读卡器的制作方法

1.本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种读卡器。


背景技术：

2.目前市场上的高频射频识别(radio frequency identification，简称为rfid)读写器天线只能实现垂直方向的读取，在用户使用时必须保持卡片平行，如果持卡人垂直放卡，则读写器天线无法读取，需要增加手动旋转卡片的操作。既限制用户的刷卡方式又增加刷卡等待时间，大大的降低刷卡效率。
3.针对相关技术中读卡器在读卡的过程中，只能水平读卡或只能垂直读卡等问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种读卡器，以解决相关技术中读卡器在读卡的过程中，只能水平读卡或只能垂直读卡等问题。
5.根据本实用新型的一个实施例，提供了一种读卡器，包括：至少两个天线线圈，其中，所述至少两个天线线圈以预设角度设置；至少两个读卡信息处理单元，分别与所述至少两个天线线圈连接，用于分别读取所述至少两个天线线圈所感应到目标卡片的电磁信号。
6.在一个示例性实施例中，所述读卡器还包括：至少两根导线，其中，所述至少两根导线中的任一导线用于连接天线线圈与读卡信息处理单元。
7.在一个示例性实施例中，所述至少两个天线线圈包括：第一天线线圈和第二天线线圈，所述第一天线线圈和第二天线线圈以预设角度设置，所述至少两个读卡信息处理单元包括：第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元。
8.在一个示例性实施例中，所述读卡器，还包括：第一冲突导线，分别连接第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元，用于在第一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，通过所述第一冲突导线向所述第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，所述第一冲突导线还用于在第二读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的情况下，通过所述第一冲突导线向所述第一读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
9.在一个示例性实施例中，所述读卡器，还包括：第一处理器，分别连接第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元，用于在第一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，向所述第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，还用于在第二读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的情况下，向所述第一读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
10.在一个示例性实施例中，所述第一处理器，还用于控制第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元采用轮询方式读取所述目标卡片的电磁信号。
11.在一个示例性实施例中，所述至少两个天线线圈包括：第三天线线圈，第四天线线圈和第五天线线圈，所述第三天线线圈，第四天线线圈和第五天线线圈两两相互垂直设置，
所述至少两个读卡信息处理单元包括：第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元。
12.在一个示例性实施例中，所述读卡器还包括：第二处理器，分别与第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元连接，用于在所述第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元中的任一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，向其他两个读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
13.在一个示例性实施例中，所述第二处理器，还用于控制所述第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元采用轮询方式读取所述目标卡片的电磁信号。
14.在一个示例性实施例中，所述预设角度取自集合[45
°
，135
°
]。
[0015]
通过本实用新型，读卡器采用至少两个天线线圈，其中，所述至少两个天线线圈以预设角度设置；并且读卡器至少有两个读卡信息处理单元，分别与所述至少两个天线线圈连接，用于分别读取所述至少两个天线线圈所感应到目标卡片的电磁信号。采用上述技术方案，解决相关技术中读卡器在读卡的过程中，只能水平读卡或只能垂直读卡等问题，从而通过至少两个天线线圈相结合的方式来实现读卡器多维度读取卡片，达到方便使用者刷卡及高效刷卡的目的。
附图说明
[0016]
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0017]
图1是根据本实用新型实施例的一种常规高频rfid系统组成框图；
[0018]
图2是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(一)；
[0019]
图3是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(二)；
[0020]
图4是根据本实用新型实施例的垂直读写系统和水平读写系统之间的冲突处理流程图；
[0021]
图5是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(三)；
[0022]
图6是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(四)。
具体实施方式
[0023]
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0025]
