專利名稱：會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連同機(jī)器一起使用的記錄載體，特別涉及帶有半導(dǎo)體電路 元件的記錄載體，尤其涉及一種會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器及實(shí)現(xiàn)方 法。
背景技術(shù)：
隨著射頻識別技術(shù)的發(fā)展和移動通信終端(稱作“手機(jī)”)的日益普 及，在手機(jī)中嵌入射頻智能卡，使人們能夠利用手機(jī)中的射頻智能卡處理購物消費(fèi)、小額支 付和考勤等日常事務(wù)，已經(jīng)成為移動通信業(yè)界的一個熱點(diǎn)研究和發(fā)展方向。所述射頻智能 卡是指含有射頻功能的SIM卡，通過把該射頻SIM卡安裝在手機(jī)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)與外部射 頻讀卡器進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)所述的手機(jī)支付等功能；所述射頻讀卡器可采用陣列天線等 技術(shù)，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)與含有射頻SIM卡的手機(jī)穩(wěn)定通訊，且距離控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。隨著射頻SIM卡及射頻讀卡器的大規(guī)模應(yīng)用，射頻讀卡器可能面臨被惡意改造的 危險，通過改造射頻讀卡器，有可能使得射頻讀卡器與含有射頻SIM的手機(jī)通信距離發(fā)生 變化，從而使得交易距離變得不可控，引起系統(tǒng)安全隱患。現(xiàn)有技術(shù)射頻讀卡器存在以下不足射頻讀卡器可以被改造，從而使射頻讀卡器 與含有射頻SIM的手機(jī)通訊距離發(fā)生變化，從而使得交易距離變得不可控，引起系統(tǒng)的安全隱患。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出 一種能防止非授權(quán)改造的射頻讀卡器及其實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種會自動診斷是 否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器，用于同裝有射頻SIM卡的移動通信終端通信，包括射頻 收發(fā)模塊A、微控制器MCU和射頻天線群，所述射頻收發(fā)模塊A與微控制器MCU電連接；所述 射頻天線群是包括η個子天線的射頻天線陣列，其中η ^ 2 ；各該子天線借助射頻切換開關(guān) 組與所述射頻收發(fā)模塊A電連接，所述射頻切換開關(guān)組在微控制器MCU的控制下切換，以使 各子天線支路按預(yù)設(shè)的方式輪流與射頻收發(fā)模塊A接通，還包括射頻收發(fā)模塊B和獨(dú)立天 線；所述射頻收發(fā)模塊B與微控制器MCU電連接；所述獨(dú)立天線與射頻收發(fā)模塊B電連接， 用以接收射頻收發(fā)模塊A通過各子天線發(fā)送的射頻信號，微控制器MCU通過比較預(yù)存的各 天線信號強(qiáng)度與當(dāng)前接收的信號強(qiáng)度是否一致，從而判斷出所述射頻讀卡器是否已被非授 權(quán)改造。所述射頻切換開關(guān)組包括m個射頻切換開關(guān)，其中m≥3，該m個射頻切換開關(guān)按 N級排列，其中N ≥ 1，與射頻模塊A相連的開關(guān)稱為第一級，以此類推，與子天線相連的為 第N級，且自各子天線端至射頻收發(fā)模塊A端，每級射頻切換開關(guān)的數(shù)量逐級遞減；所述射頻切換開關(guān)的數(shù)量由開關(guān)級數(shù)確定，當(dāng)開關(guān)為N級時，子天線的總數(shù)量為 2N，開關(guān)總數(shù)量為20+21+22+. . . +2Η，其中第一級切換開關(guān)數(shù)為2°個，第二級切換開關(guān)數(shù)為 21，第三級切換開關(guān)數(shù)為22，第N級切換開關(guān)數(shù)為2νΛ所述獨(dú)立天線(105)是由多個子天線組成的天線陣列，每個子天線對應(yīng)連接一個 射頻收發(fā)模塊B (102)。。所述射頻切換開關(guān)在微控制器MCU的控制下切換，以使其對應(yīng)各子天線支路按預(yù)設(shè)的方式輪流與射頻收發(fā)模塊A接通，從而完成與射頻sim卡的通信。為了解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題，其技術(shù)方案還可以是，提供一種會自動診斷 是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器的方法，基于權(quán)利要求1所述的射頻讀卡器，尤其是，包 括如下步驟A、在微控制器MCU中預(yù)先存儲各子天線信號強(qiáng)度的門限值；B、射頻讀卡器上電時或者每隔一段時間，判斷各子天線射頻信號強(qiáng)度是否在預(yù)存 的對應(yīng)各子天線信號強(qiáng)度的門限值內(nèi)，若各子天線射頻信號強(qiáng)度在預(yù)存的各子天線的工作 門限值內(nèi)，則射頻讀卡器正常工作。