專利名稱：距離可控的移動支付方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子支付技術(shù)，特別是涉及一種利用移動終端進(jìn)行支付的方法及裝置，能夠用于現(xiàn)場小額支付領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著移動電話的普及，移動支付(主要為手機(jī)支付)的業(yè)務(wù)需求非常迫切。移動支付的各種應(yīng)用中，其中現(xiàn)場支付的小額支付的方便性受到用戶的歡迎。移動小額支付(一般使用電子錢包的標(biāo)準(zhǔn))的基本要求是使用方便而且安 全。小額支付的方便性要求之一是能夠非常快捷地完成支付操作，比如地鐵的使用中，由于人流密度大，要求O. 3秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)扣除(或返還)地鐵車費(fèi)的操作，快捷地完成支付操作也方便乘客進(jìn)出閘，以避免地鐵閘機(jī)口累積大量乘客，節(jié)約乘客的時間。小額支付的安全性要求之一是，消費(fèi)者只有將支付卡(或移動電話)靠近pos機(jī)安全距離以內(nèi)(比如IOcm以內(nèi))時才可以扣除費(fèi)用，同時消費(fèi)者能夠及時知曉消費(fèi)數(shù)額，并且能夠事后隨時查詢消費(fèi)記錄清單，以避免亂收費(fèi)問題。目前使用13. 56MHzRFID方案的公交卡已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地鐵公交等，但也暴露出安全性問題，比如，公交支付中，已經(jīng)有報(bào)道，某些私人承包的公交線路中，存在售票員超額收費(fèi)問題。由于目前的公交卡上無法顯示收費(fèi)金額，也無法查詢消費(fèi)清單，而其他查詢方法太麻煩。因而售票員利用大部分乘客從來不看或看不清乘車費(fèi)用的缺陷，進(jìn)行超額收費(fèi)，甚至故意將計(jì)價器顯示器遮擋后，再超額收費(fèi)。而普及的移動電話有液晶顯示屏和鍵盤，能夠隨時查看支付清單，因而，未來借助移動電話實(shí)現(xiàn)的小額支付可以做到安全。目前已經(jīng)有很多種在移動電話上實(shí)現(xiàn)的移動支付方案。主要是13.56MHz的方案和 RF-sim(Radio Frequency Sim)方案。13. 56MHz 的方案主要有NFC(Near FieldCommunication)方案，simpass (北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司開發(fā)的技術(shù)方案)方案，eNFC方案(增強(qiáng)型NFC)等。這些方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。比如NFC方案安全性可靠性較好，但需要定制手機(jī)，推廣使用成本高。simpass方案不需要定制手機(jī),但可靠性有問題，容易損壞。RF-sim方案，不需要更換手機(jī)、可靠性也高、但支付操作的距離可控性差，安全性有問題。為了解決RF-sim卡在不同終端內(nèi)的差異，中國專利CNlO 1330334A，公開了一種使用校準(zhǔn)的技術(shù)，終端使用前先進(jìn)行校準(zhǔn)的方法來消除RF-sim卡在各種終端內(nèi)使用時距離測量的差異。但，校準(zhǔn)時需要使用專門的校準(zhǔn)裝置，如果用戶更換終端后，刷卡前，沒有找到校準(zhǔn)裝置就無法使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是對于支付操作的距離不需要專門的校準(zhǔn)裝置，能自動校準(zhǔn)支付操作距離的距離可控的移動支付方法及裝置。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)提出一種距離可控的移動支付方法，包括以下步驟①移動終端內(nèi)的多頻段集成電路卡靠近多頻段讀卡裝置，測量所述多頻段讀卡裝置發(fā)出的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2 ；②多頻段集成電路卡判斷其內(nèi)部是否已記錄有一允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate ;如果沒有記錄允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，不進(jìn)行刷卡；③如果多頻段集成電路卡內(nèi)部沒有記錄有允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，則所述多頻段集成電路卡將測得的所述第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2與啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2比較，如果所述第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2時，則自動啟動校準(zhǔn)流程，即確定允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate,包括步驟，A.