讀卡器機芯以及讀卡器的制作方法

本發明涉及電信技術領域，尤其是涉及一種讀卡器機芯以及讀卡器。

背景技術：

射頻識別，RFID(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。射頻識別技術主要應用于門禁考勤、停車場管理、公路收費系統、會議簽到、生產自動化、資產管理等領域中，其應用十分廣泛。以門禁讀卡器為例，很多場合都用到了門禁系統，例如公司職員進公司時需要在讀卡器上刷卡才能開啟門進入公司，且門禁讀卡器上會顯示該職員的相關信息，例如，打卡人姓名、打卡日期、打卡時間等信息。

由于讀卡器的應用范圍廣泛，且應用場合也大不相同。一般地，電子元器件對環境溫度有一定的要求，RFID設備的工作環境溫度范圍為－25℃～65℃。然而，對于工作環境溫度較低的場合，無法保證該設備的正常工作。

技術實現要素：

本發明的第一目的在于提供一種讀卡器機芯，以緩解了現有技術中存在的讀卡器機芯在冬季室外條件或者極寒冷地區的室外環境下無法正常工作的技術問題。

本發明提供的讀卡器機芯包括：電路板、設置在所述電路板上的主控制器、用于為所述電路板加熱的加熱線以及感應所述電路板溫度的感應元件，所述感應元件與所述主控制器電連接。

所述電路板包括相扣接的主板和天線板，所述主板和所述天線板電連接，所述加熱線固接于所述主板上。

進一步的，所述加熱線為碳纖維電熱線，所述加熱線固接于所述主板上，且所述加熱線位于所述主板和所述天線板之間；所述感應元件為溫度傳感器，所述溫度傳感器感應所述電路板的溫度，當溫度低于閾值后，所述溫度傳感器發出加熱信號，所述主控制器接收所述加熱信號，并控制所述加熱線加熱；當溫度超出閾值后，所述溫度傳感器發出停止加熱信號，所述主控制器接收所述停止加熱信號，并控制所述加熱線停止加熱。

進一步的，所述天線板上設置有NFC控制器(Near Field Communication，簡稱NFC)，所述NFC控制器與所述主控制器電連接，所述NFC控制器包括處理芯片以及能夠感應卡片信息的天線。

進一步的，所述天線包括NFC天線，所述NFC天線設置在所述天線板的內部。

進一步的，所述天線板包括相對設置的內端面和外端面，所述天線板的內端面靠近所述主板，所述天線板的外端面遠離所述主板。

所述天線還包括RFID感應線圈，所述RFID感應線圈設置在所述天線板的外端面上。

進一步的，所述天線板的外端面設有多個按鍵區，各所述按鍵區與所述主控制器電連接。

進一步的，所述主板包括相對設置的內端面和外端面，所述主板的內端面靠近所述天線板，所述主板的外端面遠離所述天線板；所述主板的外端面上設置有防拆開關，所述防拆開關與所述主控制器電連接。

進一步的，所述主板的外端面上還設置有蜂鳴器，所述蜂鳴器與所述主控制器電連接。

本發明提供的讀卡器機芯設有用于為電路板加熱的加熱線，當該讀卡器機芯應用于低溫工作環境下，感應元件能夠感應電路板的溫度向主控制器發出加熱信號或停止加熱信號，主控制器接收該加熱信號或停止加熱信號，進而控制加熱線的工作狀態。由于加熱線本身的屬性，比較柔軟，便于任意布置，使用者可根據電路板的面積選擇合適長度的加熱線，因而采用加熱線能夠使整個電路板的受熱更加均勻，并且加熱線只需固接在電路板上即可，安裝比較方便。

本發明的第二目的在于提供一種讀卡器，以緩解了現有技術中存在的讀卡器在冬季室外條件或者極寒冷地區的室外環境下無法正常工作的技術問題。

本發明提供的讀卡器，包含上述的讀卡器機芯；所述機芯與所述殼體之間還設有硅膠墊片，所述硅膠墊片上設有用于容納所述RFID感應線圈的天線槽；所述硅膠墊片上還設有與所述按鍵區相同數量的按鍵孔；所述殼體上設有與所述按鍵區相配合且用于輸入的按鍵。

進一步的，還包括能夠實現無線控制的藍牙天線以及與所述藍牙天線電連接的BLE控制器(Bluetooth Low Energy，簡稱BLE)，所述BLE控制器與所述主控制器電連接，所述藍牙天線設置在所述主板的內端面上。

本發明提供的讀卡器能夠產生上述讀卡器機芯的有益效果，達到讀卡器在冬季室外條件或者極寒冷地區的室外環境下仍能正常工作的目的，在此不再贅述。

除此之外，由于機芯與殼體之間還設有硅膠墊片，硅膠墊片上設有用于容納所述RFID感應線圈的天線槽，從而使讀卡器的整體布局比較緊湊，設計更加合理。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提供的讀卡器機芯的結構示意圖；