所述步驟A預(yù)存工作門限值X時包括分步驟Al、微控制器MCU控制各射頻切換開關(guān)，使得各個子天線輪流與射頻收發(fā)模塊A連 接；A2、射頻收發(fā)模塊A通過與其連接的子天線發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模塊B檢測此 時射頻收發(fā)模塊A發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度，并記錄在微控制器MCU中；A3、重復(fù)步驟Al、A2，直到所有子天線均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A之后，在微控 制器MCU中記錄了所有子天線連接射頻收發(fā)模塊A時的射頻信號強(qiáng)度X ；A4、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給射頻信號強(qiáng)度X增加一個誤差范圍Y，誤差范圍Y為多次試驗(yàn)測 試統(tǒng)計(jì)值；把X+Y值作為讀卡器工作時判斷各子天線發(fā)送射頻信號強(qiáng)度是否符合要求的門 限。所述步驟B包括分步驟Bi、微控制器MCU控制射頻切換開關(guān)，使得各個子天線輪流與射頻收發(fā)模塊A連 接；B2、射頻收發(fā)模塊A通過與其連接的子天線發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模塊B檢測此 時射頻收發(fā)模塊A發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度；B3、重復(fù)步驟B1、B2，直到所有子天線均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A)之后，在微控 制器MCU中記錄所有子天線連接射頻收發(fā)模塊A時的射頻信號強(qiáng)度X'；B4、在微控制器MCU中計(jì)算(X+Y)_X'，如果計(jì)算結(jié)果值大于0，轉(zhuǎn)入正常工作，否 則報警并停止工作。射頻讀卡器工作是由射頻收發(fā)模塊A通過射頻天線群發(fā)射，射頻收發(fā)模塊B通過 獨(dú)立天線接收；或者由射頻收發(fā)模塊B通過獨(dú)立天線發(fā)射，射頻收發(fā)模塊Α)通過射頻天線 接收。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所采用的上述技術(shù)方案的有益效果在于能夠有效地 防止讀卡器被惡意篡改。


圖1是本發(fā)明用于移動通信終端的射頻讀卡器的原理框圖；圖2是所述射頻讀卡器預(yù)先設(shè)置各子天線的工作門限值的流程圖；圖3是所述射頻讀卡器判斷信號是否在工作門限值內(nèi)的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合各附圖所示之優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。本發(fā)明是一種能防止非授權(quán)改造的射頻讀卡器10，用于同裝有射頻SIM卡的移動 通信終端通信，如圖1所示包括射頻收發(fā)模塊A 101、微控制器MCU 103和射頻天線群104， 所述射頻收發(fā)模塊A 101與微控制器MCU 103電連接；所述射頻天線群104是包括η個子天線1041的射頻天線陣列，其中η ^ 2 ；各該子天線1041借助射頻切換開關(guān)組106與所述 射頻收發(fā)模塊A 101電連接，所述射頻切換開關(guān)組在微控制器MCU 103的控制下切換，以使 各子天線1041支路按預(yù)設(shè)的方式輪流與射頻收發(fā)模塊A 101接通，還包括射頻收發(fā)模塊B 102和獨(dú)立天線105;所述射頻收發(fā)模塊B 102與微控制器MCU 103電連接；所述獨(dú)立天線 105與射頻收發(fā)模塊B 102電連接，用以接收射頻收發(fā)模塊A通過各子天線1041發(fā)送的射 頻信號，微控制器MCU 103通過比較預(yù)存的各天線信號強(qiáng)度與當(dāng)前接收的信號強(qiáng)度是否一 致，從而判斷出所述射頻讀卡器10是否已被非授權(quán)改造。所述射頻切換開關(guān)組106包括m個射頻切換開關(guān)1061，其中m≥3，該m個射頻切 換開關(guān)1061按N級排列，其中N ≥1，與射頻模塊A 101相連的開關(guān)稱為第一級，以此類推， 與子天線1041相連的為第N級，且自各子天線1041端至射頻收發(fā)模塊A 101端，每級射頻 切換開關(guān)1061的數(shù)量逐級遞減。