多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證；B.多頻段集成電路卡測量多頻段讀卡裝置發(fā)出的極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3 ；C.計(jì)算允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate等于多頻段讀卡裝置發(fā)出的在所設(shè)定平均刷卡距離處的極低頻率F3無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值M3ave減去極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3再加上測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2之和，即磁場強(qiáng)度門限值M2gate =極低頻率F3無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值M3ave-極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3+第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2 ；④多頻段集成電路卡判斷所測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2是否大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate ； ⑤如果所測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，則多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證；⑥身份認(rèn)證通過，借助高頻頻率Fl無線電信號進(jìn)行移動支付刷卡；所述高頻頻率Fl大于80MHz，第一很低頻率F2在2KHz到50KHz之間，極低頻率F3在2Hz到2KHz之間。在步驟⑥的身份認(rèn)證通過之后進(jìn)行移動支付刷卡之前，多頻段集成電路卡的加速度測量處理模塊測量多頻段集成電路卡的加速度，識別持卡人的刷卡確認(rèn)動作。所述多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證包括步驟a.多頻段集成電路卡接收多頻段讀卡裝置發(fā)出的第二很低頻率F4的無線電信號，該無線電信號中包括多頻段集成電路卡與多頻段讀卡裝置通信使用的高頻頻率Fl的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ；b.多頻段集成電路卡解調(diào)解碼所述第二很低頻率F4的無線電信號中的高頻頻率Fl的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ；c.多頻段集成電路卡發(fā)送頻率為高頻頻率Fl的無線電信息給多頻段讀卡裝置，請求校準(zhǔn)流程或移動支付，該高頻頻率Fl的無線電信息包括多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ；d.在多頻段讀卡裝置接收該高頻頻率Fl的無線電信息并驗(yàn)證其中的身份信息IDr正確后，多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置之間進(jìn)行校準(zhǔn)流程或移動支付刷卡。用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率F2和用于通信的無線電信號的第二很低頻率F4相同。用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率F2和用于通信的無線電信號的第二很低頻率F4不同，所述第二很低頻率F4大于第一很低頻率F2。所述多頻段讀卡裝置發(fā)射的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2和極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3的幅度恒定，幅度不隨時間變化。設(shè)計(jì)一種多頻段讀卡裝置，包括讀卡裝置控制模塊、無線收發(fā)處理模塊和接口電路；所述無線收發(fā)處理模塊包括高頻頻段收發(fā)處理子模塊，用于發(fā)射和接收頻率大于80MHz的射頻信號；低頻頻段處理子模塊，用于發(fā)射2KHz至50KHz的很低頻率的無線電信號，和發(fā)射2KHz至150KHZ的很低頻率的可攜帶數(shù)據(jù)信息的無線電信號；以及極低頻頻段處理子模塊，用于發(fā)射2Hz至2KHz的極低頻率的無線電信號。
