專利名稱：一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻識別卡的識別技術(shù)，尤其是涉及一種用于身份識別的射頻識別 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID， Radio Frequency Identification)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)， 它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于 各種惡劣環(huán)境。
RFID基本系統(tǒng)包括標(biāo)簽(Tag)和閱讀器(Reader),標(biāo)簽主要由耦合元件及無線 射頻芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，使用標(biāo)簽時，只需將其附著在物體上即 可標(biāo)識目標(biāo)對象，標(biāo)簽通常又被稱之為射頻識別卡；閱讀器用于讀取每個與其連接的標(biāo) 簽中的信息，閱讀器有時也可以寫入信息，其可設(shè)計成手持式或固定式；各個標(biāo)簽與閱 讀器之間通過標(biāo)簽和閱讀器各自的天線(Antenna)傳遞射頻信號以相互通信。RFID基 本系統(tǒng)的基本工作原理為標(biāo)簽進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的空間電磁波，并憑借感 應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出攜帶有存儲在無線射頻芯片中的產(chǎn)品信息的射頻信號，閱讀 器讀取標(biāo)簽發(fā)送的射頻信號后并對射頻信號進行解碼處理，并將解碼后的數(shù)據(jù)送至后臺 數(shù)據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)處理；或者標(biāo)簽主動向閱讀器發(fā)送某一頻率的射頻信號，閱讀器
讀取標(biāo)簽發(fā)送的射頻信號后并對射頻信號進行解碼處理，并將解碼后的數(shù)據(jù)送至后臺數(shù) 據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)處理。前者所述的標(biāo)簽為無源標(biāo)簽，或稱為被動標(biāo)簽(PassiveTag); 后者所述的標(biāo)簽為有源標(biāo)簽，或稱為主動標(biāo)簽(Active Tag)。
RFID基本系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，尤其在身份識別上的應(yīng)用，是身份識別和管理中 使用方便、成本低廉的核心配件。但由于RFID基本系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用均依賴于閱讀器和 標(biāo)簽之間空間電磁波的互相感應(yīng)來獲取存儲在標(biāo)簽內(nèi)的信息。因此，RFID基本系統(tǒng)的 傳統(tǒng)應(yīng)用與標(biāo)簽和閱讀器兩者之間的空間距離有關(guān)，更主要的是必須存在電磁波通道， 才能使標(biāo)簽與閱讀器進行通信，而且它們發(fā)出的射頻信號很容易受到其他強電磁波的干 擾
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無需借助電磁波傳輸介質(zhì)就能傳輸射頻信 號，且傳輸距離遠、抗干擾性強的用于身份識別的雙線射頻識別系統(tǒng)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種用于身份識別的射頻識別系 統(tǒng)，包括至少一個預(yù)先存儲有識別對象的唯一身份編碼的射頻識別卡和一個與所述的射 頻識別卡配合使用的識別器，所述的射頻識別卡中設(shè)置有第一控制電路和與所述的第一 控制電路連接的第一金屬線圈，所述的識別器中設(shè)置有第二控制電路和與所述的第二控 制電路連接的第二金屬線圈，所述的第二控制電路通過控制總線與至少一個外部執(zhí)行器 連接，所述的第一金屬線圈的第一端連接有第一有線連接部，所述的第一金屬線圈的第 二端連接有第二有線連接部，所述的第二金屬線圈的第一端連接有用于與所述的第一有 線連接部有線連接的第三有線連接部，所述的第二金屬線圈的第二端連接有用于與所述 的第二有線連接部有線連接的第四有線連接部。
所述的識別器通過所述的第一有線連接部和所述的第三有線連接部的有線連接及所 述的第二有線連接部和所述的第四有線連接部的有線連接識別所述的射頻識別卡，所述 的識別器根據(jù)其識別得到的身份信息控制所述的外部執(zhí)行器的執(zhí)行狀態(tài)。
