基于ＦＰＧＡ的便携式读卡器制造技术

基于ＦＰＧＡ的便携式读卡器，包括读卡器壳体，在所述读卡器壳体内设有以ＥＰ２Ｃ５Ｔ１４４Ｃ８Ｎ作为主控芯片的处理器模块，在所述处理器模块上连接有无线收发模块、按键输入模块、显示模块、充电管理电路模块、报警指示模块、时钟模块和铁电存储模块；所述无线收发模块、时钟模块和铁电存储模块分别与处理器模块实现双向通信，所述按键输入模块和充电管理电路模块均连接在处理器模块的输入端，所述显示模块和报警指示模块分别连接在处理器模块的输出端。本实用新型专利技术的读卡器体积小，携带方便，而且功能强大，显示结果丰富。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种RFID无线数据传输读卡器，具体为一种基于FPGA的便携式 读卡器，属于通信

技术介绍
RFID (Radio Frequency Identification，射频识别)技术被广泛运用在物流、交 通、运输、防伪、身份识别等各个领域，其特点是能在较长的距离内进行无线数据交换，目前 的读卡器也是基于RFID技术衍生出的对运动物体或人员进行识别的仪器。目前的读卡器通常是由CPU、RAM存储器、显示电路、时钟电路、射频收发电路等几 部分构成，射频收发电路将接收到的射频IC卡信号传送至CPU，CPU经分析后通过显示电 路输出计算结果，同时通过RAM存储器将结果存储。如专利号为02235648. 7的中国专利 公开的“一种基于射频识别技术的停车场计时收费系统”即采用了这种读卡器结构。但是， 这种读卡器却存在一些缺陷1、体积较大、功能相对单一，只能实现人员标识卡(即射频IC 卡)的完好性检验，但不能实现卡号与对应的检卡时间的储存，也不能进行人员其他相关信 息的显示；2、携带不方便，由于目前的读卡器普遍采用的是交流供电，因此安装使用时位置 相对固定，无法随身携带，在长时间断电的情况下则不能正常工作，虽然也配备有备用的直 流电源，但是其持续时间很短，无法支持长时间的工作；3、显示内容很单一，由于目前市场 上的读卡器显示装置普遍采用的是数码管显示，这种显示装置的内容只能是单一的数字符 号，而且界面不够人性化，其操作也比较复杂。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术的主要目的在于解决目前使用的读卡器 体积较大，不方便携带，以及功能较单一的问题，并提供一种功能齐全、体积小、携带方便的 读卡器。本技术的技术方案基于FPGA (Field 一 Programmable Gate Array，现场可 编程门阵列)的便携式读卡器，包括读卡器壳体，其特征在于，在所述读卡器壳体内设有以 EP2C5T144C8N作为主控芯片的处理器模块，在所述处理器模块上连接有无线收发模块、按 键输入模块、显示模块、充电管理电路模块、报警指示模块、时钟模块和铁电存储模块；所述 无线收发模块、时钟模块和铁电存储模块分别与处理器模块实现双向通信，所述按键输入 模块和充电管理电路模块均连接在处理器模块的输入端，所述显示模块和报警指示模块分 别连接在处理器模块的输出端。本技术读卡器采用高度集成的0. 18um级的FPGA芯片EP2C5T144C8N作为处 理器模块的主控芯片，该芯片具有丰富的片上资源和外部接口，使得电路更加简洁，功能更 加强大；同时还采用了 2. 4GHz无线收发频率来实现远距离无线数据的接收，以及容量高达 4M的SDRAM卡与读卡器配套使用，它能将被检测人员标识卡和时间统一存储起来，便于后 面的查询。本技术读卡器中的铁电存储模块采用3 字节的铁电存储器，它可以在保证 数据不丢失的情况下，实现快速的数据转存；在充电管理电路模块上安装容量高达3. OAh 的可充电电池，从而使得该读卡器能够在满负荷状态下连续不间断运行10小时以上，实现 了真正意义上的便携式。进一步，所述显示模块采用了 TFT全彩液晶显示屏，极大了提高了读卡器的可操 作性；在处理器模块的输入端还连接有RS232接口模块，该RS232接口和读卡器的充电接口 合并在一个串口座上，即插即用，使用时方便快捷。相对于现有技术，本技术具有以下优点1、本技术采用了由FPGA(Field — Programmable Gate Array，现场可编程门 阵列)技术制作的具有高度集成的EP2C5T144C8N作为主控芯片，加上大容量FLASH存储器 和铁电存储器，解决了现有读卡器体积大、功能少，以及不能实现卡号、检卡时间的储存以 及相关数据的输出问题，极大的简化了电路结构，使得读卡器的体积变得更小，而功能却变 得更强大，还能够实现检卡信息的就地查询、时钟的设置、数据的输出等多种功能。