所述射頻切換開關(guān)1061的數(shù)量由開關(guān)級數(shù)確定，當(dāng)開關(guān)為N級時，子天線1041的 總數(shù)量為2N，開關(guān)總數(shù)量為f+Z1+ +. . . +2N_S其中第一級切換開關(guān)1061數(shù)為2°個，第二級 切換開關(guān)1061數(shù)為21，第三級切換開關(guān)1061數(shù)為22，第N級切換開關(guān)1061數(shù)為2ΝΛ所述獨(dú)立天線105是由多個子天線組成的天線陣列，每個子天線對應(yīng)連接一個射 頻收發(fā)模塊B 102。所述射頻切換開關(guān)1061在微控制器MCU 103的控制下切換，以使其對應(yīng)各子天線 1041支路按預(yù)設(shè)的方式輪流與射頻收發(fā)模塊A 101接通，從而完成與射頻sim卡的通信。如圖1所示，所述射頻切換開關(guān)1041的總量個數(shù)和分級連接可以根據(jù)射頻切換開 關(guān)的類型及微控制器MCU 103的具體情況做相應(yīng)連接設(shè)計(jì)，只要確保各子天線1041支路輪 流切換導(dǎo)通即可。例如，在圖1中，各射頻切換開關(guān)1041采用二極管的形式，通過微控制器 MCU 103控制二極管的導(dǎo)通與否，來控制各子天線1041支路的通斷，由于此控制屬傳統(tǒng)技 術(shù)，這里不再詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上對開關(guān)組106的連接方式所 進(jìn)行的通常變化和替換包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。為了解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題，其技術(shù)方案還可以是，提供一種防止非授權(quán) 改造的射頻讀卡器的方法，基于上述的讀卡器，尤其是，方法包括如下步驟Α、在微控制器MCU 103中預(yù)先存儲各子天線1041信號強(qiáng)度的門限值；B、射頻讀卡器10上電時或者每隔一段時間，判斷各子天線1041射頻信號強(qiáng)度是 否在預(yù)存的對應(yīng)各子天線1041信號強(qiáng)度的門限值內(nèi)，若各子天線1041射頻信號強(qiáng)度在預(yù) 存的各子天線1041的工作門限值內(nèi)，則射頻讀卡器正常工作。所述步驟A預(yù)存工作門限值X時包括分步驟Al、微控制器MCU 103控制各射頻切換開關(guān)1061，使得各個子天線1041輪流與射 頻收發(fā)模塊A 101連接；Α2、射頻收發(fā)模塊A 101通過與其連接的子天線1041發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模 塊B 102檢測此時射頻收發(fā)模塊A 101發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度，并記錄在微控制器MCU 103 中；A3、重復(fù)步驟Al、Α2，直到所有子天線1041均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A 101之 后，在微控制器MCU 103中記錄了所有子天線1041連接射頻收發(fā)模塊A 101時的射頻信號 強(qiáng)度X;
A4、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給射頻信號強(qiáng)度X增加一個誤差范圍Y，誤差范圍Y為多次試驗(yàn)測試 統(tǒng)計(jì)值；把X+Y值作為讀卡器工作時判斷各子天線1041發(fā)送射頻信號強(qiáng)度是否符合要求的 門限。所述步驟B包括分步驟Bi、微控制器MCU 103控制射頻切換開關(guān)1061，使得各個子天線1041輪流與射頻 收發(fā)模塊A 101連接；B2、射頻收發(fā)模塊A 101通過與其連接的子天線1041發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模 塊B 102檢測此時射頻收發(fā)模塊A 101發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度；B3、重復(fù)步驟Bi、B2，直到所有子天線1041均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A 101之 后，在微控制器MCU 103中記錄所有子天線1041連接射頻收發(fā)模塊A 101時的射頻信號強(qiáng) 度X'；B4、在微控制器MCU中計(jì)算(X+Y)_X'，如果計(jì)算結(jié)果值大于0，轉(zhuǎn)入正常工作，否 則報警并停止工作。射頻讀卡器10工作時由射頻收發(fā)模塊A 101通過射頻天線群104發(fā)射，射頻收發(fā) 模塊B 102通過獨(dú)立天線105接收；或者由射頻收發(fā)模塊B 102通過獨(dú)立天線105發(fā)射，射 頻收發(fā)模塊A 101通過射頻天線104接收。