圖2為圖1中所示的主板的內端面的結構示意圖；

圖3為圖1中所示的主板的外端面的結構示意圖；

圖4為圖1中所示的天線板的外端面的結構示意圖；

圖5為圖1中所示的天線板的內端面的結構示意圖。

圖標：1－加熱線；2－主板；3－天線板；4－NFC天線；5－RFID感應線圈；6－按鍵區；7－防拆開關；8－蜂鳴器；9－調試接口；10－接線端子；11－藍牙天線；31－導磁布；32－凹槽。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例一

本實施例一是一種讀卡器機芯，參照圖1和圖2所示，包括：電路板、設置在電路板上的主控制器、用于為電路板加熱的加熱線1以及感應電路板溫度的感應元件，感應元件與主控制器電連接；電路板包括相扣接的主板2和天線板3，主板2和天線板3電連接，加熱線1固接于主板2上。

本實施例一提供的讀卡器機芯設有用于為電路板加熱的加熱線1，當該讀卡器機芯應用于低溫工作環境下，感應元件能夠感應電路板的溫度，發出加熱信號或停止加熱信號，主控制器接收該加熱信號或停止加熱信號，進而控制加熱線1的工作狀態。

由于加熱線1本身的屬性，比較柔軟，便于任意布置，使用者可根據電路板的面積選擇合適長度的加熱線1，因而采用加熱線1能夠使整個電路板的受熱更加均勻，并且加熱線1只需固接在電路板上即可，安裝比較方便。

其中，本實施例中所采用的加熱線1優選為碳纖維電熱線，加熱線1固接于主板2上，且加熱線1位于主板2和天線板3之間。

碳纖維電熱線是一種節能型電熱線，具有很高的機械強度和極長的使用壽命。其次，之所以采用碳纖維電熱線是因為其具有以下特點：抗氧化性能好、不易老化、經久耐用；重量輕、柔軟，可彎成各種形狀；電阻值穩定、發熱均勻，發熱溫度、發熱能量可隨電熱線長度、電壓進行調節控制；升溫迅速，電熱轉換效率達98％以上，省電節能等。其中，加熱線1位于主板2和天線板3之間的設置一方面可以使電路板的加熱速度增快，另一方面也使電路板溫度上升的快，不僅提高了加熱效率，且有效節約了成本。

具體地，加熱線1給電路板加熱的工作原理為：感應元件為溫度傳感器，溫度傳感器感應電路板的溫度，當溫度低于閾值后，溫度傳感器發出加熱信號，主控制器接收加熱信號，并控制加熱線1加熱；當溫度超出閾值后，溫度傳感器發出停止加熱信號，主控制器接收停止加熱信號，并控制所述加熱線1停止加熱。

本實施例中，天線板3上設置有NFC控制器，NFC控制器與主控制器電連接，NFC控制器包括處理芯片以及能夠感應卡片信息的天線。

本實施例中的主控制器選用單片機，單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。因此，單片機不但能接受NFC控制器的數據信息，還能通過A/D轉換器夠自行處理模擬信號和數字信號的轉換，并通過I/O口直接輸出，使控制實現單元做出如開門的動作。

上述提到的天線包括NFC天線4，NFC天線4設置在天線板3的內部。其中，NFC是一種近距離無線通訊技術，NFC能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。NFC控制器結合NFC天線4，可以在13.56MHz頻率下運行于20厘米距離內，能夠很好的感應讀取相應卡片的數據信息。

一般的讀卡器只設有NFC天線4即可完成相應卡片信息的讀取。除此之外，本實施例的讀卡器機芯中的天線還包括RFID感應線圈5。具體地，天線板3包括相對設置的內端面和外端面，天線板3的內端面靠近主板2，天線板3的外端面遠離主板2；RFID感應線圈5設置在天線板3的外端面上。

其中，RFID感應線圈5的工作頻率為125KHZ。RFID又稱無線射頻識別，也是一種無線通訊技術，RFID兼容性更高，因此在本讀卡器機芯中同時應用NFC天線4和RFID感應線圈5，是為了能夠識別不同類型的卡片，使讀卡器能夠兼容基本所有的卡片，實用性更高。

參照圖3所示，本實施例中，主板2包括相對設置的內端面和外端面，主板2的內端面靠近天線板3，主板2的外端面遠離天線板3；主板2的外端面上還設置有防拆開關7和蜂鳴器8，防拆開關7和蜂鳴器8均與主控制器電連接。其中，防拆開關7的設置是為了防止他人私自拆開讀卡器機芯。