所述高頻頻段收發(fā)處理子模塊又包括高頻收發(fā)處理電路和高頻天線，所述低頻頻段處理子模塊及極低頻頻段處理子模塊又包括第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊、第二很低頻率F4的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊、極低頻率F3的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊、低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器、低頻和極低頻驅(qū)動器與低頻和極低頻天線，所述低頻和極低頻驅(qū)動器分別與低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器以及低頻和極低頻天線電連接，所述第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊、第二很低頻率F4的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊、極低頻率F3的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊分別與低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器電連接。設(shè)計(jì)一種多頻段集成電路卡，與多頻段讀卡裝置配合進(jìn)行無線電信號的處理，包括控制模塊、無線收發(fā)處理模塊、刷卡功能模塊以及有線接口，所述控制模塊分別與無線收發(fā)處理模塊、刷卡功能模塊以及有線接口電連接，所述無線收發(fā)處理模塊包括高頻頻段收發(fā)處理子模塊收發(fā)頻率大于80MHz的射頻信號，與多頻段讀卡裝置使用高頻頻率Fl的無線電進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)信息的交換；低頻頻段處理子模塊，接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的2KHz至50KHz的很低頻率的無線電的磁場強(qiáng)度信息，和接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的2KHz至150KHZ的無線電信號并解調(diào)解碼其中的數(shù)據(jù)信息 '及極低頻頻段處理子模塊，接收多頻段讀卡裝置發(fā)射2Hz至2KHz的極低頻率的無線電的磁場強(qiáng)度信息。所述多頻段集成電路卡還包括與控制模塊電連接的加速度測量處理模塊，該加速度測量處理模塊包括加速度處理電路和加速度傳感器，用于測量多頻段集成電路卡的加速度，識別持卡人的刷卡確認(rèn)動作。所述高頻頻段收發(fā)處理子模塊又包括高頻收發(fā)處理電路和高頻天線，所述低頻頻段處理子模塊及極低頻頻段處理子模塊又包括第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路、第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理電路、極低頻率F3的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路、低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器、低頻和極低頻放大器與低頻和極低頻天線，所述低頻和極低頻放大器分別與低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器以及低頻和極低頻天線電連接，所述第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路、第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理電路、極低頻率F3的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路分別與低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器電連接。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的技術(shù)效果在于允許刷卡的距離設(shè)定是在多頻段集成電路卡靠近多頻段讀卡裝置時自動設(shè)定的，不需要專門的設(shè)定輔助設(shè)備，不需要人為專門控制的設(shè)定操作過程；自動設(shè)定的刷卡距離準(zhǔn)確，能確保支付安全。


