专利名称：一种读取身份证信息并打印的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及读取身份证信息的设备，具体涉及一种读取身份 证信息并打印的设备。
背景技术：
在我国推广应用带有数字防伪系统的第二代身份证以后，从而可 以使用身份证上的数字信息对客户身份进行识别。
普通的身份证读卡器依赖计算机，需要在计算机上安装驱动程序 软件，才能够识别和接收读卡器的所读取的身份证信息数据。用软件 作为驱动程序，易于修改，也容易受到病毒、电磁等的影响，安全性 和准确性存在隐患。
另外在某些不适合计算机的应用环境下，普通的身份证读卡器更 是无法做到数据读取、打印。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种读取身份证信息并打印的设备，利 用该设备在没有计算机的情况下，能实现身份证读卡器的读取、打印 功能，能够更好的保护用户身份证信息。
为实现上述目的，本实用新型釆用如下技术方案 一种读取身份证信息并打印的设备，其特征在于，该设备包括 数字信号处理单元包括用于发送读卡指令和控制信号、对读卡 器发送的身份证信息进行解码的核心处理单元CPU，和用于存储读卡 器发送的身份证信息的存储器，核心处理单元CPU与所述存储器连接 并互相通信；
可编程逻辑单元通过外设存储接口与所述数字信号处理单元连 接，并分别连接读卡器接口单元、打印机接口单元，用于接收所述核心处理单元CPU发送的读卡指令和控制信号并转发到所述串/并转换 单元、打印机接口单元；
读卡器接口单元与读卡器连接，用于向读卡器发送读卡指令， 并将读卡器回传的身份证信息通过可编程逻辑单元发送到数字信号
处理单元；
打印机接口单元与打印机连接，用于将核心处理单元CPU解码 后的身份证信息输出到打印机上打印。
所述读卡器接口单元包括相互连接的串行接口子单元和串/并转 换子单元，所述串行接口子单元连接读卡器，所述串/并转换单元用 于对核心控制单元CPU和读卡器之间传输的数据进行串/并转换。
所述数字信号处理单元还包括程序下载子单元，所述程序下载子 单元与计算机连接并下载控制程序。
该设备还包括与所述可编程逻辑单元连接的复位子单元，所述 复位子单元通过所述可编程逻辑单元接收所述核心处理单元CPU发 送的控制信号，在检测不到控制信号时向所述核心处理单元CPU发 送重启信号。
该设备还包括与可编程逻辑单元连接的状态指示灯，所述可编程 逻辑单元接收核心处理单元CPU发送的控制信号并控制指示灯的状 态。
该设备还包括与可编程逻辑器单元连接的蜂鸣器，所述可编程逻 辑器单元接收核心处理单元CPU发送的控制信号并控制蜂鸣器发出 声音提示。
该设备还包括将所述主板封闭的壳体，所述壳体上具有分别与读 卡器接口单元、打印机接口单元对应的接读卡器的接口、接打印机的 接口。
所述可编程逻辑单元为ALTERA公司的型号为EPM3128A的可 编程逻辑芯片。与读卡器连接的串行接口电路为RS-232接口电路，所述串/并转 换单元为TI公司型号为TI16C752B的串/并转换芯片。
所述打印机接口单元为通用串行总线接口芯片CH375。 使用本实用新型的嵌入式设备读取身份证具有以下优点
1. 使用本实用新型的嵌入式设备，读卡器可以脱离计算机实现信 息的读取和打印。
2. 使用本实用新型的嵌入式设备，无需使用读卡器的软件驱动程 序，提高了读卡器使用的安全性和准确性。
3. 使用本实用新型的嵌入式设备，能够更好地保护用户身份证信
白
巧、o
图l为本实用新型读取身份证信息并打印的嵌入式设备的设计原
理示意图2为本实用新型读取身份证信息并打印的嵌入式设备主板上的 串/并转换电路；
图3为本实用新型读取身份证信息并打印的嵌入式设备主板上 USB接口电路；
图4为本实用新型读取身份证信息并打印的嵌入式设备主板上的 复位电路。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实施例中，读取身份证信息并显示的嵌入式设备包括壳体和 电路板，电路板上的电路分为核心控制单元CPU ( Central Processing Unit)和接外设的接口电路两大部分，壳体将电路板封闭并留有与电 路板上接口电路对应的连接外设的接口 ，电路板的具体结构如图1所 示，核心控制单元CPU内嵌在数字信号处理器DSP (Digital SignalProcessing)中，接外设的接口电路通过可编程逻辑器件CPLD (Complex Programable Logic Device )实现，对可编程逻辑器件CPLD 部分进行数字电路设计实现连接读卡器的RS-232串行接口电路、显示 工作状态的指示灯控制电路、设备出现异常情况时的复位电路、输出 声音提示的声音控制电路，接打印机的通用串行总线USB (Universal Serial Bus )接口电路，壳体上有与接口电路相应的接读卡器的RS-232 串口、工作状态指示灯、手动复位开关、发声器、打印机的接口，对 可编程逻辑器件CPLD部分进行数字电路设计实现的接口电路分别与 核心控制单元CPU连接并由CPU控制。数字信号处理器DSP部分还实 现了由核心处理单元外CPU控制的程序下载电路、看门狗自动复位电 路，壳体上有相应的程序下载电路接口。
