CN205068443U - 一种基于网络的ic卡发卡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于网络的IC卡发卡系统，所述IC卡发卡系统包括发卡客户端、发卡服务器和IC卡读卡器，所述IC卡读卡器包括用于为IC卡读卡器供电的电源管理模块、主处理器、与主处理器连接的IC卡控制芯片；所述发卡客户端通过以太网与发卡服务器连接；发卡服务器包括核心板和电源模块；所述IC卡读卡器还包括用于接入以太网的网络接口单元，主处理器与网络接口单元连接，所述电源管理模块分别与主处理器、IC卡控制芯片和网络接口单元连接；所述核心板通过所述网络接口单元与IC卡读卡器连接。该系统，利用网络的优势实现便捷组网，具有传输距离远，抗干扰能力强，传输速度快的特点，能够大大提高IC卡的发卡速度。

Description

一种基于网络的IC卡发卡系统

技术领域

本实用新型涉及智能卡发卡技术领域，具体涉及一种基于网络的IC卡发卡系统。

背景技术

读卡器(CardReader)是一种读卡设备，由于卡片种类较多，所以读卡器的含义覆盖范围比较广。根据卡片类型的不同，可以将其分为IC卡读卡器，包括接触式IC卡，遵循ISO7816接口标准；非接触式IC卡读卡器，遵循ISO14443接口标准，远距离读卡器，遵循ETC国标GB20851接口标准。

接触式IC卡通过其表面的金属电极触点将卡的集成电路与外部接口电路直接接触连接，由外部接口电路提供卡内集成电路工作的电源。接触式IC卡与读写器通信时，将IC卡插入到读写器的插座中，接触式IC卡通过其表面的金属电极触点将卡的集成电路与读写器直接接触连接，通过串行方式与读写器交换数据(通信)。非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，芯片及天线封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分，卡片在一定距离范围靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。非接触式IC卡是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

随着IC卡的广泛应用，IC卡芯片内应用功能越来越多，随即程序量也越来越大。目前进行IC卡批量生产时，写入IC卡芯片的程序量越来越大，按普通速度写入时需要的时间越来越长，导致生产效率逐渐下降，达不到规定产能要求。因此需要一套数据传输稳定、速度快、写卡效率高的发卡系统。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，通过该系统，能够大大提高对IC卡的读写操作速度，提高IC卡的发卡速率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，包括发卡客户端、发卡服务器和IC卡读卡器，所述发卡客户端通过以太网与发卡服务器连接；发卡服务器包括核心板和用于为发卡服务器供电的电源模块；所述IC卡读卡器包括用于为IC卡读卡器供电的电源管理模块、主处理器、与主处理器连接的IC卡控制芯片，所述IC卡读卡器还包括用于接入以太网的网络接口单元，主处理器与网络接口单元连接，所述电源管理模块分别与主处理器、IC卡控制芯片和网络接口单元连接；所述核心板通过所述网络接口单元与IC卡读卡器连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述的发卡客户端通过基于TCP/IP的千兆网络与发卡服务器连接，发卡服务器中具有独立的供电模块及用于数据处理的核心板。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述IC卡读卡器的个数为n个，n≥1；为确保发卡效率，n最大数量一般不超过180个；

当n＞1时，所述发卡服务器还包括网络集线器，核心板通过网络集线器分别与n个IC卡读卡器的网络接口单元连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述网络接口单元包括以太网芯片以及与以太网芯片连接的网口，网口通过网络变压器与所述以太网芯片连接；所述主处理器分别与以太网芯片和网口连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述电源管理模块包括外部供电单元和第一电压分配单元，所述外部供电单元通过第一电压分压单元分别与主处理器、IC卡控制芯片和网络接口单元连接；所述外部供电单元包括电源接口和用于与外部电源连接的电源线。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述发卡服务器还包括与所述电源模块连接的电源隔离模块，所述电源隔离模块与IC卡读卡器的电源线连接，一个IC卡读卡器对应一个电源隔离模块。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述网络接口单元通过网线与发卡服务器连接，所述电源线为所述网线中的闲置线，所述电源接口为所述网口，所述电源线通过网口与第一电压分压单元连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述电源管理模块还包括内部供电电源和第二电压分压单元，所述内部供电电源通过第二电压分压单元分别与主处理器、IC卡控制芯片和网络接口单元连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述外部供电单元与所述内部供电电源连接。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述IC卡读卡器还包括与所述主处理器连接的监控接口。

