專利名稱：一種讀取身份證信息并打印的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及讀取身份證信息的設備，具體涉及一種讀取身份 證信息并打印的設備。
背景技術：
在我國推廣應用帶有數字防偽系統的第二代身份證以后，從而可 以使用身份證上的數字信息對客戶身份進行識別。
普通的身份證讀卡器依賴計算機，需要在計算機上安裝驅動程序 軟件，才能夠識別和接收讀卡器的所讀取的身份證信息數據。用軟件 作為驅動程序，易于修改，也容易受到病毒、電磁等的影響，安全性 和準確性存在隱患。
另外在某些不適合計算機的應用環境下，普通的身份證讀卡器更 是無法做到數據讀取、打印。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種讀取身份證信息并打印的設備，利 用該設備在沒有計算機的情況下，能實現身份證讀卡器的讀取、打印 功能，能夠更好的保護用戶身份證信息。
為實現上述目的，本實用新型釆用如下技術方案 一種讀取身份證信息并打印的設備，其特征在于，該設備包括 數字信號處理單元包括用于發送讀卡指令和控制信號、對讀卡 器發送的身份證信息進行解碼的核心處理單元CPU，和用于存儲讀卡 器發送的身份證信息的存儲器，核心處理單元CPU與所述存儲器連接 并互相通信；
可編程邏輯單元通過外設存儲接口與所述數字信號處理單元連 接，并分別連接讀卡器接口單元、打印機接口單元，用于接收所述核心處理單元CPU發送的讀卡指令和控制信號并轉發到所述串/并轉換 單元、打印機接口單元；
讀卡器接口單元與讀卡器連接，用于向讀卡器發送讀卡指令， 并將讀卡器回傳的身份證信息通過可編程邏輯單元發送到數字信號
處理單元；
打印機接口單元與打印機連接，用于將核心處理單元CPU解碼 后的身份證信息輸出到打印機上打印。
所述讀卡器接口單元包括相互連接的串行接口子單元和串/并轉 換子單元，所述串行接口子單元連接讀卡器，所述串/并轉換單元用 于對核心控制單元CPU和讀卡器之間傳輸的數據進行串/并轉換。
所述數字信號處理單元還包括程序下載子單元，所述程序下載子 單元與計算機連接并下載控制程序。
該設備還包括與所述可編程邏輯單元連接的復位子單元，所述 復位子單元通過所述可編程邏輯單元接收所述核心處理單元CPU發 送的控制信號，在檢測不到控制信號時向所述核心處理單元CPU發 送重啟信號。
該設備還包括與可編程邏輯單元連接的狀態指示燈，所述可編程 邏輯單元接收核心處理單元CPU發送的控制信號并控制指示燈的狀 態。
該設備還包括與可編程邏輯器單元連接的蜂鳴器，所述可編程邏 輯器單元接收核心處理單元CPU發送的控制信號并控制蜂鳴器發出 聲音提示。
該設備還包括將所述主板封閉的殼體，所述殼體上具有分別與讀 卡器接口單元、打印機接口單元對應的接讀卡器的接口、接打印機的 接口。
所述可編程邏輯單元為ALTERA公司的型號為EPM3128A的可 編程邏輯芯片。與讀卡器連接的串行接口電路為RS-232接口電路，所述串/并轉 換單元為TI公司型號為TI16C752B的串/并轉換芯片。
所述打印機接口單元為通用串行總線接口芯片CH375。 使用本實用新型的嵌入式設備讀取身份證具有以下優點
1. 使用本實用新型的嵌入式設備，讀卡器可以脫離計算機實現信 息的讀取和打印。
2. 使用本實用新型的嵌入式設備，無需使用讀卡器的軟件驅動程 序，提高了讀卡器使用的安全性和準確性。
3. 使用本實用新型的嵌入式設備，能夠更好地保護用戶身份證信
白
巧、o
圖l為本實用新型讀取身份證信息并打印的嵌入式設備的設計原
理示意圖2為本實用新型讀取身份證信息并打印的嵌入式設備主板上的 串/并轉換電路；
圖3為本實用新型讀取身份證信息并打印的嵌入式設備主板上 USB接口電路；
圖4為本實用新型讀取身份證信息并打印的嵌入式設備主板上的 復位電路。
具體實施方式
以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
