[发明专利]一种水表用射频卡接近检测的系统及方法

说明书

本发明公开了一种水表用射频卡接近检测的系统及方法，水表用射频卡接近检测系统，包括安装在水表内的PCB天线板，PCB天线板上沿其周向设有一环形卡接近感应片，卡接近感应片设置为PCB天线板上的覆铜结构，且卡接近感应片呈开环设置，卡接近感应片内侧设有一用于读取射频卡信息的读卡天线，读卡天线设置为一空心线圈；水表内还增设一MCU控制器，MCU控制器包括检测引脚和比较引脚，检测引脚通过一电阻与卡接近感应片连接，比较引脚通过一电容接地，还增设一读卡电路，MCU控制器的读卡信号控制端与读卡电路的读卡信号接收端连接，读卡天线与读卡电路连接。本发明技术方案低成本、微功耗、且能够自动快速检测射频卡接近。

技术领域

本发明涉及近距离无线通讯领域，特别涉及一种水表用射频卡接近检测的系统及方法。

背景技术

IC卡水表是以带有发讯装置的水表为流量计量基表，以IC卡为信息载体,加装控制器和电控阀所组成的一种具有结算功能的水量计量仪表。IC卡水表中内置IC卡读写电路与用户IC卡进行通信以传递信息。

IC卡水表通常采用接触式IC卡和非接触的射频卡。其中早期的接触式IC卡水表因引出触点不能防水且卡座及触点容易遭到恶意破坏，使用数量逐步减少；非接触的射频卡水表无触点引出，其防水和安全性有明显提升，逐渐成为IC卡水表的主流。目前射频卡有低频卡、高频卡和超高频卡。其中超高频卡读写器由于目前成本较高，不适合用于户用水表。低频卡和高频卡市场成熟度高且卡片及读写电路成本低，其中高频卡通信速度快对刷卡停留时间要求低，尤其是目前具有NFC功能的手机能够支持13.56MHz高频卡的读写，所以此类符合ISO14443标准的高频卡更适合用于IC卡水表，以下所述射频卡就是此类高频卡。

用户射频卡水表多为电池供电，且要求使用寿命不低于7年，在超低功耗工作条件下检测射频卡是否有刷卡动作，通常有三种方法:一种方法是在射频卡上封装磁铁，水表内置磁敏开关，射频卡靠近水表时磁敏开关闭合，此法射频卡片需特制且厚度增加2倍以上不便携带，同时磁感应范围较小；另一种方法为间歇开启读卡电路请求卡片应答，请求一次最少消耗约100uA.s的能量，所以只能数秒甚至数十秒请求一次，用户刷卡体验极差且能耗偏高；还有一种是在水表上加按键，用户按键后在一定时间内不断请求卡片应答，用户体验较差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种低成本、微功耗、且能够自动快速检测射频卡接近的系统及方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种水表用射频卡接近检测的系统，包括安装在水表内的PCB天线板，所述PCB天线板上沿其周向设有一环形卡接近感应片，所述卡接近感应片设置为PCB天线板上的覆铜结构，且所述卡接近感应片呈开环设置，所述卡接近感应片内侧设有一用于读取射频卡信息的读卡天线，所述读卡天线设置为一空心线圈；所述水表内还增设一MCU控制器，所述MCU控制器包括检测引脚和比较引脚，所述检测引脚通过一电阻与所述卡接近感应片连接，所述比较引脚通过一电容接地，还增设一读卡电路，所述MCU控制器的读卡信号控制端与所述读卡电路的读卡信号接收端连接，所述读卡天线通过导线与所述读卡电路连接。

优选地，所述MCU控制器设置为型号STM32L152RBT6控制器，所述MCU控制器内置有超低功耗低频时钟、及高频时钟，所述低频时钟用于每秒定时唤醒所述MCU控制器。

优选地，所述PCB天线板外部设有树脂封装层。

优选地，所述卡接近感应片与所述读卡天线之间的间距不低于5mm。

优选地，所述读卡天线与所述读卡电路之间通过屏蔽线连接。

为实现上述目的，本发明还提出一种水表用射频卡接近检测的方法，包括以下步骤：

步骤S1：MCU控制器将比较引脚和检测引脚设置为输出低电平，并设置本次测量变量值为0；

步骤S2：MCU控制器将比较引脚设置为浮空状态、检测引脚设置为高电平，检测引脚通过电阻向卡接近感应片的寄生电容充电；