專利名稱：一種讀卡器及射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及射頻通信領(lǐng)域，尤其涉及一種讀卡器及射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻通信是一種通用的無線通信方式，它使用調(diào)頻、調(diào)幅或者調(diào)相等調(diào)制方式將 數(shù)字信號調(diào)制成無線信號進(jìn)行傳輸。在一個射頻通信系統(tǒng)中，為了能夠?qū)ο到y(tǒng)中多個設(shè)備 進(jìn)行識別，通常會使用時分復(fù)用、頻分復(fù)用以及碼分多址等技術(shù)來對系統(tǒng)內(nèi)部多個設(shè)備進(jìn) 行區(qū)分。NFC (Near Field Communication，近場通信)技術(shù)作為一種近距離無線通信技術(shù)， 具有安全性高、防竊聽效果好，被廣泛的應(yīng)用于無線支付、身份認(rèn)證等應(yīng)用領(lǐng)域。通常NFC 使用13. 56MHz頻段來實現(xiàn)近距離無線通信。移動支付，也稱為手機(jī)支付，就是允許用戶使用其移動終端(通常是手機(jī))對所消 費的商品或服務(wù)進(jìn)行賬務(wù)支付的一種服務(wù)方式，比如乘坐公汽或地鐵時刷卡購票，在電影 院刷卡購買電影票，在超市或酒店刷卡買單。整個移動支付價值鏈包括移動運營商、支付服 務(wù)商、應(yīng)用提供商、設(shè)備提供商、系統(tǒng)集成商、商家和終端用戶。目前，移動支付的實現(xiàn)方式主要依賴于以下幾種技術(shù)1. NFC手機(jī)技術(shù)NFC手機(jī)技術(shù)在手機(jī)上集成用于近距離射頻通信的NFC芯片和射 頻天線，如諾基亞的工作在13. 56MHz頻段的NFC手機(jī)。SIM卡通過連接手機(jī)上的射頻芯片 來實現(xiàn)射頻支付功能。2. SIM Pass技術(shù)該技術(shù)使用雙界面卡來實現(xiàn)SIM卡功能的承載，使用柔性PCB天 線連接NFC天線，實現(xiàn)射頻支付功能。3.貼膜卡技術(shù)該技術(shù)使用雙界面卡的貼膜封裝，在手機(jī)與SIM卡之間過濾感興 趣的指令。同時，貼膜卡通過柔性PCB連接NFC天線，實現(xiàn)射頻支付功能。4.射頻SIM卡技術(shù)該技術(shù)使用高頻、甚高頻、超高頻以及微波頻段信號實現(xiàn)數(shù)據(jù) 通信。這些頻段頻率高，天線可以做到SIM卡上，因此可實現(xiàn)單卡提供射頻支付的功能。但是現(xiàn)存的各種技術(shù)都存在自身難以解決的問題，在實際應(yīng)用中難以推廣。 首先，NFC手機(jī)技術(shù)要求更換用戶手機(jī)，技術(shù)升級成本高昂。而且目前市場上支持 NFC技術(shù)的手機(jī)數(shù)量少，無法滿足用戶個性化選擇的需求。其次，SIM Pass技術(shù)使用的雙界面智能卡一般容量較小，難以提供各個移動運營 商一卡多用的需求。另外，柔性天線的成本較高，而且連接穩(wěn)定性問題也始終無法徹底解 決。同時，手機(jī)SIM卡座形態(tài)不一，不同的形態(tài)需要使用不同的柔性天線，這無疑導(dǎo)致了用 戶難以接受。第三，貼膜卡技術(shù)同樣需要使用柔性PCB天線，這將導(dǎo)致與SIM Pass技術(shù)同樣的 問題。第四，射頻SIM卡技術(shù)使用的頻段穿透力強，無法實現(xiàn)真正的NFC通信，而現(xiàn)有技 術(shù)所做的距離控制都無法保證交易過程的信息安全。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種讀卡器，具有雙頻協(xié)同功能；本實用新型還提供 了由該讀卡器構(gòu)成的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，該射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)能夠?qū)ι漕l通信接口的開關(guān) 狀態(tài)進(jìn)行控制，從而限定了移動終端只有在NFC卡的刷卡范圍之內(nèi)才能完成與讀卡器之間 射頻信道的建立以及射頻信息的安全傳輸，使其能夠解決現(xiàn)有射頻SIM卡無法進(jìn)行準(zhǔn)確可 靠的距離控制以及無法保證交易過程的信息安全的問題。本實用新型提供的讀卡器，其特征在于，它包括一個與處理器電連接、用于與NFC 卡進(jìn)行無線通訊的NFC通信接口 ；一個與處理器電連接、用于與射頻SIM卡進(jìn)行無線通訊的 射頻通信接口 ； 一個與NFC通信接口、射頻通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的處理器。本實用新型提供的具有上述讀卡器的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，它還包括 移動終端，移動終端內(nèi)設(shè)置有用于與讀卡器中的射頻通信接口進(jìn)行無線通訊的射頻SIM 卡，以及用于與讀卡器中的NFC通信接口進(jìn)行無線通訊的NFC卡。