在本實施例中，讀取身份證信息并顯示的嵌入式設備包括殼體和 電路板，電路板上的電路分為核心控制單元CPU ( Central Processing Unit)和接外設的接口電路兩大部分，殼體將電路板封閉并留有與電 路板上接口電路對應的連接外設的接口 ，電路板的具體結構如圖1所 示，核心控制單元CPU內嵌在數字信號處理器DSP (Digital SignalProcessing)中，接外設的接口電路通過可編程邏輯器件CPLD (Complex Programable Logic Device )實現，對可編程邏輯器件CPLD 部分進行數字電路設計實現連接讀卡器的RS-232串行接口電路、顯示 工作狀態的指示燈控制電路、設備出現異常情況時的復位電路、輸出 聲音提示的聲音控制電路，接打印機的通用串行總線USB (Universal Serial Bus )接口電路，殼體上有與接口電路相應的接讀卡器的RS-232 串口、工作狀態指示燈、手動復位開關、發聲器、打印機的接口，對 可編程邏輯器件CPLD部分進行數字電路設計實現的接口電路分別與 核心控制單元CPU連接并由CPU控制。數字信號處理器DSP部分還實 現了由核心處理單元外CPU控制的程序下載電路、看門狗自動復位電 路，殼體上有相應的程序下載電路接口。
該設備通過RS-232串口連接身份證讀卡器，在殼體上的其它接口 連接上相應的設備，下面說明該實施的工作過程。
該設備上電后首先初始化，通過程序下載接口連接計算機從計算 機上下載外設接口運行程序，該程序下載到數字信號處理器DSP部 分的程序下載電路，核心處理單元CPU執行該外設接口運行程序控 制其它外設，具體控制過程為核心處理單元CPU自動執行讀卡指 令，通過RS-232接口電路向讀卡器發送讀卡指令，讀卡器執行讀卡 指令讀取身份證信息，讀取的數據由讀卡器處理后經RS-232接口電 路傳回嵌入式設備，核心處理單元CPU通過接打印機的USB接口電 路輸出到與電路板連接的打印機上打印，不保留用戶的任何數據，從 而更好的保護用戶的數據。
另外，核心處理單元CPU執行該外設接口運行程序時根據工作 狀態控制發聲器、顯示工作狀態的指示燈，在設備出現異常情況時， 設備能通過看門狗自動復位電路復位，從而不會出現嵌入式設備不工 作的情況。本嵌入式設備在殼體上設置的手動復位開關，可以手動恢 復開機狀態的復位電路。本實施例中該設備電路板上的數字信號處理器DSP中的CPU作 為核心處理單元，由于現有技術中數字信號處理器本身帶有程序下載 電路和看門狗電路，本實施例中通過程序下載電路連接計算機下載外
設接口運行程序，數字信號處理器通過外設存儲接口 EMIF(Extemal Memory Interface )與可編程邏輯器件CPLD連接，外設存儲接口 EMIF 包括地址線、數據線、讀寫信號線和片選線，本實施例中可編程邏輯 器件釆用ALTERA公司的型號為EPM3128A的芯片。
可編程邏輯器件的工作大部分是在電腦上完成的。打開集成開發 軟件即ALTERA公司的QUARTUS—畫原理圖、寫硬件描述語言
(VHDL， Verilog)—編譯—給出邏輯電路的輸入激勵信號，進行仿 真，查看邏輯輸出結果是否正確—進行管腳輸入、輸出鎖定
(EPM3128A的96個輸入、輸出管腳可根據需要設定)—生成代碼 一通過下載電纜將代碼傳送并存儲在可編程邏輯器件EPM3128A中。
該芯片各管腳已引出，將狀態指示燈、蜂鳴器通過導線分別接到芯片 板上，該芯片各管腳引出后還通過導線連接串口電路、通用串行總線 USB接口電路和自動復位電路，讀取身份證的讀卡器通過RS-232接 口電路與串口電路連接，打印機的接口與電路板上的USB接口電路
連接實現身份證信息的打印功能。