具體地，當防拆開關7被觸發后，主控制器會接收到信號，并經過處理后，做出相應的警示動作，比如使讀卡器內的蜂鳴器8發出示警聲音等，避免了讀卡器的額外損失；或者，在防拆開關7被觸發時，也可以采用警示燈起到提醒的作用。

本讀卡器機芯還設有用于調試、開發和下載的調試接口9，調試接口9與主控制器電連接。

具體地，調試接口9與主控制器(單片機)的I/O口相連，通過調試接口9，人們可以對讀卡器內的信息進行更新或者維護，盡可能地滿足客戶多樣的需求。

其中，在本讀卡器機芯主板2的外端面上還設有兩排接線端子10。

參照圖4所示，本實施例中，天線板3的外端面設有多個按鍵區6，各按鍵區6與主控制器電連接。這里所說的按鍵區6，實際上一個按鍵區6相當于一個開關，其采用通斷原理設計，該按鍵區6與按鍵(硅膠按鍵)配合使用完成密碼等信息的輸入。

參照圖5所示，本實施例中，天線板3的內端面上還設有一層導磁布31，以減少信號干擾，進一步的提高讀卡信號。

相應地，天線板3的內端面上還可設有用于容納加熱線1的凹槽32，具體可根據節省空間、布局等需要進行設置。

本實施例中，主板2和天線板3通過連接器電連接。

實施例二

本實施例二是一種讀卡器，該讀卡器包括殼體和實施例一中的讀卡器機芯；讀卡器機芯與殼體之間還設有硅膠墊片，硅膠墊片上設有用于容納RFID感應線圈5的天線槽；硅膠墊片上還設有與按鍵區6相同數量的按鍵孔；殼體上設有與按鍵區6相配合使用且用于輸入信息的按鍵(可為硅膠按鍵)。

其中，殼體可選用白色透明殼體，以保證該讀卡器設置有提示燈時，提示燈發出的光能夠被透射出來，提高視覺效果。

本實施例中，由于機芯與殼體之間還設有硅膠墊片，硅膠墊片上設有用于容納RFID感應線圈5的天線槽，從而使讀卡器的整體布局比較緊湊，設計更加合理。

讀卡器上安裝按鍵的目的是為了用戶在忘記帶卡片或卡片沒有反應的情況，可以通過輸入密碼的形式來完成刷卡的功能。比如門禁讀卡器，其卡片的數據信息就是密碼；當然，除此之外卡片還可能有個人信息等，針對不同情況的門禁讀卡器，對卡片內的數據信息要求也不相同。

參照圖1所示，本實施例的讀卡器中還包括能夠實現無線控制的藍牙天線11以及與藍牙天線11電連接的BLE控制器，BLE控制器與主控制器電連接，藍牙天線11設置在主板2的內端面上。

BLE是一種低成本、短距離、可互操作的無線技術，工作在2.4GHz射頻段。

以門禁讀卡器為例，門禁讀卡器包括一個主控制器和一個NFC控制器，NFC控制器中的NFC天線4用于感應靠近的卡片，處理芯片用于讀出卡片的ID號等其他數據，NFC控制器初步處理的卡片信息傳輸給主控制器，主控制器將卡片信息與內部存儲的信息作比較，認證通過后，來完成指定的動作，如開門。

實施例三

本實施例三也是一種讀卡器，該讀卡器包括主讀卡器和副讀卡器，其中主讀卡器為實施例二中的讀卡器。

具體地，實施例三中的讀卡器包括主讀卡器、副讀卡器、主控制器以及NFC控制器；主控制器設置在主讀卡器上，主控制器與后臺管理單元和控制實現單元電連接；NFC控制器包括處理芯片和感應卡片的天線，NFC控制器有兩個，且分別與主控制器電連接；主讀卡器和副讀卡器上分別設有一個NFC控制器，主讀卡器與副讀卡器通過導線連接。

工作原理：由于主讀卡器和副讀卡器都設有一個NFC控制器，NFC控制器中的天線(指的是實施例一中的NFC天線4)用于感應靠近的卡片，處理芯片用于讀出卡片的ID號等其他數據，由于副讀卡器與主讀卡器通過導線電連接，所以兩個NFC控制器初步處理的卡片信息都可以傳輸給主控制器，主控制器將卡片信息與內部存儲的信息作比較，認證通過后，會控制控制實現單元來完成指定的動作，如開門；同時主控器會將卡片信息等傳給后臺管理單元。通過只采用一個主控制器來控制兩個讀卡器，在用于門禁等系統時，只需主讀卡器與后臺管理單元通過主線相連以及與電源相連，即可同時控制門內外的兩個主、副讀卡器，使得在安裝時更加簡單方便，也節省了導線等的鋪設費用；同時，還節省了一個主控制器的費用，在對于龐大的門禁系統中，采用該讀卡器可以節省大量的費用，也滿足人們的需要。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。