进一步，如上所述的一种基于TCP/IP网络的IC卡发卡系统，所述IC卡控制芯片包括接触式控制芯片和/或非接触式控制芯片；IC卡控制芯片为接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片连接的接触式IC卡插座、以及分别与主处理器和IC卡控制芯片连接的时钟芯片；IC卡控制芯片为非接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片连接的天线，所述天线为宽频高增益天线。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的IC卡发卡系统，基于TCP/IP通信，可以使发卡客户端、发卡服务器和IC卡读卡器方便快捷的接入以太网，发卡客户端通过网络接收和发送信息到发卡服务器，发卡服务器通过网络接收和发送信息到IC卡读卡器，由读卡器完成相应的操作，该系统，利用网络的优势实现便捷组网，具有传输距离远，抗干扰能力强，传输速度快的特点，能够大大提高IC卡的发卡速度。

附图说明

图1为具体实施方式中一种基于网络的IC卡发卡系统的结构示意图；

图2为具体实施方式中另一种基于网络的IC卡发卡系统的结构示意图；

图3为具体实施方式中的一种IC卡读卡器的结构示意图；

图4为实施例中一种IC卡读卡器的示意图；

图5为具体实施方式中一种基于网络的IC卡发卡方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1示出了本实用新型具体实施方式提供的一种基于网络的IC卡发卡系统的结构示意图，由图中可以看出，该发卡系统包括发卡客户端100、发卡服务器200和IC卡读卡器300，发卡客户端100通过以太网与发卡服务器200连接，发卡服务器200通过以太网300连接，具体的：

所述发卡客户端100包括但不限PC机；所述发卡服务器200包括核心板201即主板和用于为核心板201供电的核心板电源模块202。发卡客户端100与发卡服务器200可以直接通过网线连接，例如图1中所示的RJ45接口,发卡服务器200的RJ45接口通过以太网PHY芯片连接到核心板201上，如图2所示。

所述IC卡读卡器300包括用于为IC卡读卡器供电的电源管理模块301、主处理器302(读卡器的安全主控芯片)、与主处理器302连接的IC卡控制芯片303(IC卡读卡芯片)，该IC卡读卡器300还包括用于接入以太网的网络接口单元304，主处理器302与网络接口单元304连接，所述电源管理模块301分别与主处理器302、IC卡控制芯片303和网络接口单元304连接；

发卡服务器200与IC卡读卡器300通过网络连接时，发卡服务器200的核心板201通过网络接口单元304与IC卡读卡器300连接。

本实用新型所提供的上述发卡系统，通过以太网实现了发卡客户端100、发卡服务器200和IC卡读卡器300之间的相互通讯，基于网络实现了对读卡器的管理，通过该系统能够大大提高对IC卡中数据的操作读写速率，提高IC卡的发卡速度。

本实施方式中，所述IC卡控制芯片303包括接触式控制芯片(接触式读卡芯片)或非接触式控制芯片(非接触式控制芯片)，也就是说读卡器可以是接触式读卡器，也可以是非接触式读卡器，或者同时支持接触读卡和非接触读卡；IC卡控制芯片303为接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片303连接的接触式IC卡插座(插槽+插口)以及分别与主处理器和IC卡控制芯片303连接的时钟芯片；IC卡控制芯片303为非接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片303连接的天线。IC卡读卡器300与非接触式IC卡通信时，如果天线也需要电源才能工作时，所述电源管理模块301还与天线连接。

通过本实施方式中所提供的上述发卡系统，能够实现对接触式IC卡或非接触式IC卡的操作。

图2示出了本实用新型具体实施方式中提供的另一种基于网络的IC卡发卡系统的结构示意图，该发卡系统中所述IC卡读卡器300的个数可以为n个，n≥1；当n＞1时，所述发卡服务器200还包括网络集线器203，核心板201通过网络集线器203分别与n个IC卡读卡器300的网络接口单元305连接。如图2中所示，该图中的IC卡读卡器300为四个。

图3中示出了本实施方式中IC卡读卡器一种结构示意图，IC卡读卡器的网络接口单元304可以包括以太网芯片和网口，网口通过网络变压器与所述以太网芯片连接；所述主处理器302分别与以太网芯片、网络变压器和网口连接。优选的，所述网口为带灯网口，在IC卡读卡器300通过网络接口单元304接入以太网时，主处理器302可以控制带灯网口可以通过闪烁的方式显示读卡器已接入网络中。如图2中所示，所述网口可以为RJ45座，发卡服务器200与IC卡读卡器300可以通过网线直接连接。

