一種基于nfc手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)。包括上位機(jī)控制模塊、通信模塊、閱讀器模塊、NFC手機(jī)設(shè)備。所述的上位機(jī)控制器模塊和網(wǎng)關(guān)之間的通信采用無線通信模式；所述的網(wǎng)關(guān)模塊的UART驅(qū)動(dòng)模塊與主控制器的UART驅(qū)動(dòng)模塊之間采用UART通信；所述的主控制器的SPI驅(qū)動(dòng)模塊與射頻讀寫器模塊的SPI驅(qū)動(dòng)模塊之間采用SPI通信；所述的射頻讀寫器模塊與其所在頻段的手機(jī)NFC標(biāo)簽之間通過無線射頻場的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本實(shí)用新型解決了用戶丟棄傳統(tǒng)卡片，便于攜帶，節(jié)省資源等的問題。
【專利說明】-種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)及 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] NFC (Near Field Communication,近場通信）技術(shù)是由飛利浦公司發(fā)起，由諾基 亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)短距離無線通信技術(shù)，其利用磁場感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備 近距離之間的通信。因其傳輸?shù)木嚯x不超過10厘米的安全性通信而受到業(yè)界的關(guān)注。目 前，市場上集成NFC功能的設(shè)備越來越多，以智能手機(jī)為例，其手機(jī)上集成NFC功能類似與 手機(jī)上集成藍(lán)牙功能一般，已經(jīng)成為手機(jī)的必備功能之一。NFC手機(jī)是指帶有NFC模塊的手 機(jī)，其具有三種工作模式：讀卡器模式、卡模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式。其中卡模式可以將手機(jī) 模擬成一張非接觸卡，如門禁卡、銀行卡、公交卡等等。便于攜帶、查詢。為此，針對(duì)NFC技 術(shù)所帶來的各種優(yōu)勢(shì)，每個(gè)運(yùn)營商的情況不一樣，其未來的新業(yè)務(wù)也不一樣，故而針對(duì)不同 的運(yùn)營商而言，基于NFC手機(jī)的閱讀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有廣泛的市場前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：
[0005] -種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)包括上位機(jī)控制模塊、通信模塊、閱讀器 模塊和NFC手機(jī)設(shè)備。所述的上位機(jī)控制模塊采用手機(jī)或電腦；所述的通信模塊采用 內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道和外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道；數(shù)據(jù)傳輸通道中的網(wǎng)關(guān)模塊包括ARM處理器 STM8S105K6T6C、射頻芯片CC1101 ;所述的閱讀器模塊包括系統(tǒng)主控制器模塊和射頻讀寫 模塊，其中系統(tǒng)主控制器模塊包括采用ARM處理器STM32S103V8T6 ;射頻讀寫模塊包括射頻 識(shí)別芯片RC522和天線；所述的NFC手機(jī)設(shè)備包括包含NFC射頻模塊的NFC手機(jī)。
[0006] 所述的上位機(jī)控制器模塊和通信模塊之間的通信采用無線通信模式；所述的通信 模塊與ARM處理器STM32S103V8T6之間采用UART通信；所述的ARM處理器STM32S103V8T6 與射頻讀寫模塊之間采用SPI通信；所述的射頻讀寫模塊與其所在頻段的NFC手機(jī)之間通 過無線射頻場的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0007] 所述的閱讀器模塊的系統(tǒng)主控制器模塊包括ARM處理器STM32S103V8T6,電阻R1、 R2、R3、R4、R7、R9、R11、R12、R14、R15,晶振 Y1、Y2,電容(：13、(：14、〇24、〇26、〇28，主控芯片復(fù) 位按鍵swl。