本实用新型涉及网络与信息安全技术领域，尤其涉及一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置。
背景技术：
基于智能卡的身份认证、数字签名技术可有效保障用户密钥安全，防止身份假冒，在网络安全领域得到较广泛应用。可信教育数字身份是遵循国家法律和政策法规，基于教育主管部门的教育基础资源数据与公安部门的法定身份，采用电子认证与密码技术，由教育行业统一签发、认证、管理的在校学生、教师、毕业生等人员的网络数字身份。可信教育数字身份具有“网络教育卡”、“实体教育卡”两种不同的应用形态，也简称“可信教育id”。
现有非接触式读写卡模块技术以及方案，已经非常成熟，面世的产品以及方案也非常丰富。一般采用单频、双频、单模块以及多模块设计方案，支持丰富的卡片类型，如id、ic以及cpu等类型；协议兼容性也非常高，支持iso/iec14443a、iso/iec14443b等；芯片也支持多种，如mifare1k、mifare4k、fm11rf08、ultralight、mifarepro、fm1208等；与上位机通讯协议也非常丰富，支持uart、rs232、rs485、usb2.0等其中的一种或多种。
但是，在对现有智慧教育领域的技术研究与应用实践过程中，本实用新型的发明人发现，现有技术中还无法提供一种集成中国教育卡终端安全模块与可信物联安全模块的非接触式读写卡装置。一方面，无法支持中国教育卡读写；另一方面，也无法为可信物联网应用领域的数字证书提供专用安全存储模块。导致用户在智能终端上的相关操作缺乏安全性加密、不可抵赖性以及可追溯性。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，能够集成中国教育卡终端安全模块与可信物联安全模块。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，包括上位机、ph2.0-4p连接器、dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片、单片机、usb转串口芯片；所述单片机分别与所述dc-dc电源芯片、读卡芯片、模块复用芯片和usb转串口芯片连接；
所述上位机的输出端通过usb2.0协议数据线串口与所述ph2.0-4p连接器的第一端连接；
所述ph2.0-4p连接器的第二端与所述dc-dc电源芯片的第一端连接，所述ph2.0-4p连接器的第三端与所述usb转串口芯片的第一端连接；
所述dc-dc电源芯片的第二端与所述单片机的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第三端与所述读卡芯片的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第四端与所述模块复用芯片的第一端连接；
所述单片机的第二端与所述usb转串口芯片的第二端连接，所述单片机的第三端与所述读卡芯片的第二端连接，所述单片机的第四端与所述模块复用芯片的第二端连接；
所述读卡芯片的第三端与所述感应线圈的一端连接。
进一步地，所述模块复用芯片分别与两个安全模块芯片以及两个sam模块连接；所述模块复用芯片的第三端分别与第一安全模块芯片的第一端、第二安全模块芯片的第一端、第一sam模块的第一端和第二sam模块的第一端连接。
进一步地，还包括两个用于拼插sam模块的psam卡槽和两个用于贴焊安全模块芯片的sop8平贴预留位。
进一步地，所述感应线圈包括集成式感应线圈和通过拼插连接器外接的单体式感应线圈。
进一步地，所述感应线圈、psam卡槽和sop8平贴预留位均内嵌在装置的主板背面。
进一步地，所述模块复用芯片通过sam卡和sop8两种硬件封装方式与所述安全模块芯片连接。
进一步地，所述第一安全模块芯片用于存储读卡密钥和教育卡终端安全模块数字证书，所述第二安全模块芯片用于存储可信物联网设备数字证书。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
本实用新型能够提供一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，包括上位机、ph2.0-4p连接器、dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片、单片机、usb转串口芯片；所述单片机分别与所述dc-dc电源芯片、读卡芯片、模块复用芯片和usb转串口芯片连接。本实用新型能够集成中国教育卡终端安全模块与可信物联安全模块的非接触式读写卡模块。不仅能够支持对中国教育卡进行读写，还可以为可信物联网应用领域的数字证书提供专用安全存储模块，使用户在智能终端上的相关操作增加加密安全性、不可抵赖性以及可追溯性。
附图说明
图1是本实用新型的实施例提供的一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置的结构示意图；
图2是本实用新型的实施例提供的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置的主板正面示意图；
图3是本实用新型的实施例提供的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置的主板背面示意图；
图4是本实用新型的实施例提供的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置的副板正面示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实用新型的一个实施例提供了一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，包括上位机、ph2.0-4p连接器、dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片、单片机、usb转串口芯片；所述单片机分别与所述dc-dc电源芯片、读卡芯片、模块复用芯片和usb转串口芯片连接；
所述上位机的输出端通过usb2.0协议数据线串口与所述ph2.0-4p连接器的第一端连接；
所述ph2.0-4p连接器的第二端与所述dc-dc电源芯片的第一端连接，所述ph2.0-4p连接器的第三端与所述usb转串口芯片的第一端连接；
所述dc-dc电源芯片的第二端与所述单片机的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第三端与所述读卡芯片的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第四端与所述模块复用芯片的第一端连接；