本实施方式中，所述IC卡读卡器300还可以包括与所述主处理器302连接的监控接口305，如图3所示，外部监控设备(如PC机等)可以通过监控接口305与读卡器连接，对主控器302中处理的数据进行监控。所述读卡器还包括与所述主处理器302连接的数据存储单元306。在实际应用中，读卡器中还设有用于读写读卡器唯一标识的地址接口307，其他设备通过该地址接口能够读取到查找到要进行通信的读卡器。

IC卡读卡器300的电源管理模块301用于为读卡器中的各模块单元供电，电源管理模块301可以是通过读卡器本身的电源供电，也可以是通过与读卡器连接的其它设备来供电。本实施方式中，其它设备为与读卡器连接的发卡服务器。

IC卡读卡器300在作为无源读卡器即采用与读卡器连接的其它设备为其各模块单元供电时，所述电源管理模块301包括外部供电单元和第一电压分配单元，如图3所示，所述外部供电单元通过第一电压分压单元分别与主处理器302、IC卡控制芯片303和网络接口单元304连接；所述外部供电单元包括电源接口和用于与外部电源(包括与读卡器连接的有源外部设备，如与读卡器通过网络连接的IC卡发卡服务器)连接的电源线。当然，在读卡器包括监控接口305、数据存储单元306、地址接口307时，外部供电单元还分别与监控接口305、数据存储单元306、地址接口307连接。

本实施方式中，所述外部供电单元可以是发卡服务器200，即由发卡服务器200为IC卡读卡器300来供电，此时，发卡服务器200的电源模块202与IC卡读卡器300的所述电源线连接。当所述IC卡读卡器300为多个时，为了减少发卡服务器200与多个IC读卡器300通讯时，不同读卡器之间的相互干扰，所述发卡服务器200还包括与所述电源模块202连接的电源隔离模块204，所述电源隔离模块204与IC卡读卡器300的电源线连接，一个IC卡读卡器300对应一个电源隔离模块204，如图2所示。

所述电源接口和电源线可以是单独的设置在读卡器上的接口和电源线。为了提高资源利用率和缩小读卡器的体积，本实施方式中，所述网络接口单元304通过网线与发卡服务器200连接，所述电源线为所述网线双绞线中的闲置线(双绞线作为网线接入网络时，双绞线一共八根线，其中会有四根线有用，四根线闲置)，所述电源接口为网络接口单元的网口，所述电源线通过网口与第一电压分压单元连接。

读卡器在作为有源读卡器，即采用读卡器本身的电源为其各模块单元供电时，电源管理模块301包括内部供电电源(如锂电池)和第二电压分压单元，如图3所示，所述内部供电电源通过第二电压分压单元分别与主处理器302、IC卡控制芯片303和网络接口单元304连接。同样，在读卡器包括监控接口305、数据存储单元306、地址接口307时，外部供电单元还分别与监控接口305、数据存储单元306、地址接口307连接。

所述第一电压分压单元用于将外部供电单元接收到的外部电源的电源分压，将电源电压转换为各模块单元所需的工作电源。同样，第二压分压单元用于将内部供电电源的电源分压，转换为各模块单元所需的工作电源。

本实施方式中，所述外部供电单元还与所述内部供电电源连接，在通过外部供电单元为读卡器供电时，外部供电单元还可以为内部供电电源充电。当然，当读卡器中同时包括外部供电单元和内部供电电源时，读卡器中还设有用于控制读卡器供电模式的供电模式控制单元。

此外，当IC卡读卡器的IC卡控制芯片303为接触式控制芯片时，为了提高主处理器302和接触式IC卡之间数据通讯的效率，所述IC卡高速读卡器还可以包括一分别与主处理器302和IC卡控制芯片303连接的时钟芯片，主处理器302通过该时钟芯片为与读卡器接触式连接的IC卡提供工作时的时钟信号，该时钟芯片的时钟频率可以根据读卡器所要通讯的IC卡工作所需要的时钟频率来选择。本实施方式中，通过单独的时钟芯片来为接触式IC卡提供时钟信号，解决了现有接触式IC卡读卡器通过主处理器直接为IC卡提供时钟信号时，时钟信号的频率不能够满足通讯速度需求的问题，通过上述单独设置的时钟芯片根据IC卡的性能来向IC卡提供时钟，可以有效提高主处理器302与IC卡之间的数据传输的速度。当然，此时，所述电源管理模块301还与所述时钟芯片连接。