ARM處理器STM32S103V8T6的90腳、77腳、72腳、76腳、89腳分別接電阻R1、 尺2、1?3、1?4的一端，電阻1?1、1?2、1?3、1?4的另一端接下載口#38_8汸冊(cè)處理器5了]\〇25103￥8丁6 的37腳和94腳分別接電阻R7和R12的一端，電阻R7和R12的另一端接地；ARM處理器 STM32S103V8T6的47腳和48腳分別接電阻R9和R11的一端，電阻R9和R11分別接通信 模塊中的ARM處理器STM8S105K6T6C的16腳和15腳；ARM處理器STM32S103V8T6的6腳 和14腳分別接電阻R14和R15的一端，電阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM處理器 STM32S103V8T6的8腳、9腳分別接晶振Y1和電容C13、C14的一端，電容C13、C14的另一端 接地，ARM處理器STM32S103V8T6的12腳、13腳分別接晶振Y2和電容C24、C26的一端，電 容C24、C26的另一端接地；ARM處理器STM32S103V8T6的51腳、52腳、53腳、54腳、64腳分 別射頻讀寫模塊中RC522芯片的24腳、31腳、30腳、29腳、6腳。
[0008] 所述的閱讀器模塊的射頻讀寫模塊包括RC522芯片，電阻R5、R6、R8、R10、R135,晶 振 Y3,天線，電容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、C29。RC522 芯片的 24 腳、31腳、30腳、29腳、6腳分別接ARM處理器STM32S103V8T6的51腳、52腳、53腳、54腳、 64腳；RC522芯片的11腳、13腳分別接電阻R8和R10的一端，電阻R8的另一端接電容C16 和C17的一端，電阻R10的另一端接電容C20和C23的一端；RC522芯片的21腳、22腳分別 接電容C25、C27的一端和晶振Y3,電容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16腳接電容 C29,電容C29的另一端接地；天線接電容C15、C16、C18、C19、C21、C22 -端，電容C15、C16、 C18、C19、C21、C22的另一端分別接電阻R6 -端、電阻R8另一端、接地、接地、接地和接地。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果：本申請(qǐng)利用具有NFC卡模式功能的手機(jī)，為用戶實(shí)現(xiàn)了 丟掉傳統(tǒng)卡片，減少辦卡、掛失、多卡攜帶等的繁瑣流程，真正實(shí)現(xiàn)了方便攜帶等的功能。此 夕卜，通過采用NFC技術(shù)的設(shè)計(jì)的閱讀器系統(tǒng)，不僅具有識(shí)別距離短，用戶信息安全等的特 點(diǎn)。其次，整個(gè)主制器和射頻讀寫器模塊之間采用SPI總線進(jìn)行通信，因SPI接口可處理高 達(dá)10Mbit/s的數(shù)據(jù)速率，與UART最高1228. 8kbit/s的總線數(shù)據(jù)速率和I2C總線3. 4Mbit/ s的高速數(shù)據(jù)速率相比，具有通信效率高的優(yōu)勢(shì)。為此，整個(gè)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好，系 統(tǒng)應(yīng)用廣泛，使用方式簡便，可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為本實(shí)用新型的閱讀器模塊通信的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道和上位機(jī)控制結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖4為本實(shí)用新型的外網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)通道和上位機(jī)控制結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖5為本實(shí)用新型的主控芯片電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖6射頻讀寫模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 如圖1所示，一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)包括上位機(jī)控制模塊、通信模塊、 閱讀器模塊、NFC手機(jī)設(shè)備。如圖2、圖3所示，一種基于NFC手機(jī)的閱讀器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 控制模塊的兩種數(shù)據(jù)通道模式和控制模式。如圖5、圖6所示為閱讀器模塊的電路結(jié)構(gòu)。