所述的外部執(zhí)行器的個數(shù)在所述的識別器出廠之前由廠方根據(jù)實際需要事先設(shè)定。
所述的外部執(zhí)行器的個數(shù)與所述的射頻識別卡的個數(shù)相同，所述的外部執(zhí)行器與所 述的射頻識別卡一一對應(yīng)。
所述的第二控制電路包括電源電壓、單片機、射頻識別卡識別專用芯片和晶體振蕩 器，所述的電源電壓通過第一電容接地，所述的單片機的第5引腳接地，所述的晶體振 蕩器連接在所述的單片機的第6引腳和所述的單片機的第7引腳之間，所述的單片機的
第6引腳與所述的晶體振蕩器的公共端通過第二電容接地，所述的單片機的第7引腳與 所述的晶體振蕩器的公共端通過第三電容接地，所述的單片機的第8引腳和所述的單片 機的第18引腳分別與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第13引腳連接，所述的單片機 的第11引腳和所述的單片機的第12引腳分別與由所述的單片機控制的外部執(zhí)行器連 接，所述的單片機的第13引腳與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第2引腳連接，所 述的單片機的第17引腳與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第14引腳連接，所述的射 頻識別卡識別專用芯片的第1引腳、所述的射頻識別卡識別專用芯片的第5引腳和所述 的射頻識別卡識別專用芯片的第12引腳分別接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的 第3引腳通過第一電阻與所述的第二金屬線圈的第一端連接，所述的射頻識別卡識別專 用芯片的第4引腳通過第十電容接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第6引腳通過 第四電容與所述的第二金屬線圈的第二端連接，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第7 引腳與所述的電源電壓連接，并通過第八電容接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的 第8引腳通過第七電容與所述的第二金屬線圈的第二端連接，并通過第九電容接地，所 述的射頻識別卡識別專用芯片的第9引腳通過第十二電容與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第IO引腳連接，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第11引腳通過第十一電容接 地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第15引腳通過第五電容接地，所述的射頻識別 卡識別專用芯片的第16引腳通過第六電容接地。
所述的第一有線連接部為金屬鑰匙的鑰匙體，所述的第二有線連接部為設(shè)置在金屬 鑰匙的鑰匙手柄上的金屬片，所述的第三有線連接部包括金屬鎖的鎖芯及用于連接所述 的第二金屬線圈的第一端與所述的鎖芯的第一導(dǎo)線，所述的第四有線連接部包括金屬鎖 的鎖體、設(shè)置在所述的鎖體上且用于與所述的金屬片相接觸的金屬凸及用于連接所述的 第二金屬線圈的第二端與所述的鎖體的第二導(dǎo)線，所述的射頻識別卡設(shè)置在金屬鑰匙的 鑰匙手柄中，所述的鎖體與所述的鎖芯之間設(shè)置有絕緣層，所述的識別器通過所述的鑰 匙體接觸所述的鎖芯及所述的金屬片接觸所述的金屬凸識別所述的射頻識別卡，所述的 識別器根據(jù)其識別得到的身份信息控制與所述的金屬鑰匙對應(yīng)的所述的外部執(zhí)行器的 執(zhí)行狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過第一有線連接部和第三有線連接部的有線 連接及第二有線連接部和第四有線連接部的有線連接實現(xiàn)識別器和射頻識別卡之間的 通信，在通信過程中無需借助電磁波傳輸介質(zhì)就能傳輸射頻信號，且由于通信通過有線 連接的方式實現(xiàn)，大大減弱了其它電磁波對該通信過程的影響，從而增強了該通信過程 的抗干擾能力；本發(fā)明的識別器和射頻識別卡之間的有線識別距離可達到4米以上，而 現(xiàn)有的僅使用電磁波進行識別的技術(shù)的無線識別距離僅在10cm左右，因此本發(fā)明與現(xiàn) 有技術(shù)相比在傳輸距離上得到了大幅度的提高；此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，雖 然偏離了射頻識別卡為無線射頻識別而設(shè)計的初衷，但本發(fā)明可應(yīng)用于很多場合且可達 到良好的識別效果，如在很強的電磁波環(huán)境中、對射頻識別卡方向有限制的環(huán)境中、具 有金屬隔離層分開的環(huán)境中、距離超出射頻無線識別距離的環(huán)境中等等；使用本發(fā)明， 可使識別器達到正確、安全、高效、無方向性、環(huán)境適應(yīng)能力強、長距離識別射頻識別 卡的目的。