由于數字信號處理器的輸入/輸出(I/O) 口為并行通信，讀取身 份證的讀卡器為串行通信，要實現數字信號處理器與讀卡器的串行通 信有兩種方法， 一種是使用數字信號處理器的通用1/0信號作為串口 發送和接收信號，用軟件逐位發送和接收數據，即軟件異步通信方法， 這種方法需要占用很多CPU通信時間，因此，只能在CPU不太忙、 實時性要求不太高的情況下使用；第二種是通過擴展異步通信芯片來 實現高速串行通信，本實施例中采用此方法實現數字信號處理器與讀 卡器的串行通信，如圖2所示為本實用新型嵌入式設備中接讀卡器的 串口電路部分，DSP芯片中的核心處理單元CPU通過EMIF數據總線與可編程邏輯芯片EPM3128A連接，EPM3128A各管腳引出后通 過導線連接串/并轉換芯片TI16C752B。
TI16C752B是TI么、司推出的新型UART( Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)收發器，圖3中TI16C752B的主要引腳功 能如下
A0 A2:地址線，通過這幾引腳以及讀寫信號1Mb和 可以訪問及設定TI16C752B片內寄存器； D0 D7:雙向8位數據線； 巧A和^"B:兩套UART的片選信號；
TXA/RXA、 TXB/RXB:分別表示所要發送和接收的數據端口 ； INTA/INTB:中斷信號； RESET:芯片復位信號； XTAL1/XTAL2:時鐘輸入/輸出信號。
如2所示，串/并轉換芯片TI16C752B的雙向8位數據線與 EPM3128A的輸入輸出端口 I/O連接用來接收EPM3128A發送的數
據，地址線AO ~ A2與EPM3128A的I/O 口連接用來接收EPM3128A 要發送數據的目的地址，讀寫信號！^D和ISWk、兩套UART的片 選信號CSA和CSB、復位信號RESET分別與EPM3128A的I/O 口 連接，EPM3128A通過數據總線與數字信號處理器DSP連接，通過 DSP對可變成邏輯器件EPM3128A管腳進行如下設計
系統上電后，EPM3128A芯片通過數據總線接收DSP發送的地 址信號，并通過與EPM3128A連接的地址線A0~ A2控制是否使用 串口，在該地址線無效時不使用串口，串/并轉換芯片TI16C752B不 工作，有效時使用串口時，并根據DSP發送的片選信號CSA和CSB 判斷出使用哪一個串口，核心處理單元CPU自動執行讀卡指令，將 讀卡指令通過數據總線發送到可變成邏輯器件，可變成邏輯器件通過 與TI16C752B的雙向8位數據線連接的管腳將其發送到TI16C752B,TI16C752B將接收的讀卡指令保存在片內寄存器，將并行數據轉換位 串行數據后通過發送數據端口 TXA或TXB發送。
系統調電后，核心處理單元發送復位信號到可編程邏輯器件， EPM3128A通過與TI16C752B芯片上RESET連接的管腳發送復位信 號，TI16C752B接收復位信號自動復位。
可編程邏輯器件接收數字信號處理器發送的讀寫信號！DRD"和 !5WK信號，再轉發給，串/并轉換芯片TI16C752B,該芯片根據接 收的讀寫信號判斷對接收的數據是讀操作還是寫操作。
該電路中，串/并轉換芯片TI16C752B通過數據收發管腳RXA、 TXA(或RXB、 TXB )與RS-232接口電路連接，讀卡器直接與RS-232 接口電路連接。
讀卡器接收讀卡指令后讀取身份證信息，并將讀取的身份證經 RS-232接口電路回傳到串/并轉換芯片TI16C752B,該芯片通過管腳 RXA或RXB的接收身份證信息數據，并接收的身份證信息保存在片 內寄存器中，執行串/并轉換后將并行傳輸數據通過與可編程邏輯連 接的8位數據線回傳到數字信號處理器中。
將讀取的身份證信息回傳到數字信號處理器后，核心處理單元 CPU將其通過通用串行總線USB接口電路將其發送到打印機上打 印，如圖3所示為本實用新型嵌入式設備的USB接口電路。本實施 例中數字信號處理器通過數據總線EMIF與可編程邏輯芯片 EPM3128A連接，可編程邏輯芯片EPM3128A與USB接口芯片CH375 連接。