所述NFC 卡作為一種 RFID (Radio Frequency Identif ication，射頻識別)標(biāo)簽， 可以選用距離控制技術(shù)成熟的Mifare卡、DESFire卡以及Felica卡等產(chǎn)品，這類產(chǎn)品都能 通過薄膜封裝工藝，將射頻天線與芯片同時封裝在一張薄膜貼紙中，這種薄膜貼紙形式的 NFC卡能夠方便牢靠的粘貼在各種移動終端上。本實用新型提供的一種借助NFC卡構(gòu)建的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，用于完成對射頻 SIM卡進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的距離控制，同時保證了交易過程中的信息安全。該系統(tǒng)包括讀卡器和 移動終端，讀卡器內(nèi)設(shè)置有NFC通信接口、射頻通信接口和處理器，移動終端內(nèi)設(shè)置有NFC 卡和射頻SIM卡；NFC通信接口用于與NFC卡建立近場通信連接，完成對NFC卡的數(shù)據(jù)訪問， 并與處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；射頻SIM卡為同時具備接觸式SIM卡功能和非接觸式射頻 通信功能的射頻智能卡；射頻通信接口用于與射頻SIM卡建立射頻連接，接收來自射頻SIM 卡的射頻信息，或向射頻SIM卡發(fā)送射頻信息；處理器用于接收和處理來自NFC通信接口以 及射頻通信接口的數(shù)據(jù)信息，并控制NFC通信接口和射頻通信接口的開關(guān)狀態(tài)；NFC卡作為 一種RFID標(biāo)簽，與同一頻段的NFC通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，執(zhí)行NFC通信接口所下達(dá)的指 令，并進(jìn)行結(jié)果反饋。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果在于通過本實用新型可以簡單高效 的融合NFC射頻數(shù)據(jù)通訊方案和射頻SIM卡射頻數(shù)據(jù)通訊方案的優(yōu)點，實現(xiàn)對射頻SIM卡 準(zhǔn)確可靠的距離控制，同時保證了射頻SIM卡在射頻數(shù)據(jù)通訊過程中的信息安全。本實用 新型充分利用了現(xiàn)有NFC卡作為支付手段所具有的交易安全性以及射頻SIM卡的體積小、 成本低的特性，可大幅提高射頻數(shù)據(jù)通訊的安全性，并有效降低射頻數(shù)據(jù)通訊的實施成本。

圖1為讀卡器及射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為移動終端配置示意圖。圖3為讀卡器的讀卡流程圖。
具體實施方式
下面通過借助實施例和附圖更加詳細(xì)地說明本實用新型，但以下實施例僅是說明
4性的，本實用新型的保護(hù)范圍并不受這些實施例的限制。本實用新型提供的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)可以實現(xiàn)雙頻協(xié)同，其中，所述雙頻是指兩 種射頻頻率，例如用于近場支付的13. 56Mhz以及用于射頻SIM卡的2. 4Ghz，下面以這二種 射頻頻率為例在射頻數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域中對本實用新型系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這種射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)綜合了基于13. 56M的近場支付和2. 4G的射頻SIM卡兩種 解決方案的優(yōu)點，分別將基于13. 56M近場通信的距離可控性以及交易安全性和基于2. 4G 射頻SIM卡的雙界面可控性以及接觸式信息展現(xiàn)等特性便捷高效的進(jìn)行融合，在保證了射 頻數(shù)據(jù)通訊的交易安全的基礎(chǔ)上，通過本實用新型提供的系統(tǒng)簡單高效實現(xiàn)對射頻SIM卡 準(zhǔn)確可靠的距離控制，同時保證了射頻SIM卡在射頻數(shù)據(jù)通訊過程中的信息安全。本實用 新型充分利用了現(xiàn)有NFC卡作為支付手段所具有的交易安全性以及射頻SIM卡的體積小、 成本低的特性，可大幅提高射頻數(shù)據(jù)通訊的安全性，并有效降低射頻數(shù)據(jù)通訊的實施成本。如圖1所示，本實用新型所述的讀卡器100內(nèi)設(shè)有NFC通信接口 101、射頻通信接 口 102和處理器103。讀卡器100為支持NFC通信接口 101和射頻通信接口 102的雙頻讀 卡器設(shè)備，該設(shè)備中的處理器103可以通過NFC通信接口 101訪問NFC卡201，以及通過射 頻通信接口 102訪問射頻SIM卡202。NFC通信接口 101用于與NFC卡201建立近場通信連接，完成對NFC卡201的數(shù)據(jù) 訪問，實現(xiàn)充值、支付以及余額查詢等操作，并通過處理器103的數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)發(fā)功能間接 與射頻通信接口 102建立數(shù)據(jù)連接。射頻通信接口 102用于與射頻SIM卡202建立射頻連接，接收來自射頻SIM卡202 的射頻信息，或向射頻SIM卡202發(fā)送射頻信息，并通過處理器103建立與NFC通信接口 101之間的數(shù)據(jù)連接。