圖1為本發(fā)明的各個射頻識別卡與其配合使用的識別器之間的連接示意圖； 圖2為本發(fā)明的識別器的電路原理圖； 圖3為本發(fā)明應(yīng)用于電子鎖的示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1所示， 一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，包括n個預(yù)先存儲有識別對象的
6唯一身份編碼的射頻識別卡1和一個與射頻識別卡1配合使用的識別器2，識別器2中 也預(yù)先存儲有識別對象的唯一身份編碼，射頻識別卡l中設(shè)置有第一控制電路e和與該 第一控制電路e連接的第一金屬線圈h，識別器2中設(shè)置有第二控制電路a和與該第二 控制電路a連接的第二金屬線圈d，第二控制電路a通過控制總線3與m個外部執(zhí)行器 k連接，外部執(zhí)行器k的個數(shù)可以在識別器2出廠之前由廠方根據(jù)實際需要事先設(shè)定， 因此外部執(zhí)行器k的個數(shù)m可以小于或等于射頻識別卡1的個數(shù)n，當(dāng)事先設(shè)定的外部 執(zhí)行器k的個數(shù)與射頻識別卡l的個數(shù)相同的情況下， 一般外部執(zhí)行器k與射頻識別卡 1之間一一對應(yīng)。各個射頻識別卡1的第一金屬線圈h的第一端g連接有第一有線連接 部ll，第一金屬線圈h的第二端f連接有第二有線連接部12，識別器2的第二金屬線 圈d的第一端c連接有用于與第一有線連接部11有線連接的第三有線連接部21，第二 金屬線圈d的第二端b連接有用于與第二有線連接部12有線連接的第四有線連接部22。 第一有線連接部11和第三有線連接部21的有線連接及第二有線連接部12和第四有線 連接部22的有線連接使得各個射頻識別卡1和識別器2之間的通信達到正確、安全、 高效、無方向性、環(huán)境適應(yīng)能力強和長距離識別的目的。本發(fā)明工作時，識別器2通過 第一有線連接部11和第三有線連接部21的有線連接及第二有線連接部12和第四有線 連接部22的有線連接識別存儲在各個射頻識別卡1中的識別對象的身份信息，識別器2 根據(jù)識別到的身份信息通過控制總線3控制外部執(zhí)行器k是否執(zhí)行相應(yīng)的操作。
在本實施例中，第二控制電路a與第二金屬線圈d的電路原理圖如圖2所示，第二 控制電路a包括電源電壓VCC、單片機IC1、射頻識別卡識別專用芯片IC2和晶體振蕩 器AT1，電源電壓VCC通過第一電容C1接地，單片機IC1的第5引腳接地，晶體振蕩 器AT1連接在單片機IC1的第6引腳和單片機IC1的第7引腳之間，單片機IC1的第6 引腳與晶體振蕩器AT1的公共端通過第二電容C2接地，單片機IC1的第7引腳與晶體 振蕩器ATI的公共端通過第三電容C3接地，單片機IC1的第8引腳和單片機IC1的第 18引腳分別與射頻識別卡識別專用芯片IC2的第13引腳連接，單片機IC1的第11引腳 作為一個串行通信口與由單片機IC1控制的外部執(zhí)行器k的串行通信接口 RxDl連接， 單片機IC1的第12引腳作為另一個串行通信口與由單片機IC1控制的外部執(zhí)行器k的 串行通信接口 TxDl連接，單片機IC1的第13引腳與射頻識別卡識別專用芯片IC2的 第2引腳連接，單片機IC1的第17引腳與射頻識別卡識別專用芯片IC2的第14引腳連 接，射頻識別卡識別專用芯片IC2的第1引腳、射頻識別卡識別專用芯片IC2的第5引 腳和射頻識別卡識別專用芯片IC2的第12引腳分別接地,射頻識別卡識別專用芯片IC2 的第3引腳通過第一電阻Rl與第二金屬線圈d的第一端c連接，射頻識別卡識別專用 芯片IC2的第4引腳通過第十電容C10接地，射頻識別卡識別專用芯片IC2的第6引腳 通過第四電容C4與第二金屬線圈d的第二端b連接，射頻識別卡識別專用芯片IC2的 第7引腳與電源電壓VCC連接，并通過第八電容C8接地，射頻識別卡識別專用芯片
7IC2的第8引腳通過第七電容C7與第二金屬線圈d的第二端b連接，并通過第九電容 C9接地，射頻識別卡識別專用芯片IC2的第9引腳通過第十二電容C12與射頻識別卡 識別專用芯片IC2的第10引腳連接，射頻識別卡識別專用芯片IC2的第11引腳通過第 十一電容Cll接地，射頻識別卡識別專用芯片IC2的第15引腳通過第五電容C5接地， 射頻識別卡識別專用芯片IC2的第16引腳通過第六電容C6接地。