USB接口芯片CH375具有8位數據總線和讀、寫、片選控制線 以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/D S P/M C U等控制器的系統 總線上。本實施例中USB接口芯片CH375的8位并行數據總線與可 編程邏輯芯片EPM3128A的1/0連接，地址線A0、讀信號線RD弁、 寫信號線WR弁、片選信號線CS弁、中斷信號線INT弁分別與可編程邏輯芯片EPM3128A的I/O連接，其信號線TXD接地。
由于CH375內置了處理Mass-Storage海量存儲設備的專用通信 協議的固件，數據讀寫只需要幾條指令，而不需要詳細了解USB通 信協議。本實施例中USB接口芯片CH375中除了上述與可編程邏輯 器件連接的管腳外，將GND地線管腳接地信號，將電源線VCC接 電源，其他外圍電路的連接為現有技術。
下面具體介紹設備上電后，數字信號處理器怎樣通過可編程邏輯 芯片EPM3128A邏輯控制，將讀取的身份證信息發送到打印機設備 上打印，在圖3中，核心處理單元CPU將讀取的身份證信息經過解 碼、并解釋成打印語言，然后通過數據總線EMIF發送到可編程邏輯 芯片EPM3128A中，可編程邏輯芯片EPM3128A通過與USB接口芯 片CH375連接的I/O 口將數據發送到USB接口芯片內，USB接口芯 片CH375通過USB差分正線UD+、 USB差分負線UD-連接打印機， 將接收的數據通過這兩個管腳輸出到打印機上打印。
其中，地址線A0與可編程邏輯的I/O連接后，可編程邏輯器件 根據這個信號判斷是否訪問USB接口芯片；RD #與可編程邏輯芯片 EPM3128A的1/0連接后轉發DSP發送的讀信號，USB接口芯片根 據這個信號判斷是否對身份證信息進行讀搡作；WR #與可編程邏輯 芯片EPM3128A的1/0連接后轉發DSP發送的寫信號，USB接口芯 片根據這個信號判斷是否對身份證信息進行寫操作；CSf與可編程 邏輯芯片EPM3128A的I/O連接后根據DSP發送的片選信號，判斷 是否選通USB接口芯片工作；INT弁與可編程邏輯芯片EPM3128A 的I/O連接后，數字信號處理器根據該信號判斷是否有USB設備接 入該電路。
如圖4為本實用新型嵌入設備出現異常情況時的自動復位電路， 本實施例中DSP通過數據總線EMIF連接可編程邏輯芯片 EPM3128A,復位電路是通過MAX706S電路的波形接收管腳WDI與可編程邏輯器的I/O連接實現的，MAX706系列監控器是Maxim 公司生產的具有代表性的多功能微處理器監控電路，性能價格比極 高。除了看門狗功能外，另外還具有上電自動復位、人工復位以及低 電壓報警等功能，使用起來非常方便可靠。通過該芯片進行系統掉電 后的過程如下
數字信號處理器DSP設備工作不正常時，即掉電后，可編程邏 輯器件EPMM3128A接收不到DSP發送的指定信號，復位芯片 MAX706也接收不到EPMM3128A發送的指定信號，此時復位芯片 向DSP發送重啟信號使系統重啟。
另外，本實施例中的狀態指示燈、蜂鳴器均與可編程邏輯器件 EPM3128A的1/0連接，由核心處理單元根據工作狀態向其發送控制 信號，控制指示燈的狀態和蜂鳴器是否發出蜂鳴聲。
本實用新型設計合理，在沒有計算機的情況下，可以實現身份證 信息的讀取和打印，代替了讀卡器的軟件驅動程序，提高了讀卡器使 用的安全性和準確性。
雖然本實用新型是具體結合一個優選實施例示出和說明的，但熟 悉該技術領域的人員可以理解，其中無論在形式上還是在細節上都可 以做出各種改變，這并不背離本實用新型的精神實質和專利保護范 圍。
