射頻識別系統、讀卡器及射頻芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線通訊安全防衛領域，具體而言，涉及一種射頻識別系統、讀卡器及射頻芯片。
【背景技術】
[0002]射頻識別(Rad1 Frequency Identif icat1n，簡稱為RFID)，又稱為無線射頻識另IJ，為一種通信技術，其可以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光學接觸。在日常使用過程中，現有RFID的頻段比較多，而高頻13.56M屬于RFID中應用最為廣泛的頻段，對非接觸卡的識別距離在1cm以內，其可以廣泛應用于門禁系統，銷售點(point-of-sale，簡稱為P0S)機，公交系統等多個技術領域。
[0003]RFID系統中的最小系統通常是由中央處理器(CPU)，射頻芯片以及天線組成，而常見的13.56M頻段是由微控制單元(MCU)，射頻芯片和板載印制電路板(PCB)走線形成的天線組成，MCU與射頻芯片可以通過I2C，SPI或UART等總線進行通信。
[0004]目前13.56M的RFID系統工作方式主要在于:MCU通過總線配置射頻芯片的讀卡寄存器，從而使得射頻芯片通過天線對外輻射電磁場去偵測是否有卡片靠近。由于刷卡操作是未知的，MCU就必須循環往復的配置射頻芯片產生讀卡操作，偵測天線區域內是否有卡片出現，再通過輪詢(其為一種CPU決策如何提供周邊設備服務的方式，又稱“程控輸出入” (Programmed 1/0);輪詢法的技術思想在于:由CPU定時發出詢問，依序詢問每一個周邊設備是否需要其服務，有即給予服務，服務結束后再詢問下一個周邊設備，然后再不斷地周而復始地詢問)或中斷(當出現需要時，CPU暫時停止當前程序的執行轉而執行處理新情況的程序和執行過程。即在程序運行過程中，系統出現了一個必須由CPU立即處理的情況，此時，CPU暫時中止程序的執行轉而處理這個新情況的過程即為中斷)方式去讀取射頻芯片獲取的卡號信息。然而，上述系統工作方式的缺點在于:MCU需要不斷去配置射頻芯片的讀卡寄存器，同時，射頻芯片為響應MCU發出的請求，需要通過天線不斷地對外輻射電磁場進行讀卡操作，即在沒有刷卡操作出現的情況下，MCU和射頻芯片也必須處于全負荷工作模式，整機功耗一直處于尋卡與讀卡的往復操作，由此對于手持設備，電池供電設備以及長距離傳輸均帶來不利影響。
[0005]圖1是根據相關技術提供的RFID系統工作原理的示意圖。如圖1所示，MCU需要通過總線不斷地訪問射頻芯片的相應寄存器，循環執行卡片偵測命令下發操作與卡號信息讀取操作。其次，射頻芯片根據寄存器指令，其內部發射模塊發出載波驅動天線對外輻射電磁場，而接收模塊反復檢測接收端所發出的信號。當有卡片進入有效磁場區域內時，將擾動該磁場區域內的電磁場，天線在接收到反饋的電磁場變化后，將其轉化成相應幅度的電壓信號。然后，再由射頻芯片接收端對接收到的電壓信號進行采樣檢波譯碼等操作，從而得出卡號信息存儲于相應寄存器中，MCU再通過總線讀取卡號信息。需要說明的是，普通的13.56M頻段RFID系統一旦啟動，期間的功耗基本都處于或接近系統設計的最大值。由此可見，相關技術中所提供的射頻識別系統功耗過高，易造成資源的浪費。
[0006]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型實施例提供了一種射頻識別系統、讀卡器及射頻芯片，以至少解決相關技術中所提供的射頻識別系統功耗過高，易造成資源的浪費的技術問題。
[0008]根據本實用新型實施例的一個方面，提供了一種射頻識別系統，包括:微控制單元，射頻芯片以及天線；射頻芯片包括:感應卡偵測器件，與天線相連接，用于確定在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡；第一控制器件，與感應卡偵測器件相連接，用于在感應卡偵測器件的觸發下向微控制單元發出用于控制微控制單元進入讀卡狀態的中斷信號。
[0009]進一步地，感應卡偵測器件包括:脈沖檢測元件，用于每隔預設時長向天線發送檢測脈沖；幅度檢測元件，用于接收來自于所述天線的電信號，并在所述電信號的變化幅度超過預設閾值的情況下，觸發第一控制器件向微控制單元發送中斷信號。
[0010]進一步地，微控制單元包括:中斷處理器件，與第一控制器件相連接，用于根據接收到的中斷信號喚醒第二控制器件獲取感應卡的標識信息；第二控制器件，與中斷處理器件相連接，用于經由總線向射頻芯片發送用于控制射頻芯片執行讀卡操作讀卡控制指令。
[0011]進一步地，第一控制器件，還用于根據讀卡控制指令讀取并存儲標識信息。
