一種nfc天線模塊、讀卡器以及智能卡的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于數據通訊【技術領域】，提供了一種NFC天線模塊、讀卡器以及智能卡，所述NFC天線模塊包括至少兩個NFC天線線圈。通過本實用新型，可以解決現有讀卡器上NFC天線的靈敏度不高，容易在讀卡時出現信號不穩定，甚至有時會出現信號盲區的問題。
【專利說明】—種NFC天線模塊、讀卡器以及智能卡
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于數據通訊【技術領域】，尤其涉及一種NFC天線模塊、讀卡器以及智倉泛一|e。
【背景技術】
[0002]近距離無線通訊(Near Field Communication, NFC)天線是讀卡器的重要組成部分，現有技術將NFC天線安裝在讀卡器的電路板上或將NFC天線與讀卡器的電路板集成在一起，只能應用于標準智能卡。當某些異形智能卡(非標準智能卡)以及面積比較小的智能卡在使用所述讀卡器時，由于讀卡器上NFC天線的靈敏度不高，導致在刷卡或讀卡時出現信號不穩定，甚至有時會出現信號盲區的問題。
實用新型內容
[0003]本實用新型實施例提供一種NFC天線模塊，以解決現有讀卡器上NFC天線的靈敏度不高，導致非標準智能卡在刷卡或讀卡時出現信號不穩定，甚至信號盲區的問題。
[0004]本實用新型實施例是這樣實現的，一種NFC天線模塊，所述近距離無線通訊NFC天線模塊包括至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈。
[0005]進一步的，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中面積小的NFC天線線圈內置于面積大的NFC天線線圈中，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
[0006]進一步的，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈并列設置，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
[0007]進一步的，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈呈一角度設置，所述角度可調整，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于不同平面。
[0008]進一步的，將所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中的其中一個或者多個NFC天線線圈固定設置，剩余NFC天線線圈以插槽方式設置；所述剩余NFC天線線圈為所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中除所述固定設置外的NFC天線線圈。
[0009]進一步的,所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中任一個面積小的NFC天線線圈與任一個面積大的NFC天線線圈的面積比為1:2?1:16。
[0010]本實用新型實施例的目的還在于提供一種讀卡器，所述讀卡器包括多通道控制器，以及與所述多通道控制器連接的上述NFC天線模塊。
[0011]本實用新型實施例的目的還在于提供一種智能卡，所述智能卡包括多通道控制器，以及與所述多通道控制器連接的上述NFC天線模塊。
[0012]本實用新型實施例通過在NFC無線模塊中設置多個NFC天線線圈，特別是當設置面積大小不同的NFC天線線圈時，小面積的NFC天線線圈可以適用小型智能卡、異形智能卡等，大面積的NFC天線線圈則可以適用普通智能卡或者標準智能卡，從而使得讀卡器可以兼容不同種類的智能卡，提高讀卡器中NFC天線的適應性，節省讀卡器的成本。而且由于多NFC天線線圈之間的角度可以調整，使得所述讀卡器在使用時比普通的讀卡器更方便、靈活。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型第一實施例提供的NFC天線模塊的組成結構圖；
[0014]圖2是本實用新型第一實施例提供的NFC天線模塊的示意圖；
[0015]圖3是本實用新型第一實施例提供的NFC天線模塊的另一示意圖；
[0016]圖4是本實用新型第二實施例提供的讀卡器或智能卡的組成結構圖；
[0017]圖5是本實用新型第二實施例提供的RFID門禁的組成結構圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]實施例一:
[0020]圖1示出了本實用新型第一實施例提供的NFC天線模塊的組成結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0021]如圖1所示，該NFC天線模塊I包括有至少兩個NFC天線線圈11。
[0022]優選的是,所述NFC天線模塊I包括至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈11 ；