上述電源電壓VCC為5V;采用的單片機IC1的型號為87LPC764;采用的射頻識 別卡識別專用芯片IC2的型號為EM4095，該射頻識別卡識別專用芯片IC2內(nèi)置有振蕩 電路，第二金屬線圈d作為該振蕩電路的電感。
本發(fā)明系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種身份識別系統(tǒng)中，在此給出了在鎖具系統(tǒng)中的應(yīng)用，如 圖3所示，鎖具系統(tǒng)包括金屬鎖4和金屬鑰匙5，金屬鎖4主要由金屬鎖體41和鎖芯 42組成，金屬鎖體41和鎖芯42之間設(shè)置有絕緣層43，金屬鎖體41通過絕緣層43與 鎖芯42絕緣，金屬鑰匙5包括鑰匙體51和設(shè)置在鑰匙體51后端的鑰匙手柄52。第一 有線連接部11為鑰匙體51，第二有線連接部12為設(shè)置在金屬鑰匙5的鑰匙手柄52上 的金屬片6，第三有線連接部21包括金屬鎖4的鎖芯42及用于連接第二金屬線圈d的 第一端c與鎖芯51的第一導(dǎo)線23，第四有線連接部22包括金屬鎖4的鎖體41、設(shè)置 在鎖體41上且用于與金屬片6相接觸的金屬凸7及用于連接第二金屬線圈d的第二端b 與鎖體41的第二導(dǎo)線24，射頻識別卡1設(shè)置在鑰匙手柄52中。第一金屬線圈h的第一 端g可以通過通用導(dǎo)線與鑰匙體51連接，第一金屬線圈h的第二端f也可直接通過通 常導(dǎo)線與金屬片6連接，第一導(dǎo)線23和第二導(dǎo)線24均可以采用現(xiàn)有的通用導(dǎo)線。識別 器2與外部執(zhí)行器k連接，外部執(zhí)行器k可以是報警器、或指示器、或另一把電子鎖等。
將上述鎖具系統(tǒng)使用在電動自行車上，可僅使用一個射頻識別卡l,執(zhí)行器k為電 動自行車的電機控制器，通過使用本發(fā)明可以達到電子防盜的作用。具體工作過程如下
1、 將設(shè)置有射頻識別卡l的金屬鑰匙5插入電動自行車的金屬鎖4的鎖芯42中；
2、 轉(zhuǎn)動金屬鑰匙5，金屬鑰匙5帶動鎖芯42轉(zhuǎn)動打開電動自行車的總電源，識別 器2開始工作，當(dāng)金屬鑰匙5轉(zhuǎn)到底時，金屬片6與金屬凸7相接觸；
3、 識別器2通過鑰匙體51接觸鎖芯42及金屬片6接觸金屬凸7獲取射頻識別卡1 中攜帶的身份信息；
4、 識別器2將獲取的身份信息與預(yù)先存儲在識別器2中的信息相比對，判斷獲取 的身份信息是否合法，當(dāng)獲取的身份信息合法時，識別器2控制作為執(zhí)行器k的電動自 行車的電機控制器開始工作，此后識別器2不再進行識別；當(dāng)獲取的身份信息不合法時， 識別器2控制作為執(zhí)行器k的電動自行車的電機控制器不開始工作，并重新獲取射頻識 別卡1中攜帶的身份信息。
實際應(yīng)用過程中，由于金屬鑰匙5在鎖芯42中轉(zhuǎn)到底后，會稍微回彈，此時金屬 片6與金屬凸7不再接觸，若是一次驗證失敗，需人為的再使金屬片6與金屬凸7接觸，識別器2才重新獲取射頻識別卡1中攜帶的身份信息。
權(quán)利要求
1、一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，包括至少一個預(yù)先存儲有識別對象的唯一身份編碼的射頻識別卡和一個與所述的射頻識別卡配合使用的識別器，所述的射頻識別卡中設(shè)置有第一控制電路和與所述的第一控制電路連接的第一金屬線圈，所述的識別器中設(shè)置有第二控制電路和與所述的第二控制電路連接的第二金屬線圈，所述的第二控制電路通過控制總線與至少一個外部執(zhí)行器連接，其特征在于所述的第一金屬線圈的第一端連接有第一有線連接部，所述的第一金屬線圈的第二端連接有第二有線連接部，所述的第二金屬線圈的第一端連接有用于與所述的第一有線連接部有線連接的第三有線連接部，所述的第二金屬線圈的第二端連接有用于與所述的第二有線連接部有線連接的第四有線連接部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的識別器通過所述的第一有線連接部和所述的第三有線連接部的有線連接及所述的第二有線連接部和所述的第四有線連接部的有線連接識別所述的射頻識別卡，所述的識別器根 據(jù)其識別得到的身份信息控制所述的外部執(zhí)行器的執(zhí)行狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的外 部執(zhí)行器的個數(shù)在所述的識別器出廠之前由廠方根據(jù)實際需要事先設(shè)定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的外 