该设备通过RS-232串口连接身份证读卡器，在壳体上的其它接口 连接上相应的设备，下面说明该实施的工作过程。
该设备上电后首先初始化，通过程序下载接口连接计算机从计算 机上下载外设接口运行程序，该程序下载到数字信号处理器DSP部 分的程序下载电路，核心处理单元CPU执行该外设接口运行程序控 制其它外设，具体控制过程为核心处理单元CPU自动执行读卡指 令，通过RS-232接口电路向读卡器发送读卡指令，读卡器执行读卡 指令读取身份证信息，读取的数据由读卡器处理后经RS-232接口电 路传回嵌入式设备，核心处理单元CPU通过接打印机的USB接口电 路输出到与电路板连接的打印机上打印，不保留用户的任何数据，从 而更好的保护用户的数据。
另外，核心处理单元CPU执行该外设接口运行程序时根据工作 状态控制发声器、显示工作状态的指示灯，在设备出现异常情况时， 设备能通过看门狗自动复位电路复位，从而不会出现嵌入式设备不工 作的情况。本嵌入式设备在壳体上设置的手动复位开关，可以手动恢 复开机状态的复位电路。本实施例中该设备电路板上的数字信号处理器DSP中的CPU作 为核心处理单元，由于现有技术中数字信号处理器本身带有程序下载 电路和看门狗电路，本实施例中通过程序下载电路连接计算机下载外
设接口运行程序，数字信号处理器通过外设存储接口 EMIF(Extemal Memory Interface )与可编程逻辑器件CPLD连接，外设存储接口 EMIF 包括地址线、数据线、读写信号线和片选线，本实施例中可编程逻辑 器件釆用ALTERA公司的型号为EPM3128A的芯片。
可编程逻辑器件的工作大部分是在电脑上完成的。打开集成开发 软件即ALTERA公司的QUARTUS—画原理图、写硬件描述语言
(VHDL， Verilog)—编译—给出逻辑电路的输入激励信号，进行仿 真，查看逻辑输出结果是否正确—进行管脚输入、输出锁定
(EPM3128A的96个输入、输出管脚可根据需要设定)—生成代码 一通过下载电缆将代码传送并存储在可编程逻辑器件EPM3128A中。
该芯片各管脚已引出，将状态指示灯、蜂鸣器通过导线分别接到芯片 板上，该芯片各管脚引出后还通过导线连接串口电路、通用串行总线 USB接口电路和自动复位电路，读取身份证的读卡器通过RS-232接 口电路与串口电路连接，打印机的接口与电路板上的USB接口电路
连接实现身份证信息的打印功能。
由于数字信号处理器的输入/输出(I/O) 口为并行通信，读取身 份证的读卡器为串行通信，要实现数字信号处理器与读卡器的串行通 信有两种方法， 一种是使用数字信号处理器的通用1/0信号作为串口 发送和接收信号，用软件逐位发送和接收数据，即软件异步通信方法， 这种方法需要占用很多CPU通信时间，因此，只能在CPU不太忙、 实时性要求不太高的情况下使用；第二种是通过扩展异步通信芯片来 实现高速串行通信，本实施例中采用此方法实现数字信号处理器与读 卡器的串行通信，如图2所示为本实用新型嵌入式设备中接读卡器的 串口电路部分，DSP芯片中的核心处理单元CPU通过EMIF数据总线与可编程逻辑芯片EPM3128A连接，EPM3128A各管脚引出后通 过导线连接串/并转换芯片TI16C752B。
TI16C752B是TI么、司推出的新型UART( Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)收发器，图3中TI16C752B的主要引脚功 能如下
A0 A2:地址线，通过这几引脚以及读写信号1Mb和 可以访问及设定TI16C752B片内寄存器； D0 D7:双向8位数据线； 巧A和^"B:两套UART的片选信号；
TXA/RXA、 TXB/RXB:分别表示所要发送和接收的数据端口 ； INTA/INTB:中断信号； RESET:芯片复位信号； XTAL1/XTAL2:时钟输入/输出信号。
如2所示，串/并转换芯片TI16C752B的双向8位数据线与 EPM3128A的输入输出端口 I/O连接用来接收EPM3128A发送的数
据，地址线AO ~ A2与EPM3128A的I/O 口连接用来接收EPM3128A 要发送数据的目的地址，读写信号！^D和ISWk、两套UART的片 选信号CSA和CSB、复位信号RESET分别与EPM3128A的I/O 口 连接，EPM3128A通过数据总线与数字信号处理器DSP连接，通过 DSP对可变成逻辑器件EPM3128A管脚进行如下设计