[0023]優選的是,所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中面積小的NFC天線線圈內置于面積大的NFC天線線圈中，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。圖2給出了其中一種示例，所述NFC天線模塊包含兩個面積大小不同的NFC天線線圈，其中面積小的NFC天線線圈內置于面積大的NFC天線線圈中，且所述兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
[0024]進一步的是，所述面積大的NFC天線線圈中還設置有中心標簽，所述中心標簽位于所述面積大的NFC天線線圈和所述面積小的NFC天線線圈的中心位置(如圖2所示)。
[0025]優選的是，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈還可以并列設置，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
[0026]優選的是,所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈呈一角度設置，所述角度可調整，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于不同平面。
[0027]進一步的，將所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中的其中一個或者多個NFC天線線圈固定設置，剩余NFC天線線圈以插槽方式設置；所述剩余NFC天線線圈為所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中除所述固定設置外的NFC天線線圈。其中的一種示例方式如圖3所示，在圖3中，I為固定柱，2、3分別為NFC天線線圈支撐面，NFC天線線圈可以固定在所述2、3上面，2、3可以以I為中心旋轉以調整兩個NFC天線線圈之間的角度。
[0028]為了降低成本，提高靈敏度，以及實際應用中智能卡與讀卡器內NFC天線線圈的重合關系，優選的是，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中任一個面積小的NFC天線線圈與任一個面積大的NFC天線線圈的面積比為1:2?1:16。[0029]需要說明的是，兩NFC天線線圈(簡稱為線圈I和線圈2)的互感系數計算公式為: N N、
M= μ~，其中 M 為互感系數，μ=μ0Χμ2, μ。為 4πΧ IO^7H (亨)/m (米)，μ 2 為空
氣中的相對磁導率，I為NFC天線線圈的有效長度,N1和N2分別為線圈I和線圈2的匝數。當線圈I的電流發生變化時，其所激發的變化磁場，會在其相鄰的線圈(即線圈2)中產生感應電動勢；同樣，線圈2的電流發生變化時，其所激發的變化磁場，也會在線圈I中產生感應電動勢。這種現象稱為互感現象,所產生的感應電動勢稱為互感電動勢。本實施例通過多次實驗發現，當兩NFC天線線圈的面積比在1:2~1:16時，其互感電動勢較弱，可以最大程度的消除兩NFC 天線線圈之間的干擾，從而提高NFC天線模塊的靈敏度。
[0030]優選的是，本實施例所述至少兩個NFC天線線圈的面積大小還可以相同；
[0031]所述面積大小相同的至少兩個NFC天線線圈可以并列設置或者呈一角度設置，所述角度可調整；
[0032]當所述面積大小相同的至少兩個NFC天線線圈并列設置時，所述面積大小相同的至少兩個NFC天線線圈處于同一平面；
[0033]當所述面積大小相同的至少兩個NFC天線線圈呈一角度設置時，所述面積大小相同的至少兩個NFC天線線圈處于不同平面。
[0034]本實施例所述NFC天線線圈的形狀可以為長方形、圓形、矩形、正方形、半圓形或者其他不規則形狀等。
[0035]實施例二:
[0036]圖4示出了本實用新型第二實施例提供的讀卡器或智能卡的組成結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0037]如圖4所示，該讀卡器或智能卡4包括多通道控制器41，以及與所述多通道控制器41連接的如實施例一所述的NFC天線模塊42 ；
[0038]所述多通道控制器41用于對所述NFC天線模塊42中的至少兩個NFC天線線圈421以輪詢的方式讀取數據。即當所述多通道控制器41對某一個NFC天線線圈421讀取數據無反應時，讀取另外一個NFC天線線圈421的數據，直到獲取重合度最高，即讀取數據最容易的NFC天線線圈421。
[0039]下面給出采用上述實施例的具體應用場景。
[0040]場景一:在射頻識別(RadioFrequencyIDentification, RFID)門禁的讀卡器中安裝如圖2所示的NFC天線模塊，則針對該RFID門禁的智能卡可以做成異形智能卡或者小型智能卡，降低生產成本。而且由于所述異形智能卡或者小型智能卡更適用面積小的NFC天線線圈，從而使得刷卡變得更靈活、方便，且刷卡效率更高。