[0017] 所述的上位機(jī)控制模塊包括手機(jī)、電腦等設(shè)備；所述的通信模塊采用內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳 輸通道和外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道；所述的通信模塊中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通道中的網(wǎng)關(guān)模塊包括 ARM處理器STM8S105、射頻芯片CC1101 ;所述的閱讀器模塊包括系統(tǒng)主控制器模塊和射頻 讀寫模塊，其中主控制器模塊包括采用ARM處理器STM32S103V8T6 ;所述射頻讀寫模塊包括 射頻識(shí)別芯片RC522和天線；所述的NFC手機(jī)設(shè)備包括包含NFC射頻模塊的NFC手機(jī)和安 裝有手機(jī)卡模擬方式的NFC應(yīng)用程序。
[0018] 所述的上位機(jī)控制器模塊和通信模塊之間的通信采用無線通信模式；所述的通信 模塊與主控制器STM32S103V8T6之間采用UART通信；所述的主控制器STM32S103V8T6與射 頻讀寫器模塊之間采用SPI通信；所述的射頻讀寫器模塊與其所在頻段的手機(jī)NFC標(biāo)簽之 間通過無線射頻場的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0019] 所述的閱讀器模塊的主控制器電路包括ARM處理器STM32S103V8T6, 10個(gè)電阻 Rl、R2、R3、R4、R7、R9、Rll、R12、R14、R15,2 個(gè)晶振 Yl、Y2,5 個(gè)電容 C13、C14、C24、C26、 C28,1個(gè)主控芯片復(fù)位按鍵swl。ARM處理器STM32S103V8T6的90腳、77腳、72腳、76腳、 89腳分別接電阻1?1、1?2、1?3、1?4，電阻1?1、1?2、1?3、1?4的另一端接下載口# &8_8汸冊(cè)處理器 STM32S103V8T6的37腳和94腳分別接電阻R7和R12,電阻R7和R12的另一端接地；ARM處 理器STM32S103V8T6的47腳和48腳分別接電阻R9和R11，電阻R9和R11分別接通信模塊 的主控電路芯片STM8S105K6T6C的16腳和15腳；ARM處理器STM32S103V8T6的6腳和14 腳分別接電阻R14和R15,電阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM處理器STM32S103V8T6 的8腳、9腳、12腳、13腳分別接電容C13、C14、C24、C26和晶振Y1、Y2,電容C13、C14、C24、 C26的另一端接地；ARM處理器STM32S103V8T6的51腳、52腳、53腳、54腳、64腳分別接射 頻讀寫模塊電路RC522芯片的24腳、31腳、30腳、29腳、6腳。
[0020] 所述的閱讀器模塊的射頻讀寫器模塊電路包括RC522芯片，5個(gè)電阻R5、R6、R8、 R10、R135,1 個(gè)晶振 Y3,1 個(gè)天線，11 個(gè)電容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、 C29。RC522芯片的24腳、31腳、30腳、29腳、6腳分別接ARM處理器STM32S103V8T6的51 腳、52腳、53腳、54腳、64腳；RC522芯片的11腳、13腳分別接電阻R8和R10,電阻R8的另 一端接電容C16和C17,電阻R10的另一端接電容C20和C23 ;RC522芯片的21腳、22腳分 別接電容C25、C27和晶振Y3,電容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16腳接電容C29， 電容C29的另一端接地；天線的接電容C15、C16、C18、C19、C21、C22,電容C15、C16、C18、 C19、C21、C22的另一端分別接電阻R6、電阻R8、接地、接地、接地、接地和電阻R10。
[0021] 一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別方法，其身份識(shí)別步驟如下所示：
[0022] 步驟（1):給身份識(shí)別系統(tǒng)上電，PC機(jī)或手機(jī)等控制端經(jīng)wifi等無線通信模式將 開始身份驗(yàn)證命令發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。
[0023] 步驟（2):網(wǎng)關(guān)接收到客戶端的控制指令，尋找對(duì)應(yīng)的某臺(tái)閱讀器，將接收的指令 經(jīng)過串口模塊傳遞給閱讀器，閱讀器進(jìn)入工作狀態(tài)。
[0024] 步驟（3):指定閱讀器的主控制器從串口接收到命令，識(shí)別該命令的功能命令，并 命令射頻讀寫模塊執(zhí)行相應(yīng)的識(shí)別或是讀寫功能。
[0025] 步驟（4):手機(jī)相應(yīng)身份驗(yàn)證卡模式功能打開，將手機(jī)靠近閱讀器射頻場。
[0026] 步驟（5):閱讀器識(shí)別手機(jī)NFC標(biāo)簽信息，若讀寫器模塊識(shí)別到正確的標(biāo)簽，則將 接收到的信息傳遞給主控制器，主控制器再將信息傳遞給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過內(nèi)網(wǎng)或是外網(wǎng)的 方式將接收到的信息傳到上位機(jī)，進(jìn)入步驟（6)。若接收到錯(cuò)誤信息，則跳轉(zhuǎn)到步驟（4)。