为了更好的理解本实用新型，以下对涉及到本实用新型的相关技术和技术术语做简要的说明：
[0026]
射频识别(radio frequency identification，简称为rfid)技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过电磁波或电感耦合方式传递信息，以完成对目标对象的自动识别。
与条形码、磁卡、接触式ic卡等其他自动送和别技术相对，rfid因无需人工干预、可同时识别多个目标、存储量大、可工作在恶劣环境等，因此其应用相当广泛。
[0027]
常用的有低频(125k～134.2k)、高频(13.56mhz)、超高频，微波等技术，高频因应用比较早，目前广泛应用与固定资产管理、生产性自动化、动物和车辆识别、公路收费、门禁、仓储防伪等近距离(小于10cm)读取的场合。常见的高频rfid系统包括读写器、标签、应用软件三大部分组成，决定读取距离和性能的关键在于读写器和标签之间的线圈设计。
[0028]
图1是根据本实用新型实施例的一种常规高频rfid系统组成框图，常规的高频rfid系统组成部分如图1所述，包括：读写器线圈、读写器芯片、及两者连接的导线组成，实现读写器线圈垂直方向的卡片读取；本实用新型的目的是提供一种新型3d方向可读取的高频rfid读写器天线系统设计。
[0029]
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种读卡器，图2是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(一)，如图2所述，以至少两个天线线圈为两个为例，包括：
[0030]
至少两个天线线圈20，其中，所述至少两个天线线圈以预设角度设置；至少两个读卡信息处理单元22，分别与所述至少两个天线线圈连接，用于分别读取所述至少两个天线线圈所感应到目标卡片的电磁信号。
[0031]
通过本实用新型，读卡器采用至少两个天线线圈，其中，所述至少两个天线线圈以预设角度设置；并且读卡器至少有两个读卡信息处理单元，分别与所述至少两个天线线圈连接，用于分别读取所述至少两个天线线圈所感应到目标卡片的电磁信号。采用上述技术方案，解决相关技术中读卡器在读卡的过程中，只能水平读卡或只能垂直读卡等问题，从而通过至少两个天线线圈相结合的方式来实现读卡器多维度读取卡片，达到方便使用者刷卡及高效刷卡的目的。
[0032]
图3是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(二)，在一个可选的实施例中，如图3所示，所述读卡器还包括：至少两根导线24，其中，所述至少两根导线中的任一导线用于连接天线线圈与读卡信息处理单元。在本实施例中，为了实现读卡器中的天线线圈和读卡信息处理单元之间的通信连接，采用导线将天线线圈以及读卡信息处理单元连接在一起，假设读卡器中有两个天线线圈，分别为天线线圈a和天线线圈b，有两个读卡信息处理单元，分别为读卡信息处理单元x，读卡信息处理单元y，则读卡器中至少应该有两根导线，分别为导线a，导线b，其中，导线a将天线线圈a和读卡信息处理单元x相连接，导线b将天线线圈b和读卡信息处理单元y相连接。
[0033]
在一个可选的实施例中，如图3所示，所述至少两个天线线圈包括：第一天线线圈和第二天线线圈，所述第一天线线圈和第二天线线圈以预设角度设置，所述至少两个读卡信息处理单元包括：第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元。
[0034]
需要说明的是，在本实施例中，为了实现用户从水平方向和垂直方向都可以进行刷卡操作，则对于第一天线线圈和第二天线线圈以预设角度设置，其中，预设角度在取自集合[45
°
，135
°
]，并且预设角度最好为90
°
，即第一天线线圈和第二天线线圈相互垂直，下面为了更好的说明，均是从第一天线线圈和第二天线线圈相互垂直的角度描述，当用户水平刷卡时，水平的天线线圈识别用户卡片，当用户垂直刷卡时，垂直的天线线圈识别用户卡片，并且为了更好的处理从天线线圈中发送过来的电磁信号，分别为两个天线线圈设置对应的读卡信息处理单元。
[0035]
在一个可选的实施例中，如图3所示，所述读卡器，还包括：第一冲突导线26，分别连接第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元，用于在第一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，通过所述第一冲突导线向所述第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，所述第一冲突导线还用于在第二读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的情况下，通过所述第一冲突导线向所述第一读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
[0036]
为了更好的理解，在本实施例中，可以将垂直第一天线线圈和对应的第一读卡信息处理单元看成垂直读取系统，将水平第二天线线圈和对应的第二读卡信息处理单元看成水平读取系统，则为了避免两个系统读取相互干扰，并且为了更高效的读取用户卡片中的信息，则设计一种轮训机制，图4是根据本实用新型实施例的垂直读写系统和水平读写系统之间的冲突处理流程图，具体步骤如下所示：
[0037]
步骤s202：设备上电以后，垂直读取系统和水平读取系统在轮训状态下正常工作；
[0038]
步骤s204：当用户进行刷卡行为时，任何一个系统优先捕获后，即刻通知对方停止发送以防止干扰；
[0039]
步骤s206：当用户刷卡行为结束时，即刻通知对方继续轮训模式，同时自己也进入轮训模式。
[0040]
需要说明是，对于步骤s202中垂直读取系统和水平读取系统的轮训状态，具体可以是每1毫秒或者是每1纳秒，即垂直读取系统读取和水平读取系统读取间隔为1毫秒或者1纳秒。
[0041]