本發(fā)明用于移動通信終端的射頻讀卡器10工作時，所述微控制器MCU 103控制所 述射頻切換開關(guān)組106，使各子天線1041支路輪流導(dǎo)通以接收射頻sim卡發(fā)出的信號，所述 射頻收發(fā)模塊A 101在接收到各子天線1041的信號后上報給微控制器MCU 103，微控制器 MCU 103根據(jù)各信號強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后對射頻sim卡(手機(jī))與讀卡器之間的距離作出 準(zhǔn)確地判斷，然后再確定讀卡，避免錯讀和誤讀的現(xiàn)象。如圖2，射頻讀卡器自檢參數(shù)預(yù)設(shè)實(shí)施步驟如下Α、步驟201所示，讀卡器上電后進(jìn)行初始化；B、步驟202和203所示，設(shè)置射頻模塊A為發(fā)射狀態(tài)，模塊B為接收狀態(tài)；C、步驟204所示，通過MCU控制輪流切換導(dǎo)通各子天線；D、步驟205所示，把模塊B接收到的各子天線場強(qiáng)RSSI值X加上允許誤差經(jīng)驗(yàn)值 Y后存儲到MCU中，誤差范圍Y為多次試驗(yàn)測試統(tǒng)計(jì)值。如圖3，射頻讀卡器自檢參數(shù)判斷實(shí)施步驟如下Α、步驟301所示，射頻讀卡器上電時或者每隔一段時間進(jìn)行初始化；B、步驟302和303所示，設(shè)置射頻模塊A為發(fā)射狀態(tài)，射頻模塊B為接收狀態(tài)；C、步驟304所示，通過MCU 103控制輪流切換導(dǎo)通各子天線；D、步驟305所示，模塊B接收各子天線場強(qiáng)RSSI值X'；Ε、步驟306、307、308、309所示，把此次接收到的各天線RSSI值X'與預(yù)存儲的各 天線RSSI值Χ+Υ相減，如RSSI小于零，轉(zhuǎn)入正常工作模式；否則報警并禁止刷卡。上述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)過程，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的通常 變化和替換包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)，用于同裝有射頻SIM卡的移動通信終端通信，包括射頻收發(fā)模塊A(101)、微控制器MCU(103)和射頻天線群(104)，所述射頻收發(fā)模塊A(101)與微控制器MCU(103)電連接；所述射頻天線群(104)是包括n個子天線(1041)的射頻天線陣列，其中n≥2；各該子天線(1041)借助射頻切換開關(guān)組(106)與所述射頻收發(fā)模塊A(101)電連接，所述射頻切換開關(guān)組在微控制器MCU(103)的控制下切換，以使各子天線(1041)支路按預(yù)設(shè)的方式輪流與射頻收發(fā)模塊A(101)接通，其特征在于還包括射頻收發(fā)模塊B(102)和獨(dú)立天線(105)；所述射頻收發(fā)模塊B(102)與微控制器MCU(103)電連接；所述獨(dú)立天線(105)與射頻收發(fā)模塊B(102)電連接，用以接收射頻收發(fā)模塊A通過各子天線(1041)發(fā)送的射頻信號，微控制器MCU(103)通過比較預(yù)存的各天線信號強(qiáng)度與當(dāng)前接收的信號強(qiáng)度是否一致，從而判斷出所述射頻讀卡器(10)是否已被非授權(quán)改造。
2.如權(quán)利要求1所述的會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)，其特征在于所述射頻切換開關(guān)組(106)包括m個射頻切換開關(guān)(1061)，其中m彡3，該m個射頻切 換開關(guān)(1061)按N級排列，其中N > 1，與射頻模塊A(IOl)相連的開關(guān)稱為第一級，以此類 推，與子天線(1041)相連的為第N級，且自各子天線(1041)端至射頻收發(fā)模塊A(IOl)端， 每級射頻切換開關(guān)(1061)的數(shù)量逐級遞減；所述射頻切換開關(guān)(1061)的數(shù)量由開關(guān)級數(shù)確定，當(dāng)開關(guān)為N級時，子天線(1041)的 總數(shù)量為2N，開關(guān)總數(shù)量為f+Z1+ +. . . +2H，其中第一級切換開關(guān)(1061)數(shù)為2°個，第二 級切換開關(guān)(1061)數(shù)為21，第三級切換開關(guān)(1061)數(shù)為22，第N級切換開關(guān)(1061)數(shù)為 2N-1。
3.如權(quán)利要求1所述的會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)，其特征在于所述獨(dú)立天線(105)是由多個子天線組成的天線陣列，每個子天線對應(yīng)連接一個射頻 收發(fā)模塊B (102)。