[0027] 步驟（6):上位機(jī)接收到信息與數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行身份驗(yàn)證，如果正確，將信息 反饋給主控制器，執(zhí)行相應(yīng)的功能。
[0028] 步驟（7 ):身份識(shí)別完成。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于NFC手機(jī)的身份識(shí)別系統(tǒng)包括上位機(jī)控制模塊、通信模塊、閱讀器模塊和 NFC手機(jī)設(shè)備，其特征在于： 所述的上位機(jī)控制模塊采用手機(jī)或電腦； 所述的通信模塊采用內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道和外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通道；數(shù)據(jù)傳輸通道中的網(wǎng)關(guān) 模塊包括ARM處理器STM8S105K6T6C、射頻芯片CC1101 ; 所述的閱讀器模塊包括系統(tǒng)主控制器模塊和射頻讀寫模塊，其中系統(tǒng)主控制器模塊包 括采用ARM處理器STM32S103V8T6 ;射頻讀寫模塊包括射頻識(shí)別芯片RC522和天線； 所述的NFC手機(jī)設(shè)備包括包含NFC射頻模塊的NFC手機(jī)； 所述的上位機(jī)控制器模塊和通信模塊之間的通信采用無線通信模式；所述的通信模塊 與ARM處理器STM32S103V8T6之間采用UART通信；所述的ARM處理器STM32S103V8T6與射 頻讀寫模塊之間采用SPI通信；所述的射頻讀寫模塊與其所在頻段的NFC手機(jī)之間通過無 線射頻場的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 所述的閱讀器模塊的系統(tǒng)主控制器模塊包括ARM處理器STM32S103V8T6,電阻R1、R2、 R3、R4、R7、R9、R11、R12、R14、R15,晶振 Y1、Y2,電容(：13、(：14、〇24、〇26、〇28，主控芯片復(fù)位 按鍵swl ;ARM處理器STM32S103V8T6的90腳、77腳、72腳、76腳、89腳分別接電阻R1、R2、 R3、R4 的一端，電阻 Rl、R2、R3、R4 的另一端接下載口 jtag_8 ;ARM 處理器 STM32S103V8T6 的37腳和94腳分別接電阻R7和R12的一端，電阻R7和R12的另一端接地；ARM處理器 STM32S103V8T6的47腳和48腳分別接電阻R9和R11的一端，電阻R9和R11分別接通信 模塊中的ARM處理器STM8S105K6T6C的16腳和15腳；ARM處理器STM32S103V8T6的6腳 和14腳分別接電阻R14和R15的一端，電阻R14和R15的另一端接+3. 3V源；ARM處理器 STM32S103V8T6的8腳、9腳分別接晶振Y1和電容C13、C14的一端，電容C13、C14的另一端 接地，ARM處理器STM32S103V8T6的12腳、13腳分別接晶振Y2和電容C24、C26的一端，電 容C24、C26的另一端接地；ARM處理器STM32S103V8T6的51腳、52腳、53腳、54腳、64腳分 別射頻讀寫模塊中RC522芯片的24腳、31腳、30腳、29腳、6腳； 所述的閱讀器模塊的射頻讀寫模塊包括RC522芯片，電阻R5、R6、R8、RIO、R135,晶振 Y3,天線，電容 C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C25、C27、C29 ;RC522 芯片的 24 腳、31 腳、30腳、29腳、6腳分別接ARM處理器STM32S103V8T6的51腳、52腳、53腳、54腳、64腳； RC522芯片的11腳、13腳分別接電阻R8和R10的一端，電阻R8的另一端接電容C16和C17 的一端，電阻R10的另一端接電容C20和C23的一端；RC522芯片的21腳、22腳分別接電容 C25、C27的一端和晶振Y3,電容C25、C27的另一端接地；RC522芯片的16腳接電容C29,電 容C29的另一端接地；天線接電容C15、C16、C18、C19、C21、C22 -端，電容C15、C16、C18、 C19、C21、C22的另一端分別接電阻R6 -端、電阻R8另一端、接地、接地、接地、接地。
【文檔編號(hào)】H04M1/725GK203838733SQ201420167109
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】陳科明, 徐春艷, 曾佳, 嚴(yán)迪科 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)