[0012]進一步地，第二控制器件，還用于經由總線讀取已經存儲的標識信息。
[0013]進一步地，第二控制器件，還用于在讀取標識信息后，對存儲標識信息的區域執行清空操作。
[0014]進一步地，第二控制器件，還用于對感應卡執行鑒權操作。
[0015]根據本實用新型實施例的另一方面，還提供了一種讀卡器，包括:上述射頻識別系統。
[0016]根據本實用新型實施例的又一方面，還提供了一種射頻芯片，包括:感應卡偵測器件，與天線相連接，用于確定在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡；第一控制器件，與感應卡偵測器件相連接，用于在感應卡偵測器件的觸發下向微控制單元發出用于控制微控制單元進入讀卡狀態的中斷信號。
[0017]進一步地，感應卡偵測器件包括:脈沖檢測元件，用于每隔預設時長向天線發送檢測脈沖；幅度檢測元件，用于觸發第一控制器件向微控制單元發送中斷信號。
[0018]在本實用新型實施例中，采用射頻芯片中的感應卡偵測器件確定在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡；以及射頻芯片中的第一控制器件在感應卡偵測器件的觸發下向微控制單元發出中斷信號，觸發微控制單元進入讀卡狀態的方式，通過只有在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡的情況下才觸發微控制單元進入讀卡狀態，以避免微控制單元總是通過總線不斷地訪問射頻芯片的相應寄存器，循環執行讀取卡片信息操作，達到了整個RFID系統在絕大部分時間內處于低功耗運行狀態的目的，從而實現了降低RFID系統的功耗的技術效果，進而解決了相關技術中所提供的射頻識別系統功耗過高，易造成資源的浪費的技術問題。
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是根據相關技術提供的RFID系統工作原理的示意圖；
[0021]圖2是根據本實用新型實施例的射頻識別系統的結構示意圖；
[0022]圖3是根據本實用新型優選實施例的低功耗13.56M頻段RFID系統工作原理的示意圖。
[0023]以上附圖中的標記如下所示:1、微控制單元；2、射頻芯片；3、天線；10、中斷處理器件；12、第二控制器件；20、感應卡偵測器件；22、第一控制器件；200、脈沖檢測元件；202、
幅度檢測元件。
【具體實施方式】
[0024]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，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，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0025]需要說明的是，本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本實用新型的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0026]圖2是根據本實用新型實施例的射頻識別系統的結構示意圖，如圖2所示，該射頻識別系統可以包括:微控制單元1，射頻芯片2以及天線3 ;射頻芯片2可以包括:感應卡偵測器件20，與天線3相連接，用于確定在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡；第一控制器件22，與感應卡偵測器件20相連接，用于在感應卡偵測器件的觸發下向微控制單元發出中斷信號，觸發微控制單元進入讀卡狀態。
[0027]通過上述結構，可以實現只有在天線發射的電磁波輻射范圍內偵測到感應卡的情況下才觸發微控制單元進入讀卡狀態，以避免微控制單元總是通過總線不斷地訪問射頻芯片的相應寄存器，循環執行讀取卡片信息操作，而在未偵測到感應卡存在的情況下，MCU僅處于休眠模式或者通過配置能夠進入低功耗模式，達到了整個RFID系統在絕大部分時間內處于低功耗運行狀態的目的，從而實現了降低RFID系統的功耗的技術效果，進而解決了相關技術中所提供的射頻識別系統功耗過高，易造成資源的浪費的技術問題。
[0028]需要說明的是，本實用新型實施例中的低功耗RFID系統需要滿足的是:其所選用的MCU必須支持休眠模式或者通過具體設置能夠進入低功耗模式，而且射頻芯片需要具備低功耗外部卡片偵測功能。低功耗外部卡片偵測(Low Power external Card Detect,簡稱為LPCD)，即RFID系統可以采用超低的待機功耗來完