4.一種會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)的方法，基于權(quán)利要求1所 述的射頻讀卡器，其特征在于，包括如下步驟A、在微控制器MCU(103)中預(yù)先存儲各子天線(1041)信號強(qiáng)度的門限值；B、射頻讀卡器(10)上電時或者每隔一段時間，判斷各子天線(1041)射頻信號強(qiáng)度是 否在預(yù)存的對應(yīng)各子天線(1041)信號強(qiáng)度的門限值內(nèi)，若各子天線(1041)射頻信號強(qiáng)度 在預(yù)存的各子天線(1041)的工作門限值內(nèi)，則射頻讀卡器正常工作。
5.如權(quán)利要求4所述的會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)的方法，其 特征在于所述步驟A預(yù)存工作門限值X時包括分步驟Al、微控制器MCU(103)控制各射頻切換開關(guān)(1061)，使得各個子天線(1041)輪流與射 頻收發(fā)模塊A (101)連接；A2、射頻收發(fā)模塊A(IOl)通過與其連接的子天線(1041)發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模塊 B (102)檢測此時射頻收發(fā)模塊A(IOl)發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度，并記錄在微控制器MCU (103)中；A3、重復(fù)步驟A1、A2，直到所有子天線(1041)均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A(101)之后， 在微控制器MCU(103)中記錄了所有子天線(1041)連接射頻收發(fā)模塊A(IOl)時的射頻信 號強(qiáng)度X;A4、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給射頻信號強(qiáng)度X增加一個誤差范圍Y，誤差范圍Y為多次試驗(yàn)測試統(tǒng)計(jì) 值；把X+Y值作為讀卡器工作時判斷各子天線(1041)發(fā)送射頻信號強(qiáng)度是否符合要求的門 限。
6.如權(quán)利要求4所述的會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)的方法，其 特征在于所述步驟B包括分步驟Bi、微控制器MCU(103)控制射頻切換開關(guān)(1061)，使得各個子天線(1041)輪流與射頻 收發(fā)模塊A (101)連接；B2、射頻收發(fā)模塊A(IOl)通過與其連接的子天線(1041)發(fā)送射頻信號；射頻收發(fā)模塊 B (102)檢測此時射頻收發(fā)模塊A(IOl)發(fā)送的射頻信號強(qiáng)度；B3、重復(fù)步驟B1、B2，直到所有子天線(1041)均輪流連接到射頻收發(fā)模塊A(101)之后， 在微控制器MCU (103)中記錄所有子天線(1041)連接射頻收發(fā)模塊A(IOl)時的射頻信號 強(qiáng)度X'；B4、在微控制器MCU中計(jì)算(X+Y)-X'，如果計(jì)算結(jié)果值大于0，轉(zhuǎn)入正常工作，否則報警并停止工作。
7.如權(quán)利要求4所述的會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)的方法，其 特征在于射頻讀卡器(10)工作是由射頻收發(fā)模塊A(IOl)通過射頻天線群(104)發(fā)射，射頻收 發(fā)模塊Β(102)通過獨(dú)立天線(105)接收；或者由射頻收發(fā)模塊Β(102)通過獨(dú)立天線(105) 發(fā)射，射頻收發(fā)模塊A (101)通過射頻天線(104)接收。
全文摘要
一種會自動診斷是否已被非授權(quán)改造的射頻讀卡器(10)，用于同裝有射頻SIM卡的移動通信終端通信，包括射頻收發(fā)模塊A(101)、微控制器MCU(103)、射頻天線(104)，還包括射頻收發(fā)模塊B(102)和獨(dú)立天線(105)；射頻收發(fā)模塊B(102)與微控制器MCU(103)作電連接；獨(dú)立天線(105)與射頻收發(fā)模塊B(102)電連接，用以接收射頻收發(fā)模塊A通過各子天線(1041)所發(fā)的射頻信號，通過微控制器MCU(103)比較預(yù)存各天線的信號強(qiáng)度與當(dāng)前接收信號強(qiáng)度是否一致，從而判斷出讀卡器(10)是否被非授權(quán)改造。本發(fā)明所采用的上述技術(shù)方案的有益效果在于能夠有效地防止讀卡器被惡意篡改。
文檔編號G06K7/00GK101989325SQ20091010955
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者余運(yùn)波, 孫迎彤, 朱忠遷, 歐陽立 申請人:國民技術(shù)股份有限公司