權利要求1、一種讀取身份證信息并打印的設備，其特征在于，該設備包括數字信號處理單元包括用于發送讀卡指令和控制信號、對讀卡器發送的身份證信息進行解碼的核心處理單元CPU，和用于存儲讀卡器發送的身份證信息的存儲器，核心處理單元CPU與所述存儲器連接并互相通信；可編程邏輯單元通過外設存儲接口與所述數字信號處理單元連接，并分別連接讀卡器接口單元、打印機接口單元，用于接收所述核心處理單元CPU發送的讀卡指令和控制信號并轉發到所述讀卡器接口單元、打印機接口單元；讀卡器接口單元與讀卡器連接，用于向讀卡器發送讀卡指令，并將讀卡器回傳的身份證信息通過可編程邏輯單元發送到數字信號處理單元；打印機接口單元與打印機連接，用于將核心處理單元CPU解碼后的身份證信息輸出到打印機上打印。
2、 如權利要求l所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征在 于，所述讀卡器接口單元包括相互連接的串行接口子單元和串/并轉 換子單元，所述串行接口子單元連接讀卡器，所述串/并轉換單元用 于對核心控制單元CPU和讀卡器之間傳輸的數據進行串/并轉換。
3、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，所述數字信號處理單元還包括程序下載子單元，所述程序下載 子單元與計算機連接并下載控制程序。
4、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，該設備還包括與所述可編程邏輯單元連接的復位子單元，所 述復位子單元通過所述可編程邏輯單元接收所述核心處理單元CPU 發送的控制信號，在檢測不到控制信號時向所述核心處理單元CPU發送重啟信號。
5、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，該設備還包括與可編程邏輯單元連接的狀態指示燈，所述可編 程邏輯單元接收核心處理單元CPU發送的控制信號并控制指示燈的 狀態。
6、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，該設備還包括與可編程邏輯器單元連接的蜂鳴器，所述可編程邏輯器單元接收核心處理單元CPU發送的控制信號并控制蜂鳴器發出聲音提示。
7、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征在于，該設備還包括將所述主板封閉的殼體，所述殼體上具有分別與 讀卡器接口單元、打印機接口單元對應的接讀卡器的接口、接打印機 的接口。
8、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，所述可編程邏輯單元為ALTERA公司的型號為EPM3128A的 可編程邏輯芯片。
9、 如權利要求1所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，與讀卡器連接的串行接口電路為RS-232接口電路，所述串/ 并轉換單元為TI公司型號為TI16C752B的串/并轉換芯片。
10、 如權利要求l所述的讀取身份證信息并打印的設備，其特征 在于，所述打印機接口單元為通用串行總線接口芯片CH375。
專利摘要本實用新型涉及一種讀取身份證信息并打印的設備，該設備包括數字信號處理單元，包括核心處理單元和存儲器，用于發送讀卡指令和對接收的身份證信息解碼，核心處理單元CPU與所存儲器連接；與核心處理單元連接的可編程邏輯單元，通過輸入/輸出口連接讀卡器接口單元、打印機接口單元；讀卡器接口單元，與讀卡器連接，用于向讀卡器發送讀卡指令，并將讀卡器回傳的身份證信息通過可編程邏輯單元發送到數字信號處理單元；與打印機連接的打印機接口單元，用于將核心處理單元CPU解碼后的身份證信息輸出到打印機上。本實用新型在沒有計算機的情況下，實現身份證信息的讀取和打印，代替了讀卡器的軟件驅動程序，提高了讀卡器的安全性和準確性。
文檔編號G06K17/00GK201130385SQ20072018731
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者萬雪松, 于曉軍, 峰 易, 趙辰清 申請人:北京思創銀聯科技有限公司