所述NFC通信接口 101和射頻通信接口 102均只有處于開啟狀態(tài)下，才能實現(xiàn)上 述功能及操作。 處理器103用于接收和處理來自NFC通信接口以及射頻通信接口的數(shù)據(jù)信息，并 控制NFC通信接口和射頻通信接口的開關(guān)狀態(tài)；處理器103通?？梢圆捎们度胧紺PU等中 央處理器。射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)包括讀卡器100和移動終端200，移動終端200包括NFC卡201 和射頻SIM卡202。NFC卡201為工作在13. 56MHz頻段的近場通信智能卡，與工作在13. 56MHz頻段的 NFC通信接口 101進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，執(zhí)行NFC通信接口 101所下達(dá)的指令，并進(jìn)行結(jié)果反饋。所 述NFC通信接口 101為基于13. 56MHz頻段的非接觸式無線接口，符合ISO射頻標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 14443A、IS0 15693等。所述NFC卡201可以選用距離控制技術(shù)成熟的Mifare卡、DESFire 卡以及Felica卡等產(chǎn)品，這類產(chǎn)品都能通過薄膜封裝工藝，將射頻天線與芯片同時封裝在 一張薄膜貼紙中，能夠方便牢靠的粘貼在各種移動終端上。射頻SIM卡202為同時具備接觸式SIM卡功能和非接觸式射頻通信功能的射頻智 能卡，例如國民技術(shù)股份有限公司提供的基于2. 4GHz頻段的RF-SIM(射頻SIM)卡，分別通 過其接觸式通信接口和非接觸式通信接口實現(xiàn)與移動終端和射頻SIM卡202進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信。所述接觸式通信接口符合ISO 7186協(xié)議，用于實現(xiàn)射頻SIM卡202和移動終端之間的 接觸式數(shù)據(jù)通信；所述非接觸式通信接口為基于2. 4GHz頻段的非接觸式無線接口。[0035]這種射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)可以作為考勤機(jī)，或者移動支付系統(tǒng)。本實用新型利用在其他技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛使用的射頻識別技術(shù)來控制多頻段 數(shù)據(jù)鏈路的建立與協(xié)同，所述NFC通信接口 101獲得NFC卡201中的標(biāo)識信息后發(fā)送給處 理器103，處理器103根據(jù)該標(biāo)識信息以及相應(yīng)算法得出用于射頻通信的通信地址等信息， 隨后，在處理器103的控制下，射頻通信接口 102與射頻SIM卡202建立射頻通信連接并進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸。所述射頻SIM卡202和NFC卡201具有相同的標(biāo)識信息，各自的標(biāo)識信息分 別在NFC卡201發(fā)卡階段和射頻SIM卡202個人化階段寫入，該標(biāo)識信息能夠?qū)ι漕lSIM 卡202和NFC卡201進(jìn)行唯一標(biāo)識，另外，所述標(biāo)識信息也可以是通過某些方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換而 得到的唯一數(shù)據(jù)信息。本實用新型所述移動終端200的配置示意圖如圖2所示，所述NFC卡201固定設(shè) 置在移動終端200外殼表面或固定設(shè)置在移動終端200的其他能被所述NFC通信接口 101 方便讀取的任何位置。本實用新型提供的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)構(gòu)建了一個射頻安全信道，其過程包括如下 步驟(1)射頻SIM卡初始化。在射頻SIM卡出廠階段完成個人化操作的過程中，將用于 唯一確定其身份的標(biāo)識信息寫入該射頻SIM卡的存儲空間。(2) NFC卡初始化。在射頻SIM卡和NFC卡的發(fā)行過程中，將存儲在射頻SIM卡的 存儲空間中的標(biāo)識信息讀出，并將其直接寫入NFC卡的存儲空間，或?qū)⒃摌?biāo)識信息根據(jù)某 種算法進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，將得到的結(jié)果數(shù)據(jù)信息作為NFC卡的標(biāo)識信息寫入NFC卡的存儲空間。(3)將NFC卡201固定設(shè)置在所述移動終端200上，并將射頻SIM卡202裝入移動 終端200的SIM卡座；(4)在所述讀卡器100內(nèi)設(shè)置NFC通信接口 101，所述NFC通信接口 101用于收集 并傳輸所述NFC卡201的標(biāo)識信息；(5)由所述NFC卡201提供的標(biāo)識信息建立射頻通信接口 102和射頻SIM卡202 之間的無線射頻連接。