圖I是半徑為3cm的理想線圈在自由空間中產(chǎn)生的相對磁場強(qiáng)度與距離x的關(guān)系曲線(理論計(jì)算)；圖2是半徑為4cm、線徑為O. 3mm,50匝的漆包線線圈(見圖3)在不同頻率的簡諧波電流產(chǎn)生的空氣中相對磁場強(qiáng)度與距離X的關(guān)系曲線，距離X = Ocm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值，磁場接收傳感器線圈是一個25mm長15mm寬的3匝的長方形pcb線圈(見圖4)；圖3是半徑為4cm、線徑O. 3mm、50阻的漆包線線圈；圖4是25mm長15mm寬的3阻的長方形pcb線圈；
圖5是如圖3中的漆包線線圈在不同頻率的簡諧波電流產(chǎn)生的，在型號為nokiaE50手機(jī)內(nèi)的相對磁場強(qiáng)度與距離x的關(guān)系曲線，距離x = 2cm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值(手機(jī)尺寸大于線圈尺寸，手機(jī)不能放置于線圈中心點(diǎn)，只能放置于線圈上方)，如圖4所示的pcb線圈放置于手機(jī)內(nèi)sim卡位置；圖6是如圖3中的漆包線線圈在不同頻率的簡諧波電流產(chǎn)生的，在型號為anycallS5230c手機(jī)內(nèi)的相對磁場強(qiáng)度與距離x的關(guān)系曲線，距離x = 2cm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值(手機(jī)尺寸大于線圈尺寸，手機(jī)不能放置于線圈中心點(diǎn)，只能放置于線圈上方)，如圖4所示的pcb線圈放置于手機(jī)內(nèi)sim卡位置；圖7是如圖3所示漆包線線圈在不同頻率的簡諧波電流產(chǎn)生的，在型號為xdc5310手機(jī)內(nèi)的相對磁場強(qiáng)度與距離X的關(guān)系曲線，距離X = 2cm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值(手機(jī)尺寸大于線圈尺寸，手機(jī)不能放置于線圈中心點(diǎn)，只能放置于線圈上方)，如圖4所示的pcb線圈放置于手機(jī)內(nèi)sim卡位置；圖8是如圖3所示的漆包線線圈在不同頻率的簡諧波電流產(chǎn)生的，在型號為motoVS手機(jī)內(nèi)的相對磁場強(qiáng)度與距離X的關(guān)系曲線，距離X = 2cm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值(手機(jī)尺寸大于線圈尺寸，手機(jī)不能放置于線圈中心點(diǎn)，只能放置于線圈上方)，如圖4所示的磁場接收傳感器線圈放置于手機(jī)內(nèi)sim卡位置；圖9是相對于自由空間，在幾個空間位置點(diǎn)，nokiaE50的手機(jī)對多個頻率的簡諧波磁場強(qiáng)度的影響變化量曲線；圖10是相對于自由空間，在幾個空間位置點(diǎn)，anycallS5230c的手機(jī)對多個頻率的簡諧波磁場強(qiáng)度的影響變化量曲線；圖11是相對于自由空間，在幾個空間位置點(diǎn)，xdc5310的手機(jī)對多個頻率的簡諧波磁場強(qiáng)度的影響變化量曲線；圖12是相對于自由空間，在幾個空間位置點(diǎn)，motoVS的手機(jī)對多個頻率的簡諧波磁場強(qiáng)度的影響變化量曲線；圖13是本發(fā)明距離可控的移動支付方法所用刷卡系統(tǒng)框圖；圖14是本發(fā)明多頻段集成電路卡的原理方框圖；圖15是本發(fā)明多頻段讀卡裝置的原理方框圖；圖16是所述多頻段集成電路卡優(yōu)選實(shí)施例的原理方框圖17是所述多頻段讀卡裝置優(yōu)選實(shí)施例的原理方框圖；圖18是本發(fā)明距離可控的移動支付方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。幾個名詞的定義集成電路卡是指卡片內(nèi)封裝有集成電路，用以存儲和處理數(shù)據(jù)的電子產(chǎn)品。