系统上电后，EPM3128A芯片通过数据总线接收DSP发送的地 址信号，并通过与EPM3128A连接的地址线A0~ A2控制是否使用 串口，在该地址线无效时不使用串口，串/并转换芯片TI16C752B不 工作，有效时使用串口时，并根据DSP发送的片选信号CSA和CSB 判断出使用哪一个串口，核心处理单元CPU自动执行读卡指令，将 读卡指令通过数据总线发送到可变成逻辑器件，可变成逻辑器件通过 与TI16C752B的双向8位数据线连接的管脚将其发送到TI16C752B,TI16C752B将接收的读卡指令保存在片内寄存器，将并行数据转换位 串行数据后通过发送数据端口 TXA或TXB发送。
系统调电后，核心处理单元发送复位信号到可编程逻辑器件， EPM3128A通过与TI16C752B芯片上RESET连接的管脚发送复位信 号，TI16C752B接收复位信号自动复位。
可编程逻辑器件接收数字信号处理器发送的读写信号！DRD"和 !5WK信号，再转发给，串/并转换芯片TI16C752B,该芯片根据接 收的读写信号判断对接收的数据是读操作还是写操作。
该电路中，串/并转换芯片TI16C752B通过数据收发管脚RXA、 TXA(或RXB、 TXB )与RS-232接口电路连接，读卡器直接与RS-232 接口电路连接。
读卡器接收读卡指令后读取身份证信息，并将读取的身份证经 RS-232接口电路回传到串/并转换芯片TI16C752B,该芯片通过管脚 RXA或RXB的接收身份证信息数据，并接收的身份证信息保存在片 内寄存器中，执行串/并转换后将并行传输数据通过与可编程逻辑连 接的8位数据线回传到数字信号处理器中。
将读取的身份证信息回传到数字信号处理器后，核心处理单元 CPU将其通过通用串行总线USB接口电路将其发送到打印机上打 印，如图3所示为本实用新型嵌入式设备的USB接口电路。本实施 例中数字信号处理器通过数据总线EMIF与可编程逻辑芯片 EPM3128A连接，可编程逻辑芯片EPM3128A与USB接口芯片CH375 连接。
USB接口芯片CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线 以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/D S P/M C U等控制器的系统 总线上。本实施例中USB接口芯片CH375的8位并行数据总线与可 编程逻辑芯片EPM3128A的1/0连接，地址线A0、读信号线RD弁、 写信号线WR弁、片选信号线CS弁、中断信号线INT弁分别与可编程逻辑芯片EPM3128A的I/O连接，其信号线TXD接地。
由于CH375内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通信 协议的固件，数据读写只需要几条指令，而不需要详细了解USB通 信协议。本实施例中USB接口芯片CH375中除了上述与可编程逻辑 器件连接的管脚外，将GND地线管脚接地信号，将电源线VCC接 电源，其他外围电路的连接为现有技术。
下面具体介绍设备上电后，数字信号处理器怎样通过可编程逻辑 芯片EPM3128A逻辑控制，将读取的身份证信息发送到打印机设备 上打印，在图3中，核心处理单元CPU将读取的身份证信息经过解 码、并解释成打印语言，然后通过数据总线EMIF发送到可编程逻辑 芯片EPM3128A中，可编程逻辑芯片EPM3128A通过与USB接口芯 片CH375连接的I/O 口将数据发送到USB接口芯片内，USB接口芯 片CH375通过USB差分正线UD+、 USB差分负线UD-连接打印机， 将接收的数据通过这两个管脚输出到打印机上打印。
其中，地址线A0与可编程逻辑的I/O连接后，可编程逻辑器件 根据这个信号判断是否访问USB接口芯片；RD #与可编程逻辑芯片 EPM3128A的1/0连接后转发DSP发送的读信号，USB接口芯片根 据这个信号判断是否对身份证信息进行读搡作；WR #与可编程逻辑 芯片EPM3128A的1/0连接后转发DSP发送的写信号，USB接口芯 片根据这个信号判断是否对身份证信息进行写操作；CSf与可编程 逻辑芯片EPM3128A的I/O连接后根据DSP发送的片选信号，判断 是否选通USB接口芯片工作；INT弁与可编程逻辑芯片EPM3128A 的I/O连接后，数字信号处理器根据该信号判断是否有USB设备接 入该电路。
如图4为本实用新型嵌入设备出现异常情况时的自动复位电路， 本实施例中DSP通过数据总线EMIF连接可编程逻辑芯片 EPM3128A,复位电路是通过MAX706S电路的波形接收管脚WDI与可编程逻辑器的I/O连接实现的，MAX706系列监控器是Maxim 公司生产的具有代表性的多功能微处理器监控电路，性能价格比极 高。除了看门狗功能外，另外还具有上电自动复位、人工复位以及低 电压报警等功能，使用起来非常方便可靠。通过该芯片进行系统掉电 后的过程如下
数字信号处理器DSP设备工作不正常时，即掉电后，可编程逻 辑器件EPMM3128A接收不到DSP发送的指定信号，复位芯片 MAX706也接收不到EPMM3128A发送的指定信号，此时复位芯片 向DSP发送重启信号使系统重启。
