[发明专利]射频卡检测装置及其射频卡检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及射频卡检测技术领域，尤其涉及一种射频卡检测装置及其射频卡检测方法。

背景技术

RFID技术(射频识别技术)的发展已经给人们带来越来越多的便利，诸如物流跟踪、身份识别、一卡通等。现在成长于RFID的NFC技术在智能手机上也异军突起，在分享电子名片、图片、APP智能手机第三方应用程序的应用连接等都有它的身影。这些非接触技术的应用载体都是读卡器以及卡片本身，读卡器在读取卡片的过程中通常都会消耗几十甚至上百毫安的电流，在手持设备以及对功耗敏感的应用领域，例如门锁行业，这是个较大的应用瓶颈。

读卡器要获知有卡片是否在其“场域”内，现在的通常做法有三种：

1)电容检测法

这个和触摸按键原理类似，平常情况读卡器处于休眠状态，当有卡片靠近的时候，改变了读卡器感应区域周围的电容大小，单片机检测到这种电容变化就唤醒读卡器进行正常读写操作，操作完成后再次进入休眠模式。但是，这种检测方式受读卡器外形设计局限，这个感应区域的尺寸大小和形状直接影响了电容变化的灵敏度。而且温度、湿度等环境因素变化的影响，电容本身也会变化，这需要一个强大的软件算法做支撑。由于电容检测是属于电场领域，而卡片的读取是属于高频磁场，这在读卡的时候会带来的一定的干扰。另外，为了捕获由于卡片靠近导致的电容变化，需要增加诸多辅助外部检测电路来捕捉这个变化，成本较高。

2)谐振法

在不启动读卡器的前提下，由单片机控制产生一个高频脉冲(13.56MHz，一般持续20us～50us)，如果有卡片靠近这个高频信号则调制出的电压信号就会变化，单片机的内置AD(模数转换)模块检测到这个变化时就可以知道有卡片靠近。这个方法的缺点是要增加很多外围器件，需要有额外的晶振、运放和滤波电路等，如果单片机没有集成AD模块，则还需要外置一个AD转换芯片，即使单片机内部集成有AD模块，开启AD模块后，单片机的工作功耗就会立即增加很多，所以也会导致读卡器功耗的增加。

3)查询法

这个方法是最常见的方法，无须增加任何额外的器件。如果读卡器读取的是ISO14443A卡，只要间歇性地发送询卡指令，看有无应答信号返回即可。检测其他卡片的原理也类似。但是，由于卡片一般是无源器件，一般都需要读卡器开启信号辐射一段时间后，等待卡片内线圈耦合得到的电压达到一定值后，才能接收解析读卡器发射的命令。比如在ISO14443-3协议规约内就规定，读卡器必须在开启射频辐射5ms之后才能发射命令，而如今主流RFID/NFC读头芯片开启发射接收之后的功耗一般都接近100mA，也就是说读卡器需要在5ms内干消耗100mA的电流。如果要降低功耗，就只能降低寻卡频率，而这个寻卡频率和用户感受又直接相关。为了有较好的用户体验，一般寻卡频率都要求在3Hz以上，为了达到这个用户体验，这个方案的平均功耗为5ms×100mA/333ms＝1.5mA。在电池供电的功耗敏感应用领域，这个功耗是不能容忍的。

发明内容

本发明主要解决原有卡片检测装置及方法所用电路元器件较多，成本较高，并且要消耗较多的功耗，同时易受到干扰，可靠性不高，不适合应用在低功耗手持设备以及功耗敏感行业的技术问题；提供一种射频卡检测装置及其射频卡检测方法，其电路结构简单，所用元器件较少，成本较低，而且需要消耗的功耗较低，同时不易受到干扰，可靠性高，满足低功耗手持设备以及功耗敏感行业的非接触卡的应用需要。

本发明另一目的是提供一种射频卡检测方法，其通过自适应调整方法，避免由于温度、湿度及电压变化带来的干扰，避免由于环境因素的影响造成误触发，进一步提高射频卡检测的可靠性。