本文所述的集成電路卡包含以下產(chǎn)品SD卡(Secure Digital MemotyCard)、MMC 卡(MultiMedia Card)、記憶棒(Memory Stick)、SM 卡(SmartMedia)、SIM 卡(Subscriber Identity Module)、USIM 卡(UniversalSubscriber Identity Module)、UIM卡(User Identity Model)。多頻段集成電路卡是指使用3個或3個以上的無線電頻段與外界配套的多頻段讀卡裝置進(jìn)行無線電通訊的集成電路卡。移動終端重量較輕、可以從電池供電、不用電纜與其他電子設(shè)備連接就可以使用的電子設(shè)備。本文所述的移動終端包 含以下電子設(shè)備MP3播放器、掌上游戲機(jī)、GPS、PDA (Personal Digital Assistant)、數(shù)碼相機(jī)、電子詞典、手持收款機(jī)等。刷卡是集成電路卡與讀卡裝置的通訊和數(shù)據(jù)信息的交換過程，以及過程中集成電路卡內(nèi)數(shù)據(jù)信息的創(chuàng)建、存儲、修改、讀取、校驗(yàn)、比較、處理。本文所述的刷卡包含電子支付刷卡和門禁刷卡以及卡的身份識別認(rèn)證過程。使用本發(fā)明組成的刷卡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的刷卡操作通過自動校準(zhǔn)可以保證只有在安全的距離內(nèi)才能刷卡。實(shí)現(xiàn)要求的距離內(nèi)才可以刷卡的基本原理是多頻段讀卡裝置使用線圈在其周圍產(chǎn)生很低頻率的磁場信號，距離多頻段讀卡裝置越遠(yuǎn)，磁場強(qiáng)度越小。集成電路卡靠近多頻段讀卡裝置時，距離越近，測量得到的磁場強(qiáng)度越強(qiáng)，距離越遠(yuǎn)測量得到的磁場強(qiáng)度越弱。集成電路卡根據(jù)測得的磁場強(qiáng)度判斷與多頻段讀卡裝置的距離，從而根據(jù)測得的磁場強(qiáng)度確定與多頻段讀卡裝置是否在允許刷卡的距離內(nèi)，如果在要求的距離內(nèi)才允許刷卡，從而保證刷卡的安全性。該磁場必須是很低頻率的磁場，如果是射頻磁場，由于頻率很高，空間上某點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的減小量與多頻段讀卡裝置的距離增大之間的關(guān)系不穩(wěn)定，波動較大。特別是在不同的移動終端內(nèi)部，盡管在與多頻段讀卡裝置同一距離上，不同的移動終端內(nèi)部的高頻率磁場強(qiáng)度差異很大。通電圓形線圈產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度，在線圈中心的垂線與線圈中心點(diǎn)距離為X的自由空間點(diǎn)上，如果線圈的電流為I，線圈匝數(shù)為N，線圈半徑為R，線圈電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為H(X)，根據(jù)電磁場理論畢奧-薩伐爾定律積分計(jì)算H(X)的結(jié)果(畢奧-薩伐爾定律以及積分計(jì)算H(X)的方法請參考電磁場理論)公式是
TT/、 NIR2H(X) = -TT
Kx2 + R2Y2可見，隨著距離X的增加，磁場強(qiáng)度H(X)會減小。根據(jù)上述公式計(jì)算一個半徑R = 3cm、阻數(shù)N = 50、線圈電流為IA的線圈,在自由空間中(空氣中與自由空間的差別極小，可以看成與自由空間是相同的)，與線圈所在平面垂直的軸線上，與線圈中心點(diǎn)距離為X處的磁場強(qiáng)度為H(X)，H(X)隨著距離X的增加而減小，磁場強(qiáng)度變化量與距離X的關(guān)系曲線，理論計(jì)算結(jié)果如圖I所示。圖中橫軸是被測點(diǎn)與線圈中心的距離X,單位是cm,豎軸是該點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的db數(shù)與距離X = ο cm點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的db數(shù)相減的結(jié)果，即相對于X = ο cm點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的db數(shù)。由理論計(jì)算，如果線圈電流不是直流而是某一固定頻率的簡諧波交流電，其磁場強(qiáng)度的變化關(guān)系也應(yīng)該如圖I所示，實(shí)際上是否如此呢？下面的實(shí)際測試結(jié)果曲線可以得出一些相關(guān)結(jié)論。