当所述IC卡控制芯片303为非接触式控制芯片，即读卡器为非接触式读卡器时，为了进一步提高读卡器对非接触式IC中数据的读写效率，提高IC卡的发放效率，本实施方式中，一是调整芯片各项硬件参数配置，设定为支持高速率通讯模式；二是通过调整读卡器中天线的参数，提高现有非接触式IC卡读卡器中天线的频宽及增益，即所述天线为宽频高增益天线。根据天线的类型不同，当天线的类型需要进行供电时，所述电源管理模块301还与所述天线连接。

本实用新型所提供的发卡系统，能够借助于以太网向读卡器发送指令，对读卡器进行内部参数配置或读写操作IC卡，从而能够大大提高了IC中数据的处理效率，提高IC卡发卡速度。

图4示出了本实施方式中提供的一种具体的IC卡读卡器的示意图，该图中示出的读卡器为非接触式IC卡读卡器，该实施例中，读卡器的电源管理模块301为外部供电单元，与网口连接的网线同时充当网线和电源线，网口同时作为网口和电源接口，外部电源通过网线、网口和第一电压分压单元实现读卡器的供电；主处理器302采用的是STM32单片机，非接触控制芯片为AS3911芯片，网络接口单元304的以太网芯片为W5500芯片，监控接口305为RS232接口，数据存储单元306直接采用了存储芯片。在读卡器与IC卡通信时，可以通过监控接口305连接PC机或其它显示设备来监测通信数据。

需要说明的，图4中只是示出了本实施方式中IC卡读卡器的一个实施例，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。

本实用新型还提供了一种基于图1中所示的IC卡发卡系统的一种基于网络的IC卡发卡方法，如图5所示，该方法主要包括以下步骤：

步骤S100：发卡客户端通过以太网下发指令到发卡服务器；

所述指令包括IC卡读卡器的内部参数配置指令和/或IC卡的读写操作指令；指令包括单个指令或批量指令。当下发的指令为单个指令时，发卡客户端直接将指令发送给发卡服务器，当指令为批量指令时，发卡客户端首先将所要下发的批量指令按照设定的格式打包成一个文件后再通过网络发送到发卡服务器。

步骤S200：发卡服务器的核心板接收所述指令，并将指令发送给IC卡读卡器；

步骤S300:IC卡读卡器的主处理器通过其网络接口单元接收发卡服务器下发的指令，并根据所述指令进行相应操作；

步骤S400：主处理器将所述执行的执行结果通过网络接口单元上传到发卡服务器，发卡服务器对结果数据处理后通过以太网上传到发卡客户端。

在发卡客户端下发的指令为单条指令时，发卡服务器接收到发卡客户端下发的指令后，将接收到的指令通过IC卡读卡器的网络接口单元发送到读卡器，IC卡读卡器接收到指令后，根据指令执行相应的操作，当指令为IC读卡器的内部参数配置指令时，根据该指令进行读卡器的相应配置，并将配置结果通过发卡服务器返回发卡客户端；当指令为IC卡操作指令(IC卡读/写指令)时，IC卡读卡器根据该指令对与其通信的IC卡卡片进行相应操作，再将操作结果返回发卡客户端。当然，发卡服务器将发卡客户端得指令下发到IC卡读卡器，或者将IC卡读卡器的操作结果上传给发卡客户端时，会首先对指令或操作结果等数据进行常规的数据处理，包括在待传输数据包中添加自己的IP头等。

在发卡客户端下发的指令为批量指令时，IC卡读卡器接收到发卡服务器发送的批量指令的文件后，首先将文件存储在其数据存储单元中，主处理器再依次从数据存储单元中读出指令并执行相应操作，直至执行完所述文件中的所有指令，再将执行结果通过发卡服务器返回发卡客户端。

由上述描述可知，本实施方式中的发卡服务器同时起到了服务器端和客户端的作用，当发卡服务器与发卡客户端通信时，其角色为服务器端，当发卡服务器与IC卡读卡器通信时，其角色为客户端。本实施方式中，当与发卡服务器连接的IC卡读卡器为多个时，发卡客户端可以同时对多个IC卡读卡器发送指令。