[0041]場景二:在現有技術中，門禁中的讀卡器一般安裝在門的兩側，用于采集出入數據。因為每一個讀卡器包括控制器以及與所述控制器連接的NFC天線模塊，若采用雙門禁，即出入都須要身份識別，那么每一個門上至少需要兩個讀卡器，一個安裝在門外側，一個安裝在門內側，即需要兩個控制器以及兩個NFC天線模塊，因為控制器的成本較高，特別是當門禁較多的時候，控制器的增加將直接導致門禁生產成本的增加。
[0042]而本實施例RFID門禁包括主機I和RFID讀卡器2，RFID讀卡器包括至少一個NFC天線模塊21，以及與所述NFC天線模塊連接的多通道控制器22，多通道控制器對NFC天線模塊內所述至少兩個NFC天線線圈211以輪詢的方式讀取數據，主機通過所述多通道控制器實現與RFID讀卡器的交互通信(如圖5所示)，本實施例所述門禁只需要一個讀卡器，一個多通道控制器。
[0043]其中，所述主機可以為電腦系統等。所述多通道控制器可以為雙通道控制器，門內門外共用一個NFC天線模塊，即門內、門外各裝一個NFC天線線圈(如實施例一中所述的將所述NFC天線模塊中的至少兩個NFC天線線圈呈一角度設置，即一個在門內一個在門外)。本實施例通過一個控制器即可以解決出入都須要身份識別的問題，減少了控制器的數量，從而節省門禁的生產成本以及減少門禁的體積。
[0044]另外，所述多通道控制器還可以為四通道控制器，門外側，門內側各裝至少兩個NFC天線模塊,每個NFC天線模塊中包括至少兩個NFC天線線圈。其中，同側NFC天線線圈的位置關系可以是垂直，也可以是呈一定角度(具體可以采用圖3所示NFC天線線圈設置的方式)以避免出現信號盲區。
[0045]從該應用場景可以看出，通過本實施例所述的NFC天線模塊，可以優化門禁中的控制器，即每一個門禁可以節省一個控制器，從而節省門禁的生產成本，并減少門禁的體積。而且由于多NFC天線線圈之間的角度可以調整，使得刷卡變得更靈活、方便，且刷卡效
率更高。
[0046]綜上所述，本實用新型實施例通過在NFC無線模塊中設置多個NFC天線線圈，特別是當設置面積大小不同的NFC天線線圈時，小面積的NFC天線線圈可以適用小型智能卡、異形智能卡等，大面積的NFC天線線圈則可以適用普通智能卡或者標準智能卡，從而使得讀卡器可以兼容不同種類的智能卡，提高讀卡器中NFC天線的適應性，節省讀卡器的成本。而且由于多NFC天線線圈之間的角度可以調整，使得所述讀卡器在使用時比普通的讀卡器在讀卡時更方便、靈活，具有較強的易用性和實用性。
[0047]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種NFC天線模塊，其特征在于，所述近距離無線通訊NFC天線模塊包括至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈。
2.如權利要求1所述的NFC天線模塊，其特征在于，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中面積小的NFC天線線圈內置于面積大的NFC天線線圈中，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
3.如權利要求1所述的NFC天線模塊，其特征在于，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈并列設置，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于同一平面。
4.如權利要求1所述的NFC天線模塊，其特征在于，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈呈一角度設置，所述角度可調整，且所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈處于不同平面。
5.如權利要求4所述的NFC天線模塊，其特征在于，將所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中的其中一個或者多個NFC天線線圈固定設置，剩余NFC天線線圈以插槽方式設置；所述剩余NFC天線線圈為所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中除所述固定設置外的NFC天線線圈。
6.如權利要求1至5任一項所述的NFC天線模塊，其特征在于，所述至少兩個面積大小不同的NFC天線線圈中任一個面積小的NFC天線線圈與任一個面積大的NFC天線線圈的面積比為1:2?1:16。
7.一種讀卡器，其特征在于，所述讀卡器包括多通道控制器，以及與所述多通道控制器連接的如權利要求1至6任一項所述的NFC天線模塊。
8.一種智能卡，其特征在于，所述智能卡包括多通道控制器，以及與所述多通道控制器連接的如權利要求1至6任一項所述的NFC天線模塊。
【文檔編號】G06K19/07GK203521625SQ201320443979
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】程振, 鐘衍徽, 王濤 申請人:深圳市江波龍電子有限公司