另外，本实施例中的状态指示灯、蜂鸣器均与可编程逻辑器件 EPM3128A的1/0连接，由核心处理单元根据工作状态向其发送控制 信号，控制指示灯的状态和蜂鸣器是否发出蜂鸣声。
本实用新型设计合理，在没有计算机的情况下，可以实现身份证 信息的读取和打印，代替了读卡器的软件驱动程序，提高了读卡器使 用的安全性和准确性。
虽然本实用新型是具体结合一个优选实施例示出和说明的，但熟 悉该技术领域的人员可以理解，其中无论在形式上还是在细节上都可 以做出各种改变，这并不背离本实用新型的精神实质和专利保护范 围。
权利要求1、一种读取身份证信息并打印的设备，其特征在于，该设备包括数字信号处理单元包括用于发送读卡指令和控制信号、对读卡器发送的身份证信息进行解码的核心处理单元CPU，和用于存储读卡器发送的身份证信息的存储器，核心处理单元CPU与所述存储器连接并互相通信；可编程逻辑单元通过外设存储接口与所述数字信号处理单元连接，并分别连接读卡器接口单元、打印机接口单元，用于接收所述核心处理单元CPU发送的读卡指令和控制信号并转发到所述读卡器接口单元、打印机接口单元；读卡器接口单元与读卡器连接，用于向读卡器发送读卡指令，并将读卡器回传的身份证信息通过可编程逻辑单元发送到数字信号处理单元；打印机接口单元与打印机连接，用于将核心处理单元CPU解码后的身份证信息输出到打印机上打印。
2、 如权利要求l所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征在 于，所述读卡器接口单元包括相互连接的串行接口子单元和串/并转 换子单元，所述串行接口子单元连接读卡器，所述串/并转换单元用 于对核心控制单元CPU和读卡器之间传输的数据进行串/并转换。
3、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，所述数字信号处理单元还包括程序下载子单元，所述程序下载 子单元与计算机连接并下载控制程序。
4、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，该设备还包括与所述可编程逻辑单元连接的复位子单元，所 述复位子单元通过所述可编程逻辑单元接收所述核心处理单元CPU 发送的控制信号，在检测不到控制信号时向所述核心处理单元CPU发送重启信号。
5、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，该设备还包括与可编程逻辑单元连接的状态指示灯，所述可编 程逻辑单元接收核心处理单元CPU发送的控制信号并控制指示灯的 状态。
6、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，该设备还包括与可编程逻辑器单元连接的蜂鸣器，所述可编程逻辑器单元接收核心处理单元CPU发送的控制信号并控制蜂鸣器发出声音提示。
7、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征在于，该设备还包括将所述主板封闭的壳体，所述壳体上具有分别与 读卡器接口单元、打印机接口单元对应的接读卡器的接口、接打印机 的接口。
8、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，所述可编程逻辑单元为ALTERA公司的型号为EPM3128A的 可编程逻辑芯片。
9、 如权利要求1所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，与读卡器连接的串行接口电路为RS-232接口电路，所述串/ 并转换单元为TI公司型号为TI16C752B的串/并转换芯片。
10、 如权利要求l所述的读取身份证信息并打印的设备，其特征 在于，所述打印机接口单元为通用串行总线接口芯片CH375。
专利摘要本实用新型涉及一种读取身份证信息并打印的设备，该设备包括数字信号处理单元，包括核心处理单元和存储器，用于发送读卡指令和对接收的身份证信息解码，核心处理单元CPU与所存储器连接；与核心处理单元连接的可编程逻辑单元，通过输入/输出口连接读卡器接口单元、打印机接口单元；读卡器接口单元，与读卡器连接，用于向读卡器发送读卡指令，并将读卡器回传的身份证信息通过可编程逻辑单元发送到数字信号处理单元；与打印机连接的打印机接口单元，用于将核心处理单元CPU解码后的身份证信息输出到打印机上。本实用新型在没有计算机的情况下，实现身份证信息的读取和打印，代替了读卡器的软件驱动程序，提高了读卡器的安全性和准确性。
文档编号G06K17/00GK201130385SQ20072018731
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者万雪松, 于晓军, 峰 易, 赵辰清 申请人:北京思创银联科技有限公司