钥匙卡编码器包括柱塞和电位计，随着卡被手动插入编码器的槽中而向下推动所述柱塞，所述电位计的值根据柱塞位置而改变，以便始终指示卡的位置。当卡被插入槽中时，磁头对卡上的磁条进行编码，而当从槽中取出卡时，磁头以反方向验证代码。所述槽以不同的颜色和闪烁图案被点亮，以便引导用户通过编码处理并通知用户是否存在编码错误。
滑动机构，随着卡改变在槽部分内的位置而改变位置，所述滑动机构包括当卡插入所述槽部分中时被向下推动的柱塞和值随着柱塞位置而改变的电位计，以便通过电位计值来连续地监测卡位置；
处理器，与电位计和磁头通信，其中，处理器根据电位计的值所表示的位置，来命令磁头进行所述读取功能和写入功能至少之一；以及当卡正被插入槽部分时，磁头进行写入操作；当卡正被从槽部分中取出时，磁头进行读取操作。
2.根据权利要求1所述的卡编码器，其中，所述卡编码器还包括照亮所述槽部分并由所述处理器控制的至少一个光源。
3.根据权利要求2所述的卡编码器，其中，所述槽部分包括散发来自所述至少一个光源的光的透明材料。
4.根据权利要求2所述的卡编码器，其中，所述至少一个光源包括第一颜色的第一光源和第二颜色的第二光源。
5.根据权利要求4所述的卡编码器，其中，当所述编码器正确操作时，所述处理器点亮第一光源；当存在编码器操作错误时，所述处理器点亮第二光源。
6.根据权利要求5所述的卡编码器，其中，当编码器准备好接受卡并且如果编码处理成功，则处理器使第一光源点亮，当准备好从编码器取出卡时，处理器使第一光源闪烁。
7.根据权利要求5所述的卡编码器，还包括：与处理器通信的存储器，其中，如果卡上的多个位与存储在存储器中的多个位不匹配，则处理器点亮第二光源。
8.根据权利要求1所述的卡编码器，还包括开关，当卡移动所述滑动机构至完全插入位置时，所述开关闭合。
9.根据权利要求8所述的卡编码器，其中，当所述开关闭合时，所述开关使所述磁头从写入配置切换到读取配置。
10.根据权利要求8所述的卡编码器，还包括与处理器通信的智能卡端口，其中，当所述处理器检测到开关闭合时，所述处理器促使所述智能卡端口检查所述卡是否具有智能芯片。
11.根据权利要求10所述的卡编码器，其中，所述磁头对磁条进行编码，以及其中，所述处理器使用单个操作程序来编码只具有磁条的卡、只具有智能芯片的卡和具有磁条和智能芯片二者的卡。
12.根据权利要求1所述的卡编码器，还包括外壳，用来容纳所述槽部分、滑动机构、电位计、磁头和处理器。
13.根据权利要求12所述的卡编码器，其中，所述外壳包括：卡插入部分，用来容纳所述槽部分、滑动机构、电位计和磁头；和基座部分，用来容纳至少一个数据端口。
14.根据权利要求13所述的卡编码器，其中，将所述槽部分、滑动机构、电位计和磁头置于编码器印刷电路板PCB上，以及其中，将所述至少一个数据端口置于通信PCB上，所述编码器PCB与通信PCB是可分离的。
15.根据权利要求14所述的卡编码器，其中，所述通信PCB上的所述至少一个数据端口是从包括串行端口、USB端口和以太网端口的组中选择的一个，以便允许通信PCB的定制独立于编码器PCB。
检测滑动机构在卡编码器中的位置，其中，所述滑动机构包括当卡插入接收卡的槽部分中时被向下推动的柱塞和值随着柱塞位置而改变的电位计，以便通过电位计值来连续地监测卡位置；
当将卡插入卡编码器时，根据检测的位置将数据写入卡；
当卡正被插入槽部分时，磁头进行写入操作；当卡正被从槽部分中取出时，磁头进行读取操作。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，该方法还包括照亮所述槽部分。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述照亮步骤包括：在第一颜色的第一光源和第二颜色的第二光源之间进行选择；