本实施方式中所提供的上述发卡方法通过网络实现了桌面客户端与读卡器之间的数据通信，该方法可以支持以下三种工作模式：

模式1：单指令交互模式。发卡客户端下发指令，发卡服务器的核心板对指令解析，并将指令通过内部总线(网络集线器)分别下发该4个IC卡读卡器(发卡服务器通过网络接线器与4个IC卡读卡器连接)，读卡器接收到网络数据，对指令进行处理，进行内部参数配置或通过天线读写操作IC卡，，然后将返回结果返回给发卡服务器，再由发卡服务器将数据通过以太网上传到发卡客户端，完成一个指令轮回。

模式2：指令批处理模式。将所要执行的所有指令按照一定格式打包成一个文件，并将此文件由桌面客户端通过发卡服务器的核心板发送到读卡器的存储芯片中，然后由读卡器主处理器芯片依次从存储芯片中读出指令，解析指令进行相应的操作，设置运行参数，读写IC卡等。当执行的每条指令操作正确时，继续执行下一条指令，直到最后将此文件解析执行完成，通过发卡服务器向发卡客户端返回一个运行正确的状态。若在某条指令执行期间，发生了错误，则不再执行后面的指令，并向桌面客户端返回错误状态码。

模式3：交互及批处理交叉模式。此融合了上面两种情况的类型，当读卡器的主处理器执行指令批处理模式时，解析到批文件中当前指令运行后需要将结果返回发卡客户端时，则将此条指令运行结果返回发卡客户端，等待发卡客户端运算后下发的新数据，发卡客户端下发数据后，读卡器主处理器再将此数据与文件中下面的指令进行整合，继续进行后面指令的执行。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于网络的IC卡发卡系统，包括发卡客户端(100)、发卡服务器(200)和IC卡读卡器(300)，所述IC卡读卡器(300)包括用于为IC卡读卡器(300)供电的电源管理模块(301)、主处理器(302)、与主处理器(302)连接的IC卡控制芯片(303)，其特征在于：

所述发卡客户端(100)通过以太网与发卡服务器(200)连接；发卡服务器(200)包括核心板(201)和用于为发卡服务器(200)供电的电源模块(202)；

所述IC卡读卡器(300)还包括用于接入以太网的网络接口单元(304)，主处理器(302)与网络接口单元(304)连接，所述电源管理模块(301)分别与主处理器(302)、IC卡控制芯片(303)和网络接口单元(304)连接；

所述核心板(201)通过所述网络接口单元(304)与IC卡读卡器(300)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于：所述IC卡读卡器(300)的个数为n个，n≥1；

当n＞1时，所述发卡服务器(200)还包括网络集线器(203)，核心板(201)通过网络集线器(203)分别与n个IC卡读卡器(300)的网络接口单元(304)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于：所述网络接口单元(304)包括以太网芯片以及与以太网芯片连接的网口，网口通过网络变压器与所述以太网芯片连接；所述主处理器(302)分别与以太网芯片和网口连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于：所述电源管理模块(301)包括外部供电单元和第一电压分配单元，所述外部供电单元通过第一电压分压单元分别与主处理器(302)、IC卡控制芯片(303)和网络接口单元(304)连接；所述外部供电单元包括电源接口和用于与外部电源连接的电源线。

5.根据权利要求4所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于：所述发卡服务器(200)还包括与所述电源模块(202)连接的电源隔离模块(204)，所述电源隔离模块(204)与IC卡读卡器(300)的电源线连接，一个IC卡读卡器(300)对应一个电源隔离模块(204)。

6.根据权利要求4所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于:所述网络接口单元(304)通过双绞线与发卡服务器(200)连接，所述电源线为所述双绞线中的闲置线，所述电源接口为所述网口，所述电源线通过网口与第一电压分压单元连接。

7.根据权利要求4至6之一所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于:所述电源管理模块(301)还包括内部供电电源和第二电压分压单元，所述内部供电电源通过第二电压分压单元分别与主处理器(302)、IC卡控制芯片(303)和网络接口单元(304)连接；所述外部供电单元与所述内部供电电源连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于:所述IC卡读卡器(300)还包括与所述主处理器(302)连接的监控接口(305)。

9.根据权利要求1所述的一种基于网络的IC卡发卡系统，其特征在于:所述IC卡控制芯片(303)包括接触式控制芯片和/或非接触式控制芯片；IC卡控制芯片(303)为接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片(303)连接的接触式IC卡插座、以及分别与主处理器(302)和IC卡控制芯片(303)连接的时钟芯片；IC卡控制芯片(303)为非接触式控制芯片时，所述读卡器还包括与IC卡控制芯片(303)连接的天线，所述天线为宽频高增益天线。