半徑約為4cm、線徑O. 3mm、50阻的漆包線線圈(見圖3)在不同頻率的簡諧波激發(fā)電流下，產(chǎn)生的簡諧波的磁場強(qiáng)度變化量與距離X的關(guān)系曲線見圖2 (實(shí)際測試結(jié)果)，距離X = Ocm的磁場強(qiáng)度為相應(yīng)測試頻率下的Odb參考值,磁場接收傳感器線圈是一個25mm長15mm寬的3匝的形狀大致為長方形的pcb線圈(見圖4)，測量時發(fā)射線圈與接收線圈平行，接收線圈的中心在發(fā)射線圈的中心軸線上，兩個線圈的中心距離為X。由實(shí)測曲線圖2可見，在磁場產(chǎn)生線圈的電流的頻率為50Hz到60KHz的簡諧波電流的條件下，空氣中不同空間點(diǎn)之間的磁場強(qiáng)度的相對變化量db數(shù)與頻率幾乎沒有關(guān)系，即距離X的空間點(diǎn)處的磁 場強(qiáng)度相對于距離Ocm點(diǎn)處的磁場強(qiáng)度的變化量與頻率無關(guān)(50Hz到60KHz頻率范圍內(nèi))。從電磁場理論的分析可知，當(dāng)頻率更低時，這個結(jié)論仍然正確。但當(dāng)頻率很高時，由于發(fā)射磁場的漆包線線圈間分布電容等分布參數(shù)的影響，實(shí)際測試結(jié)果誤差會增大，也就是說當(dāng)頻率很高時，實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)上的測試結(jié)果會有較大的誤差。曲線中X = 2cm相對于X = Ocm處的變化量(圖2)比理想線圈的變化量大(見圖I)，其原因是發(fā)射線圈有厚度，接收線圈也不是點(diǎn)線圈，接收線圈的外邊沿與發(fā)射線圈的最近邊沿遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理想線圈間的距離，故而在X = Ocm時的實(shí)際磁場強(qiáng)度遠(yuǎn)大于理想線圈的計(jì)算值。所以實(shí)測結(jié)果仍然是符合電磁場理論的。發(fā)射線圈軸線外的空間點(diǎn)上的磁場強(qiáng)度變化量的大小(相對于X = Ocm處的磁場強(qiáng)度)也與頻率無關(guān)(小于60KHz的簡諧波電流)，這一點(diǎn)也可以從理論分析得出。如果不是在空氣中，而在移動終端內(nèi)部，以上結(jié)論也基本正確。圖5是手機(jī)型號為nokiaE50的測試結(jié)果曲線，圖6是手機(jī)型號為anycallS5230c的測試結(jié)果曲線、圖7是手機(jī)型號為xdc5310的測試結(jié)果曲線、圖8是手機(jī)型號為motoV8的測試結(jié)果曲線。從圖5到圖
8、其他型號的手機(jī)測試結(jié)果以及理論分析可以得出以下結(jié)論結(jié)論I :使用多匝線圈激發(fā)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度，當(dāng)激發(fā)電流的頻率為很低頻率的某頻率的簡諧波時，線圈周圍附近某兩點(diǎn)位置Pl和P2上會產(chǎn)生相同頻率的簡諧波磁場，如果將一移動終端內(nèi)的某固定點(diǎn)P3移動到pl、p2兩點(diǎn)，讓P3分別與pl、p2重合，分別測量該移動終端內(nèi)點(diǎn)P3與pl、p2重合時的兩個磁場強(qiáng)度H1、H2。Hl與H2的比值的db值，對于大部分移動終端，特別是大部分手機(jī)終端，當(dāng)線圈電流頻率很低時特別是頻率低于50KHz時，該比值基本恒定，與頻率基本無關(guān)，頻率越低，該比值越穩(wěn)定不變。從圖7中可見，對于型號為xdc5310的手機(jī)，當(dāng)頻率為60KHz時所述比值明顯不同于其他低頻的情況。下面比較幾種不同手機(jī)內(nèi)SIM卡位置的磁場接收線圈在同一個磁場發(fā)射線圈，使用某些低頻頻率，但在相同簡諧波電流激發(fā)的磁場中的同一個空間點(diǎn)接收到的磁場強(qiáng)度特性。圖9、10、11、12中是在發(fā)射線圈中心軸上與發(fā)射線圈中心距離為X的空間點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的特性，發(fā)射線圈是半徑為4cm、線徑O. 3mm,50匝的漆包線線圈(見圖3)，磁場接收傳感器線圈是一個25mm長15mm寬的3阻形狀大致為長方形的pcb線圈(見圖4)。圖中磁場強(qiáng)度的Odb參考點(diǎn)，是以沒有移動終端時，空氣中該空間點(diǎn)的磁場強(qiáng)度為Odb參考點(diǎn)，那么，曲線上豎軸的值則為同一空間點(diǎn)有移動終端時相對于自由空間時的磁場強(qiáng)度的變化，也即移動終端引起的磁場強(qiáng)度的衰減量db值的負(fù)數(shù)。