在这段时间内，为了使整个读卡器更高效的读取，避免读取存在冲突，则在垂直读取系统中的第一读卡信息处理单元和水平读取系统中第二读卡信息处理单元之间设置一个冲突导线，当第一读卡信息处理单元读取到目标卡片的电磁信号的情况下，通过冲突导线向第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，当第二读卡信息处理单元读取到目标卡片的电磁信号的情况下，通过冲突导线向第一读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，由此可避免读取冲突。
[0042]
图5是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(三)，在一个可选的实施例中，如图5所示，可以通过第一处理28代替第一冲突导线26，所述读卡器，还包括：第一处理器28，分别连接第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元，用于在第一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，向所述第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令，还用于在第二读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的情况下，向所述第一读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
[0043]
需要说明的是，本实用新型实施例中的第一处理器与第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元的连接也可以是通过导线连接的，本实用新型实施例对此不进行限定。
[0044]
需要说明是，由于通过冲突导线的方式来避免读取冲突可能会存在一些故障问题，或者处理效率不高，为了更可靠的避免读取冲突，提供一种处理器来实现冲突导线的功能，具体的，需要用导线将第一处理器和第一读卡信息处理单元、第二读卡信息处理单元相连接，如果第一读卡信息处理单元读取到了对应的目标卡片的电磁信号，则会通过导线，将读取到的消息发送给第一处理器，使第一处理器知道第一读卡信息处理单元已成功读取，
此时第一处理器会通过导线向第二读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。同样的，如果第二读卡信息处理单元先读取到了对应的目标卡片的电磁信号，第一处理器执行上述相同操作，此处不再进行累赘叙述。
[0045]
在一个可选的实施例中，所述第一处理器28，还用于控制第一读卡信息处理单元和第二读卡信息处理单元采用轮询方式读取所述目标卡片的电磁信号。需要说明的是，对于第一处理器，具体可以是每1毫秒或者是每1纳秒从读取所述目标卡片的电磁信号。
[0046]
图6是根据本实用新型实施例的读卡器结构图(四)，在一个可选的实施例中，如图6所示，所述至少两个天线线圈包括：第三天线线圈，第四天线线圈和第五天线线圈，所述第三天线线圈，第四天线线圈和第五天线线圈两两相互垂直设置，所述至少两个读卡信息处理单元包括：第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元。
[0047]
为了使用户更好的从多个方向进行刷卡操作，本实施例还提供一种从三个方向进行读取用户卡片的读卡器，如图6所示，该读卡器具有三个天线线圈，这三个天线线圈中的任意两两相互垂直设置，并且每个对应的天线线圈都设置有一个读卡信息处理单元。
[0048]
在一个可选的实施例中，所述读卡器还包括：第二处理器30，分别与第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元连接，用于在所述第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元中的任一读卡信息处理单元读取到所述目标卡片的电磁信号的情况下，向其他两个读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。
[0049]
需要说明的是，为了实现更可靠的读取，提供一种处理器来避免冲突读取，具体的，需要用导线将第二处理器和第三读卡信息处理单元、第四读卡信息处理单元、第五读卡信息处理单元相连接，如果第三读卡信息处理单元读取到了对应的目标卡片的电磁信号，则会通过导线，将读取到的消息发送给第二处理器，使第二处理器知道第三读卡信息处理单元已成功读取，此时第二处理器通过导线向第四读卡信息处理单元、第五读卡信息处理单元发送停止读取的控制指令。同样的，如果第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元先读取到了对应的目标卡片的电磁信号，第二处理器执行上述相同操作，此处不再进行累赘叙述。
[0050]
在一个可选的实施例中，所述第二处理器30，还用于控制所述第三读卡信息处理单元，第四读卡信息处理单元和第五读卡信息处理单元采用轮询方式读取所述目标卡片的电磁信号。需要说明的是，对于第二处理器，具体可以是每1毫秒或者是每1纳秒从读取所述目标卡片的电磁信号。
[0051]
在一个可选的实施例中，所述读卡信息处理单元的主控芯片是一具有usb接口、iic接口或串行接口的mcu。需要说明的是，所述的主控芯片可采用具有usb接口、iic接口或串行接口的mcu，以方便和外设进行数据传输。在较佳的实施方式中，主控芯片可采用lpc214x系列的mcu作为主控芯片，该芯片采用arm7tdm
‑
s内核，带有一个2.0full
‑
speed接口。本实用新型主控芯片lpc214x由于具有usb传输接口，因此，可通过usb接口与外设进行数据传输。由于主控芯片lpc214x上还具有iic接口，因此，也可通过iic接口与外设进行数据传输；主控芯片lpc214x也可以通过串行接口与外设进行数据传输。
[0052]
通过本实用新型，读卡器采用至少两个天线线圈，其中，所述至少两个天线线圈以预设角度设置；并且读卡器至少有两个读卡信息处理单元，分别与所述至少两个天线线圈
连接，用于分别读取所述至少两个天线线圈所感应到目标卡片的电磁信号。采用上述技术方案，解决相关技术中读卡器在读卡的过程中，只能水平读卡或只能垂直读卡等问题，从而通过至少两个天线线圈相结合的方式来实现读卡器多维度卡片的读取，达到方便使用者刷卡及高效刷卡的目的。
[0053]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。