19.根据权利要求18所述的方法，其中，点亮第一光源包括：当编码器准备好接受卡并且如果编码处理成功，则稳定地点亮第一光源；
检测在卡到达完全插入位置之前是否被部分取出；和当卡被部分取出之后被重新插入时，在给定的卡位置重复写入步骤。
滑动机构，随着卡改变在槽部分内的位置而改变位置，所述滑动机构包括当卡插入所述槽部分中时被向下推动的柱塞和值随着柱塞位置而改变的电位计，以便通过电位计值来连续地监测卡位置；
与处理器通信的智能卡端口，其中，当处理器检测到开关闭合时，处理器促使智能卡端口检查卡是否具有智能芯片；
处理器，与电位计和智能卡端口通信，其中，所述处理器根据电位计的值所表示的位置，来命令智能卡端口进行读取功能和写入功能至少之一。
24.根据权利要求23所述的卡编码器，其中，卡编码器还包括照亮所述槽部分并由所述处理器控制的至少一个光源，其中，所述至少一个光源包括第一颜色的第一光源和第二颜色的第二光源。
25.根据权利要求24所述的卡编码器，其中，当所述编码器正确操作时，所述处理器点亮第一光源；当存在编码器操作错误时，所述处理器点亮第二光源。
26.根据权利要求25所述的卡编码器，其中，当所述编码器准备好接受卡并且如果编码处理成功，则所述处理器使第一光源点亮，当准备好从编码器中取出卡时，所述处理器使第一光源闪烁。
电子卡编码器
技术领域
[0001] 本发明涉及电子卡编码器。
背景技术
[0002] 在例如宾馆服务台等业务场所，通常采用电子钥匙卡编码器来产生定制的电子钥匙卡。一般来讲，钥匙编码器执行编码功能和读回功能以确保钥匙被正确编码。正如本领域所知的，钥匙卡具有由钥匙编码器编码的具有特定唯一代码的磁条。为了确保将卡插入锁时正确读回代码，代码必须被编码到磁条上的特定区域中。这样，钥匙编码器必须被设计成在编码和读卡过程中，始终知道被编码的卡的位置。
[0003] 目前，常用的有两种类型的钥匙编码器。一种编码器的结构是沿其长度方向具有槽的窄长方形结构。门电路检测卡的边沿何时通过槽中的给定位置以定位该卡，确保记录磁头在需要的区域对卡进行编码。为了对钥匙卡进行编码，用户握住卡并沿槽的整个长度手动划卡。当卡通过槽时，门电路启动，促使记录磁头开始对磁条进行编码并且使读取磁头确认正确编码。
[0004] 然而，对于这种类型结构的手动编码过程使用户经常出错。如果用户没有严格地保持卡在沿其整个长度的槽中(例如，如果用户在整个磁条被编码之前以一角度插入或取出卡)，则导致钥匙卡将在磁条上的错误位置沉积代码和/或在磁条上具有不完全代码。因为读取磁头不能定位没有在需要的区域开始和停止的代码，所以这种不正确的代码位置和格式使得不可能擦除并对卡重新编码。因此必须丢弃卡。还有，手动编码的结构需要两个磁头(即，记录磁头和读取磁头)，从而提高了结构的复杂性。
[0005] 为了消除手动将钥匙卡刷过编码器的人为错误的可能性，可替代的编码器结构包括通过前槽将卡拖到盒内的涂胶轮和马达。在这种结构中，有既进行编码又进行读取的单个磁头。轮子向前拖动卡以便使磁条通过磁头以便编码，回推卡以使该卡倒回，然后向前拖动卡以使磁条再次通过磁头，以便磁头能读取编码的磁条并确认正确编码。一旦磁头确认卡被正确编码，编码器再次回推该卡以通过前槽释放该卡。尽管轮子和马达确保代码沉积在需要的区域中，但是这种结构也需要将卡重复通过磁头，提高了编码器元件的磨损。随着时间的推移，轮子和马达也会老化，需要更换。
[0006] 需要一种不会怀疑编码错误的简单廉价的钥匙编码器。
发明内容
[0007] 本发明旨在提供一种钥匙卡编码器，大大减少卡编码错误而不依赖于任何电动机构来移动卡。取而代之，卡的移动手动进行。在一个实施例中，编码器具有当卡插入编码器中的槽中时被向下推动的柱塞。柱塞的位置控制电子元件(例如电位计(potentiometer))的值。因此，如果需要，电子元件的值与卡的位置相对应，允许在编码过程中始终跟踪卡的位置和方向。至少，电位计的值允许本发明确保卡上的代码在预期范围内开始和停止。