所述单片机的第二端与所述usb转串口芯片的第二端连接，所述单片机的第三端与所述读卡芯片的第二端连接，所述单片机的第四端与所述模块复用芯片的第二端连接；
所述读卡芯片的第三端与所述感应线圈的一端连接。
具体的，本实施例提供的一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，装置包括：用于为整个装置提供dc5v供电的ph2.0-4p连接器和usb2.0协议数据线接口、用于模组中所有ic进行供电的dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片；用于接插sam模块的psam卡槽、用于贴焊安全模块芯片的sop8平贴预留位、单片机、用于与上位机进行通讯的usb转串口芯片以及单体式感应线圈pcba。
在优选的实施例中，所述模块复用芯片分别与两个安全模块芯片以及两个sam模块连接；所述模块复用芯片的第三端分别与第一安全模块芯片的第一端、第二安全模块芯片的第一端、第一sam模块的第一端和第二sam模块的第一端连接。
在优选的实施例中，还包括两个用于拼插sam模块的psam卡槽和两个用于贴焊安全模块芯片的sop8平贴预留位。
具体的，采用双psam卡槽与双平贴预留位的方式可同时支持4个安全芯片模块。在满足安全存储模块数量扩展需求同时，提高了安全存储模块接入的冗余度，提高了稳定性与可靠性。
在优选的实施例中，所述感应线圈包括集成式感应线圈和通过拼插连接器外接的单体式感应线圈。
具体的，兼容集成式感应线圈与单体式感应线圈，第一种为集成式感应线圈，即将感应线圈直接通过pcb布线的方式集成在pcba中；第二种类型为通过拼插连接器的方式，可外接一个单体式感应线圈，提高了装置的兼容性和灵活性。
在优选的实施例中，如图3所示，所述感应线圈、psam卡槽和sop8平贴预留位均内嵌在装置的主板背面。
在优选的实施例中，所述模块复用芯片通过sam卡和sop8两种硬件封装方式与所述安全模块芯片连接。
具体的，通过psam卡槽与平贴sop8预留位的连接方式，可兼容sam卡和sop8两种安全模块硬件封装类型。
在优选的实施例中，所述第一安全模块芯片用于存储读卡密钥和教育卡终端安全模块数字证书，所述第二安全模块芯片用于存储可信物联网设备数字证书。
具体的，由于具体数据(证书和密钥)的应用场景和应用方式不同，数字证书和密钥等数据的申请、发行机构、发放管理等级与管理流程不同，安全存储模块中不同单元分别存储不同的证书，更加有利于安全存取模块中数据的存储与管理。
本实用新型公开了一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，包括上位机、ph2.0-4p连接器、dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片、单片机、usb转串口芯片；所述单片机分别与所述dc-dc电源芯片、读卡芯片、模块复用芯片和usb转串口芯片连接。本实用新型能够集成中国教育卡终端安全模块与可信物联安全模块的非接触式读写卡模块。不仅能够支持对中国教育卡进行读写，还可以为可信物联网应用领域的数字证书提供专用安全存储模块，使用户在智能终端上的相关操作增加加密安全性、不可抵赖性以及可追溯性，并且采用双psam卡槽与双平贴预留位的方式可同时支持4个安全存储模块。在满足安全存储模块数量扩展需求同时，提高了安全模块芯片接入的冗余度，提高了稳定性与可靠性。安全模块芯片分别存储不同的证书，更加有利于安全存取模块中数据的存储与管理。
以上对本实用新型实施例所提供的一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想:同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
1.一种用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，包括上位机、ph2.0-4p连接器、dc-dc电源芯片、读卡芯片、感应线圈、模块复用芯片、单片机和usb转串口芯片；所述单片机分别与所述dc-dc电源芯片、读卡芯片、模块复用芯片和usb转串口芯片连接；
所述上位机的输出端通过usb2.0协议数据线串口与所述ph2.0-4p连接器的第一端连接；
所述ph2.0-4p连接器的第二端与所述dc-dc电源芯片的第一端连接，所述ph2.0-4p连接器的第三端与所述usb转串口芯片的第一端连接；
所述dc-dc电源芯片的第二端与所述单片机的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第三端与所述读卡芯片的第一端连接，所述dc-dc电源芯片的第四端与所述模块复用芯片的第一端连接；
所述单片机的第二端与所述usb转串口芯片的第二端连接，所述单片机的第三端与所述读卡芯片的第二端连接，所述单片机的第四端与所述模块复用芯片的第二端连接；
所述读卡芯片的第三端与所述感应线圈的一端连接。
2.根据权利要求1所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，所述模块复用芯片分别与两个安全模块芯片以及两个sam模块连接；所述模块复用芯片的第三端分别与第一安全模块芯片的第一端、第二安全模块芯片的第一端、第一sam模块的第一端和第二sam模块的第一端连接。
3.根据权利要求1所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，还包括两个用于拼插sam模块的psam卡槽和两个用于贴焊安全模块芯片的sop8平贴预留位。
4.根据权利要求1所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，所述感应线圈包括集成式感应线圈和通过拼插连接器外接的单体式感应线圈。
5.根据权利要求1或3所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，所述感应线圈、psam卡槽和sop8平贴预留位均内嵌在装置的主板背面。
6.根据权利要求2所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，所述模块复用芯片通过sam卡和sop8两种硬件封装方式与所述安全模块芯片连接。
7.根据权利要求2所述的用于中国教育卡安全验证的读写卡装置，其特征在于，所述第一安全模块芯片用于存储读卡密钥和教育卡终端安全模块数字证书，所述第二安全模块芯片用于存储可信物联网设备数字证书。
技术总结