部執(zhí)行器的個數(shù)與所述的射頻識別卡的個數(shù)相同，所述的外部執(zhí)行器與所述的射頻識別 卡一一對應(yīng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，其特征 在于所述的第二控制電路包括電源電壓、單片機、射頻識別卡識別專用芯片和晶體振蕩 器，所述的電源電壓通過第一電容接地，所述的單片機的第5引腳接地，所述的晶體振 蕩器連接在所述的單片機的第6引腳和所述的單片機的第7引腳之間，所述的單片機的 第6引腳與所述的晶體振蕩器的公共端通過第二電容接地，所述的單片機的第7引腳與 所述的晶體振蕩器的公共端通過第三電容接地，所述的單片機的第8引腳和所述的單片 機的第18引腳分別與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第13引腳連接，所述的單片機 的第11引腳和所述的單片機的第12引腳分別與由所述的單片機控制的外部執(zhí)行器連 接，所述的單片機的第13引腳與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第2引腳連接，所 述的單片機的第17引腳與所述的射頻識別卡識別專用芯片的第14引腳連接，所述的射 頻識別卡識別專用芯片的第1引腳、所述的射頻識別卡識別專用芯片的第5引腳和所述 的射頻識別卡識別專用芯片的第12弓l腳分別接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的 第3引腳通過第一電阻與所述的第二金屬線圈的第一端連接，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第4引腳通過第十電容接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第6引腳通過 第四電容與所述的第二金屬線圈的第二端連接，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第7 引腳與所述的電源電壓連接，并通過第八電容接地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的 第8引腳通過第七電容與所述的第二金屬線圈的第二端連接，并通過第九電容接地，所 述的射頻識別卡識別專用芯片的第9引腳通過第十二電容與所述的射頻識別卡識別專用 芯片的第10引腳連接，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第11引腳通過第十一電容接 地，所述的射頻識別卡識別專用芯片的第15引腳通過第五電容接地，所述的射頻識別 卡識別專用芯片的第16引腳通過第六電容接地。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的第 一有線連接部為金屬鑰匙的鑰匙體，所述的第二有線連接部為設(shè)置在金屬鑰匙的鑰匙手 柄上的金屬片，所述的第三有線連接部包括金屬鎖的鎖芯及用于連接所述的第二金屬線 圈的第一端與所述的鎖芯的第一導(dǎo)線，所述的第四有線連接部包括金屬鎖的鎖體、設(shè)置 在所述的鎖體上且用于與所述的金屬片相接觸的金屬凸及用于連接所述的第二金屬線 圈的第二端與所述的鎖體的第二導(dǎo)線，所述的射頻識別卡設(shè)置在金屬鑰匙的鑰匙手柄 中，所述的鎖體與所述的鎖芯之間設(shè)置有絕緣層，所述的識別器通過所述的鑰匙體接觸 所述的鎖芯及所述的金屬片接觸所述的金屬凸識別所述的射頻識別卡，所述的識別器根 據(jù)其識別得到的身份信息控制與所述的金屬鑰匙對應(yīng)的所述的外部執(zhí)行器的執(zhí)行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于身份識別的射頻識別系統(tǒng)，包括至少一個射頻識別卡和一個識別器，射頻識別卡中設(shè)置有第一控制電路和第一金屬線圈，識別器中設(shè)置有第二控制電路和第二金屬線圈，第一金屬線圈的第一端連接有第一有線連接部，第一金屬線圈的第二端連接有第二有線連接部，第二金屬線圈的第一端連接有第三有線連接部，第二金屬線圈的第二端連接有第四有線連接部，優(yōu)點在于通過第一有線連接部和第三有線連接部的有線連接及第二有線連接部和第四有線連接部的有線連接實現(xiàn)識別器和射頻識別卡之間的通信，在通信過程中無需借助電磁波傳輸介質(zhì)，且由于通信通過有線連接的方式實現(xiàn)，減弱了其它電磁波對該通信過程的影響，增強了該通信過程的抗干擾能力。
文檔編號G06K7/00GK101482915SQ200910095798
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者張衛(wèi)強, 徐鐵峰, 胡建平, 蔣剛毅 申請人:寧波大學(xué)