[0008] 当卡插入槽中时，磁头对卡上的磁条进行编码。当卡完全插入时，开关启动，促使编码器检查卡上的智能芯片，并且如果存在智能芯片则对该智能芯片进行编码，当取出卡时，磁头读取磁条上的代码以验证卡被正确编码，考虑将以相反方向读取该代码。
[0009] 在一个实施例中，槽被照亮以引导用户通过编码过程。例如，槽可以以第一颜色被稳定地照亮以表示编码器准备好接收卡进行编码，在卡被插入后以第一颜色闪烁以表示准备好取出卡并进行验证，以及在编码期间如果任何时间出现错误，则以第二颜色照亮该槽。照亮该槽向用户提供明确的反馈，进一步减少了编码错误的可能性。
[0010] 通过消除电动化元件同时限定手动卡移动，本发明的系统提供一种简单的方式对钥匙卡进行可靠编码，同时保持编码器结构的紧密和廉价。
附图说明
[0011] 图1是根据本发明的一个实施例的钥匙编码器的透视图；
[0012] 图2是图1的钥匙编码器的俯视图；
[0013] 图3是图1的钥匙编码器的后视图；
[0014] 图4是根据本发明的一个实施例在插入钥匙卡之前钥匙编码器的内部元件的示意图；
[0015] 图5是钥匙卡插入编码器之后图3中元件的示意图；
[0016] 图6是本发明的一个实施例中执行的钥匙卡初始化方法的流程图；和[0017] 图7是本发明的一个实施例中执行的钥匙卡编码和验证方法的流程图。
具体实施方式
[0018] 图1到图3描述了从编码器100的外部来看的根据本发明的一个实施例的钥匙编码器100。参考图1，编码器100包括具有卡插入部分104和基座部分106的常见的L形外壳102。在一个实施例中，卡插入部分104和基座部分106之间的角度大约为100度(即，距垂直偏离10度)。带角度的外壳与编码器的内部元件(以下将详细描述)的紧密配置相结合，最小化钥匙编码器100所占的桌面空间量。
[0019] 图2是图1的钥匙编码器100的示意俯视图，更详细的表示了卡插入部分104。卡插入部分104包括具有容纳标准钥匙卡的槽109的槽部分108。槽109最好比钥匙卡稍大，使得卡可以容易地插入槽109但不能在槽109内移动，以防止卡上的磁条和/或智能芯片与编码器100内的编码磁头之间的未对准，编码磁头从卡读取数据和向卡写入数据。
[0020] 在一个实施例中，槽部分108由透明材料制成，包含开口或斜面以便散发来自至少一个槽光源(例如LED)的光。在所描述的实施例中，槽109可以由两种不同颜色的LED点亮，一个“好的”颜色(例如蓝色或绿色)LED 110表示正确编码以及一个“坏的”颜色(例如红色)LED 112表示不正确编码。通过均匀散发来自光源110、112的光，使槽部分108被清楚地照亮，槽部分108为用户提供明白的关于卡编码过程成功或失败的反馈，使编码器100比具有小指示灯的现有编码器更容易读取。
[0021] 为了提供附加反馈，卡插入部分104具有多个与例如卡编码状态和传输状态相对应的指示灯114。指示灯114提供关于编码器的操作的附加反馈，而不干扰通过被照亮的槽109提供的主要反馈。
[0022] 图3更详细地表示基座部分106。在一个实施例中，基座部分106包括将编码器100与电源连接的电源连接端口116和至少一个数据端口，所述数据端口在编码器100和例如计算机或其它用户接口(未示出)之间传送数据。例如，数据端口可以包括USB端口
118、RS232串行端口119和/或TCP/IP(以太网)端口120。其它数据端口和它们的相应电路可以通过任何已知方法并入编码器100中。