其中，在所述NFC通信接口 101成功讀取NFC卡201的標(biāo)識信息的 情況下，所述射頻通信接口 102才能根據(jù)所述標(biāo)識信息與所述移動終端200內(nèi)的射頻SIM 卡202建立無線射頻連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述步驟(3)中所述讀卡器100與移動終端200中的NFC卡201以及射頻SIM卡 202建立數(shù)據(jù)連接的握手過程如圖3所示，其具體步驟為(Al)讀卡器上電，執(zhí)行初始化操作，設(shè)置在讀卡器內(nèi)的NFC通信接口 101默認(rèn)處于 開啟狀態(tài)，設(shè)置在讀卡器內(nèi)的射頻通信接口 102處于關(guān)閉狀態(tài)；(Al) NFC通信接口 101通過持續(xù)不斷的發(fā)送尋卡指令對NFC卡201進(jìn)行輪詢，若 NFC通信接口 101檢測到NFC卡201的響應(yīng)，則轉(zhuǎn)入步驟(A2)，否則，繼續(xù)進(jìn)行輪詢檢測；(A2) NFC通信接口 101和NFC卡201進(jìn)行無線射頻連接，讀取NFC卡201提供的標(biāo) 識信息，并將該標(biāo)識信息發(fā)送給讀卡器內(nèi)設(shè)置的處理器103 ；(A3)處理器103得到標(biāo)識信息，并通過自身或其他硬件設(shè)備生成一個隨機(jī)數(shù)，處 理器103使用該隨機(jī)數(shù)和標(biāo)識信息通過某種算法計算出用于射頻通信的通信地址等連接 參數(shù)，隨后，處理器控制開啟射頻通信接口 102，并廣播所述隨機(jī)數(shù)；(A4)射頻SIM卡202接收到射頻通信接口 102所廣播的隨機(jī)數(shù)，通過存儲在自身存儲空間的唯一標(biāo)識信息和該隨機(jī)數(shù)以及和處理器103相同的算法計算出用于射頻通信 的通信地址等連接參數(shù)，并使用該連接參數(shù)與射頻通信接口 102建立連接及數(shù)據(jù)傳輸。在以上射頻安全信道建立過程的各步驟中，一旦設(shè)置在讀卡器100內(nèi)的NFC通信 接口 101檢測到NFC卡201的離場信息，則射頻通信接口 102將立刻被關(guān)閉，所述射頻通信 被終止。應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實 施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造新勞動前提下所 獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求一種讀卡器，其特征在于，它包括一個與處理器電連接、用于與NFC卡進(jìn)行無線通訊的NFC通信接口；一個與處理器電連接、用于與射頻SIM卡進(jìn)行無線通訊的射頻通信接口；一個與NFC通信接口、射頻通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的處理器。
2.一種具有權(quán)利要求1所述的讀卡器的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，它還包括移 動終端，移動終端內(nèi)設(shè)置有用于與讀卡器中的射頻通信接口進(jìn)行無線通訊的射頻SIM卡， 以及用于與讀卡器中的NFC通信接口進(jìn)行無線通訊的NFC卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，該射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)為考 勤機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其特征在于，該射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)為移 動支付系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種讀卡器及射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。讀卡器包括一個與處理器電連接、用于與NFC卡進(jìn)行無線通訊且的NFC通信接口；一個處理器電連接、用于與射頻SIM卡進(jìn)行無線通訊的射頻通信接口；一個與NFC通信接口、射頻通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的處理器。射頻數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)包括移動終端和讀卡器，移動終端內(nèi)設(shè)置有用于與讀卡器中的射頻通信接口進(jìn)行無線通訊的射頻SIM卡，以及用于與讀卡器中的NFC通信接口進(jìn)行無線通訊的NFC卡。本實用新型解決了現(xiàn)有射頻SIM卡無法進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的距離控制以及無法保證射頻數(shù)據(jù)通訊的信息安全的問題。
文檔編號H04W88/02GK201698449SQ20102027410
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者付積存, 余鵬飛, 吳俊軍 申請人:武漢天喻信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司