2、携带方便本技术采用了大容量锰酸锂电池作为直流电源，不再依赖于交 流供电，并对整个电路采用低功耗设计，实现真正意义上的便携式，解决了现有读卡器安装 和使用时位置必须固定的问题。3、显示内容丰富采用了高保真的TFT全彩液晶显示屏，使得显示的内容更加丰 富，并且在操作面板上采用了触摸屏技术，在操作仪器时也更加便捷，人机界面更加人性 化，这样减小了操作难度。4、本技术中把RS232数据传输接口和读卡器的充电接口合并在一个串口座 上，这样就减少了接口数量，而且可以即插即用，使用时方便快捷，使得读卡器的外壳设计 也更加简洁、美观。附图说明图1为本技术便携式读卡器的结构框图。图中，1一处理器模块，2—无线收发模块，3—按键输入模块，4一显示模块，5—充 电管理电路模块，6—报警指示模块，7—时钟模块，8—铁电存储模块，9一触摸屏输入模块， 10—RS232 接口模块。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。如图1所示，基于FPGA的便携式读卡器，包括读卡器壳体，所述读卡器壳体均采用 高温改性ABS工程塑料，可工作于煤矿井下有煤尘和瓦斯爆炸的危险气体环境中，在读卡 器壳体的内侧还设有用于减小壳体与内部零件间磨擦的橡胶套。在所述读卡器壳体内安装 有以EP2C5T144C8N作为主控芯片的处理器模块1，在所述处理器模块1上连接有无线收发 模块2、按键输入模块3、显示模块4、充电管理电路模块5、报警指示模块6、时钟模块7和 铁电存储模块8、触摸屏输入模块9和RS232接口模块10 ；所述无线收发模块2、时钟模块7 和铁电存储模块8分别与处理器模块1实现双向通信，所述按键输入模块3、充电管理电路 模块5、触摸屏输入模块9和RS232接口模块10均连接在处理器模块1的输入端，所述显示模块4和报警指示模块6分别连接在处理器模块1的输出端。本技术中，处理器模块1的主控芯片选用ALTERA公司制造的现场可编 程逻辑器件EP2C5T144C8N，读卡器能按照主控芯片内编制的程序进行数据接收、分析、处 理和数据输出；所述无线收发模块2用以实现人员标识卡ID号以及其他信息的无线接收， 无线收发模块与主控芯片EP2C5T144C8N的输入端连接，将外部配套装置发出的信号接收 后输入主控芯片内进行处理，本技术中无线收发模块2采用了 Cypress公司生产的 CYRF6936射频芯片来实现其功能；所述按键输入模块3、报警指示模块6、时钟模块7和铁 电存储模块8均采用常用的配套设备；为方便显示设置的内容、设置的结果和数据接收结 果，所述显示模块4采用了高保真全彩TFT液晶显示屏来显示读卡器的检测结果；所述充 电管理电路模块5与3. OAh的大容量锰酸锂电池连接，为读卡器提供电能，保障其正常运 行；所述触摸屏输入模块9固定在读卡器壳体上，用于输入控制命令，实现人机交互；所述 RS232接口模块10也固定在读卡器壳体上，目的在于能够方便的将读卡器的检测信息上传 给PC机进行数据处理和分析。本技术读卡器的具体功能说明如下1、开/关机在关机状态下，按下“开/关机”按键2秒钟后，读卡器将进入正常工作主界面(注 意进入正常工作画面后要等待10秒左右，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＦＰＧＡ的便携式读卡器，包括读卡器壳体，其特征在于，在所述读卡器壳体内设有以ＥＰ２Ｃ５Ｔ１４４Ｃ８Ｎ作为主控芯片的处理器模块（１），在所述处理器模块（１）上连接有无线收发模块（２）、按键输入模块（３）、显示模块（４）、充电管理电路模块（５）、报警指示模块（６）、时钟模块（７）和铁电存储模块（８）；所述无线收发模块（２）、时钟模块（７）和铁电存储模块（８）分别与处理器模块（１）实现双向通信，所述按键输入模块（３）和充电管理电路模块（５）均连接在处理器模块（１）的输入端，所述显示模块（４）和报警指示模块（６）分别连接在处理器模块（１）的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马成，邱林凤，陈杰，
申请(专利权)人：重庆梅安森科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]