從圖9到圖12、其他型號的手機(jī)測試結(jié)果以及理論分析可以得出以下結(jié)論結(jié)論2 :對于大部分移動終端，特別是大部分手機(jī)終端，當(dāng)磁場產(chǎn)生線圈流過的簡諧波電流頻率很低時，特別是頻率小于50KHz時，移動終端對磁場強(qiáng)度的衰減量與移動終端所處的位置基本無關(guān)，只與頻率相關(guān)。頻率越低衰減量越小，頻率越高衰減量越大。從圖9到圖11、其他型號的手機(jī)測試結(jié)果以及理論分析可以得出以下結(jié)論結(jié)論3 :當(dāng)磁場產(chǎn)生線圈流過的簡諧波電流頻率極低時，特別是小于2KHz時，移動終端對磁場強(qiáng)度幾乎沒有衰減，其衰減量基本上小于6db。由結(jié)論I、2、3可得以下推論推論4 :移動終端對不同兩個很低頻率的簡諧波磁場強(qiáng)度的衰減量的差值恒定，與移動終端所處位置基本無關(guān)。結(jié)論1、2、3以及推論4成立有一定的限定條件，主要為a、在地球表面的空氣中，氣壓約為O. 5到I. 5個大氣壓下。 b、環(huán)境溫度在O到+50攝氏度之間。C、磁場激發(fā)電流是頻率小于50KHz的簡諧波。d、只對于大部分移動終端，特別是大部分手機(jī)的條件下，結(jié)論和推論正確。不能保證對于所有移動終端結(jié)論和推論都成立。e、磁場產(chǎn)生線圈大小的尺寸值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于線圈中電流頻率值對應(yīng)的波長值。f、磁場產(chǎn)生線圈為多匝線圈，線圈尺寸不能比手機(jī)小太多。限定條件等同于人們正常使用移動終端特別是正常使用手機(jī)的環(huán)境，多頻段讀卡裝置中產(chǎn)生低頻磁場的線圈也是正常情況下的尺寸。根據(jù)以上結(jié)論，可以設(shè)計(jì)以下的移動終端刷卡裝置系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)適用于大部分移動終端在一般正常條件下的使用。首先根據(jù)應(yīng)用的安全要求確定最遠(yuǎn)允許刷卡距離Dmax以及最近必須能夠刷卡的距離Dmin的數(shù)值，比如一般地鐵pos機(jī)最遠(yuǎn)刷卡距離Dmax為IOcm,最近必須能夠刷卡的距離Dmin為5cm。然后確定平均刷卡距離Dave = (Dmax+Dmin)/2,對于一般地鐵應(yīng)用，Dave—7. 5cnio設(shè)計(jì)一多頻段讀卡裝置，所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置能夠發(fā)射和接收大于80MHz的射頻信號，射頻高頻頻率為F1，多頻段讀卡裝置可以根據(jù)環(huán)境無線電頻譜占用情況自行調(diào)整高頻頻率Fl的頻率值。多頻段讀卡裝置使用高頻頻率Fl發(fā)射接收數(shù)據(jù)信息。其中無線電通訊的方法技術(shù)，即調(diào)制解調(diào)、編碼解碼以及通訊協(xié)議等，可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行定義和改進(jìn)方法。所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置還能夠產(chǎn)生發(fā)射2KHz到50KHz的第一很低頻率F2的無線電信號，使得其產(chǎn)生的第一很低頻率F2的無線電信號在多頻段讀卡裝置周圍空氣中，距多頻段讀卡裝置距離為Dave時的磁場強(qiáng)度約為M2ave左右，M2ave是指多頻段讀卡裝置發(fā)出的在所設(shè)定平均刷卡距離處的第一很低頻率(F2)無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值。在距多頻段讀卡裝置距離大于Dmax的一定不能刷卡的空間位置，第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度小于M2min，M2min是指所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置發(fā)出在距離大于Dmax —定不能刷卡處的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2的最大值。在距多頻段讀卡裝置距離小于Dmin的一定需要刷卡的空間位置，第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度大于M2max，M2max是指所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置發(fā)出在距離小于Dmin —定需要刷卡處的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2的最小值。