技有限公司