[0023] 图4和5是描述根据本发明的一个实施例的钥匙编码器的内部元件的示意剖面图。注意，图4和5不是按比例绘制的；可以理解，例如，可以定位各种元件以便能从钥匙卡上的相应区域(例如磁条、智能芯片等)读取或写入。所描述的元件置于外壳的卡插入部分104内，如图4和5的剖视图的轮廓线示出。为了清楚起见，省略了置于编码器100的基座部分106中的元件，但是一般情况下，基座部分106可容纳通信印刷电路板(PCB)122，该通信印刷电路板(PCB)122用来支撑例如在编码器100与外部计算机之间传送数据和电力的任何已知电路。
[0024] 在所描述的实施例中，卡插入部分104容纳支撑透明槽部分108、点亮槽部分的光源110、112和指示灯114的编码器PCB 152。编码器PCB 152一般包括卡编码处理和顾客接口设备(例如，视觉指示器、LED等)，同时通信PCB 122包括通信设备，所述通信设备通过数据端口118、119、120作为编码器PCB 152和电输入/输出基础结构之间的通道。通信PCB 122可以被有选择地组装以提供多个I/O端口，或可以为特定应用需求只组装一个端口以降低成本。
[0025] 而且，编码器PCB 152和通信PCB 122是可分离的，使得可以修改通信PCB 122而编码器PCB 152不作任何改变。因此，编码器PCB 152可以不考虑特定应用而以相同方式制造，并与具有任何配置的通信PCB 122(例如，具有一个或两个端口的特定配置通信PCB122或具有所有三个端口的完全通用通信PCB 122)匹配以供定制。因此，创建可分离的编码器PCB 152和通信PCB 122使得可以通过只修改通信PCB 122来定制编码器100的通信端口，从而在制造标准的编码器PCB 152过程中可以保持因经营规模扩大而得到的经济节约。
[0026] 在一个实施例中，滑动机构154装配在编码器PCB 152上，用来监视当钥匙卡156插入槽109中时钥匙卡156的位置，并检测当卡插入时卡156的位置。在一个实施例中，滑动机构154包括支架158、弹簧偏置的柱塞160和可变输出电子元件(例如电位计162)。电位计162与进行读取和写入操作的磁头164一前一后地操作。可以定位支架158，使得在活塞160实际开始移动之前将卡156插入槽109一半；例如，该支架位置可以与用于在磁条上编码的标准开始位置相对应。
[0027] 当柱塞160并因此卡到达表示卡完全插入槽109的最低点时，位于槽部分108底部的开关166启动。编码器PCB 152也支撑智能卡端口168以便容纳具有智能芯片170的钥匙卡156。处理器172与电位计162、磁头164、智能卡端口168、开关166以及光源110、112、114连接，以便随卡位置和光照射而调整读取和编码处理。存储器180存储要编码到钥匙卡156上并可由处理器172访问的代码。
[0028] 滑动机构154可以通过任何已知的处理进行校准(例如，通过在处理器172中存储所需要的电位计值的位置)，以便将代码沉积在磁条174上的正确位置(例如，在选择的起始和停止边界内)。该校准处理补偿电位计162与支架158之间的制造差，使得磁头164可以不考虑制造差而在相同位置对钥匙卡156上的磁条174进行编码。注意，电位计162在编码器100中提供模拟位置检测系统而不是数字位置检测系统，从而降低了复杂性并节约成本。
[0029] 一旦滑动结构154被校准，电位计162将准确地反映卡156的位置。更具体地讲，当卡向下推入柱塞160时，柱塞160的位置改变电位计162的值。在一个实施例中，电位计的值随着柱塞位置线性改变。电位计162由处理器172监测。当电位计162到达所选阈值时，处理器172命令磁头164在与阈值相对应的每个卡位置将数据位编码到磁条174上(如果正在被插入)或从磁条174读取数据位(如果卡正在被取出)。可以使用电位计值来检查磁条174上的代码的起始和结束位置，并在编码期间检查每个单独位的位置。注意，尽管磁头164编码或读取各个位，但是不必在读取操作期间单独检查每个位的位置；对于读取来说，检查磁条174上的代码的整体位置就足够了。
[0030] 一旦卡156被完全插入槽109中，卡156的底边启动开关166，向处理器172指示卡156位于通过智能卡端口168检查智能芯片170的位置。注意，如果卡156在启动开关166之前被取出，则柱塞160的偏置力使柱塞160向上移回。处理器172检测到由该向上移动引起的电位计值变化并将信号发送到“坏的”LED 112以照亮槽109，从而通知用户出现了错误。
[0031] 当在检查智能芯片170之后取出卡156时，柱塞160的偏置力使柱塞160跟踪卡移出槽109的移动，改变电位计的值。当卡156被取出时，磁头164可以读取与由电位计值表示的位置相对应的每一位，以便验证磁条174被正确编码。因为磁头164将向后读取编码的磁条174，当比较磁条174上的代码和存储在存储器180中的代码时，处理器172补偿这个事实。
[0032] 图6和7更详细地描述了根据本发明的一个实施例，由钥匙编码器100执行的处理。图6所示的处理500描述了在卡156插入槽109之前由编码器100进行的处理。编码器100首先通过端口118、119、120中的一个，从例如主机(未示出)接收要编码到卡上的钥匙代码(例如，136位)(方框502)。然后，处理器172检查钥匙代码中的校验和分组，以验证钥匙代码具有预期的位数并在其它方面是正确的(方框504)。一旦钥匙代码被验证，处理器172在编码缓冲器中存储钥匙代码(方框506)，并执行编码器验证模块以验证钥匙代码具有正确的位数和格式(方框508)。一旦钥匙代码被验证，就将钥匙代码存储在存储器180中，并且以稳定的光(例如绿光或蓝光)点亮槽部分108以表示编码器100准备好接收卡插入(方框510)。
[0033] 参考图7，处理器172通过检查电位计162值的变化来检查支架158位置的任何变化(方框512)。一旦钥匙卡156已经插入到槽109中足够远以开始移动支架158从而移动柱塞160(方框514)，导致的电位计162值变化向处理器172指示卡正在移动。当处理器172检测到电位计162值与第一位的位置相对应时，磁头164将钥匙代码的第一位编码到钥匙卡上(方框516)。当卡被进一步插入槽109中并向下推动柱塞160时，磁头164根据电位计162值所表示的卡位置对后续位进行编码(方框516、517、518)。继续编码处理直到将钥匙代码(例如，136位)完全编码到卡156上。一旦将卡156完全插入槽109中，闭合槽部分108底部的开关166(方框522)，通知处理器将磁头164的操作从写入操作改变为读取操作。注意，如果卡在完全插入槽109之前被取出，将会使槽部分108以“坏的”颜色照亮并闪烁，表示编码错误(方框544)。例如，如果当电位计颠倒方向时写入或读出的位数比预期的位数少，则处理器能检测到卡156的过早取出。
[0034] 注意，在卡被完全编码之前，因为当卡轻微取出时弹簧偏置力使柱塞160向后移动，从而卡156的任何向后移动将会使电位计162的值改变，所以处理器能检测卡156是否颠倒方向，即使是少量的。因此，如果必要，磁头164可以在一特定位置不止一次地写入数据位，以便即使用户未能平缓地插入卡，也能保持代码完整性。这样，通过电位计162值来连续地监测卡位置，本发明的编码器100可以提供可靠性高的编码质量，而不依赖于任何机械设备。相反，编码器100能够。
[0035] 图7也描述了可以由编码器100进行的可选步骤，以检测并编码和/或读取卡156上的智能芯片170。注意，本发明的编码器100是足够灵活的，以容纳磁条钥匙卡和智能卡而不需要改变或用户输入；作为替代，编码器100能自动检测和编码两种类型的卡。另外，如果需要，可以单独进行智能芯片170的编码处理，允许编码器100被设计为只写入/读取智能卡。
[0036] 一旦处理器172检测到钥匙卡被完全插入，则将电力输送到智能卡端口168以激活端口168(方框530)。然后，智能卡端口168检查插入的钥匙卡，以便确定插入的卡是否具有智能芯片170。为了实现这一目的，智能卡端口168将信号发送到卡156并等待来自卡的回复(方框532)。
[0037] 如果插入的卡不是智能卡，则将来自智能卡端口168的信号只发送给卡体(例如，裸露塑料)，卡体将不会产生返回到智能卡端口168的返回信号。如果智能卡端口168没有接收到返回信号，则编码器100将认为插入的钥匙卡只具有磁条。因此，编码器100使槽部分108以“好的”颜色(例如，绿色或蓝色)照亮并闪烁，以通知用户把卡从槽109中取出(方框536)。
[0038] 当取出卡时，磁头164读取编码的磁条(方框538)。注意，当从编码器100中取出卡时，编码的磁条通过磁头164向后读取；当比较由磁头164读取的代码和由处理器存储在存储器180中的代码时，会考虑这一点。然后，编码器100检查磁头164读取的代码是否与存储在存储器180中的代码匹配(方框540)。如果代码匹配，则表示该卡被正确编码。因此，在卡取出后，会以“好的”颜色稳定地照亮槽部分108，以表示代码被正确编码到磁条
174上(方框542)。
[0039] 如果由磁头164读取的代码与存储在存储器180中的代码不匹配，则表示卡156没有被正确编码。在这种情况下，处理器172使槽部分108以“坏的”颜色(例如，红色)点亮并闪烁，以便通知用户出错(方框544)。注意，通过改变点亮槽部分108的光的颜色和闪烁，被点亮的槽部分108清楚并明白地表示插入的卡何时应该被取出以及编码是否成功。
[0040] 如果插入的钥匙卡是智能卡(即，其上具有智能芯片170的卡)，智能芯片170将响应来自智能卡端口的信号而返回一信号，因此，编码器100将认为该卡是智能卡和/或具有存储芯片(方块548)。然后，智能卡端口168读取和/或写入数据到智能芯片170(方框550)，然后将芯片上的代码与存储在存储器180中的代码进行比较，以验证芯片170是否被正确编码(方框538)。与上述示例相同，如果芯片被正确编码，在取出卡后，将会以“好的”颜色稳定地照亮槽部分108(方框540)，以及如果存在编码错误，则在取出卡后，槽部分108将以“坏的”颜色闪烁(方框544)。当从槽部分108取出卡156时，编码器以上述方式检查并验证磁条(如果有)上的代码。
[0041] 注意，图7所示的实施例假设卡具有磁条或者具有磁条和智能芯片两者。如果卡只具有智能芯片而没有磁条，则可以根据图7所示的方法省略与编码磁条有关的所有步骤(例如，方框516到518和方框538)而不脱离本发明的范围。因此，本发明的编码器100是灵活的，足够编码多种类型的钥匙卡而不对编码器100本身作任何实质上的改变。从上述描述可以看出，设计用于所有三种类型的卡的编码器100，采用相同的操作步骤对具有磁条的卡、具有智能芯片的卡和具有磁条和芯片二者的卡进行编码。这样，同一编码器100可以自动编码不同类型的卡，而不需要任何用户输入来改变编码步骤。
[0042] 因此，本发明的钥匙卡编码系统和方法依赖于手动而不是机械移动卡使卡定位，从而不需要高成本和高维护的马达和轮子。注意，尽管上述示例在每个例子中检查并编码磁条，而不考虑卡是否具有磁条、智能芯片或二者都有，但是对编码器的简单结构作微小的改变而只采用磁卡读取器或只采用智能芯片读取器也能实现本发明，而不会脱离本发明的范围。进一步，本发明的系统通过大的、容易读取的被点亮的槽向用户提供清晰的反馈，消除了由不清楚的显示引起的任何不明确。通过每次将卡插入时检查卡的磁条和智能芯片二者，本发明的系统也能对磁条和智能芯片二者进行编码，同时仍保持编码器的尺寸和紧凑外形，并且卡检测和编码算法简单。
[0043] 应该理解，在实现本发明时可以采用这里所描述的发明实施例的各种替换。旨在采用下面的权利要求定义本发明的范围从而覆盖这些权利要求范围内的方法和装置以及其等同物。