所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置還能夠產(chǎn)生發(fā)射2KHz到150KHZ并可攜帶數(shù)據(jù)信息的第二很低頻率F4的無線電信號，使用第二很低頻率F4的無線電信號傳遞多頻段讀卡裝置正在使用的高頻頻率Fl的數(shù)值以及其他數(shù)據(jù)信息。第二很低頻率F4的無線電的數(shù)據(jù)傳送方法技術(shù)，即調(diào)制解調(diào)、編碼解碼以及通訊協(xié)議等，可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行定義和改進(jìn)方法。第二很低頻率F4和第一很低頻率F2也可以使用同一頻率，使用同一個低頻信號既傳遞磁場強(qiáng)度信息也傳遞數(shù)據(jù)信息。所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置能夠產(chǎn)生發(fā)射2Hz到2KHz的極低頻率F3的無線電信號，使得其產(chǎn)生的極低頻率F3的無線電信號在多頻段讀卡裝置周圍空氣中，距多頻段讀卡裝置距離為Dave時的磁場強(qiáng)度約為M3ave, M3ave是指多頻段讀卡裝置發(fā)出的在所設(shè)定平均刷卡距離處的極低頻率F3無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值。在距多頻段讀卡裝置距離大于Dmax的一定不能刷卡的空間位置,極低頻率F3的磁場強(qiáng)度小于M3min, M3min是指所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置發(fā)出在距離大于Dmax—定不能刷卡處的極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3的最大值。在距多頻段讀卡裝置距離小于Dmin的一定需要刷卡的空間位置，極低頻率F3的磁場強(qiáng)度大于M3max，M3max是指所有發(fā)行使用的多頻段讀卡裝置發(fā) 出在距離小于Dmin —定需要刷卡處的極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3的最小值。再設(shè)計(jì)與所述多頻段讀卡裝置配套的多頻段集成電路卡，其能夠配合多頻段讀卡裝置進(jìn)行以下無線電信號的處理所有發(fā)行使用的多頻段集成電路卡，能夠收發(fā)高頻頻率Fl的射頻信號，與多頻段讀卡裝置使用高頻頻率Fl的無線電信號進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)信息的交換。其中無線電通訊的方法技術(shù)，即調(diào)制解調(diào)、編碼解碼以及通訊協(xié)議等要與多頻段讀卡裝置相符。所有發(fā)行使用的多頻段集成電路卡，能夠接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的第一很低頻率F2的無線電信號的磁場強(qiáng)度信息。能夠接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的第二很低頻率F4的無線電信號，并解調(diào)解碼其中的數(shù)據(jù)信息。所有發(fā)行使用的多頻段集成電路卡，能夠接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的極低頻率F3的無線電信號的磁場強(qiáng)度信息。本發(fā)明使用多頻段集成電路卡及配套的多頻段讀卡裝置組成的系統(tǒng)解決方案可以做到低成本又能保證刷卡在要求的距離內(nèi)。使用本發(fā)明方案不需要定制手機(jī)，只需要將多頻段集成電路卡插入手機(jī)(或其他移動終端)中，配合安裝有多頻段讀卡裝置的pos機(jī)即可實(shí)現(xiàn)在要求距離內(nèi)的移動支付刷卡的應(yīng)用。本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它場合刷卡，比如門禁刷卡。使用上述刷卡系統(tǒng)，多頻段集成電路卡可以測量與多頻段讀卡裝置的距離，如果距離太遠(yuǎn)就禁止刷卡，從而保證移動終端用戶刷卡的安全性。多頻段集成電路卡(比如多頻段sim卡)本身不屬于移動終端，多頻段集成電路卡除了可以安裝于移動終端(比如手機(jī))內(nèi)使用外，也可以安裝于其他非移動終端(比如USB讀卡器)內(nèi)使用。本發(fā)明組成的刷卡系統(tǒng)主要有4部分，見圖13 多頻段集成電路卡I、多頻段讀卡裝置2、移動終端3和讀卡機(jī)主電路6，其中多頻段讀卡裝置2和讀卡機(jī)主電路6組成讀卡機(jī)5。多頻段集成電路卡I與移動終端3以金屬導(dǎo)線和觸點(diǎn)相連接，即有線接口連接移動終端3和多頻段集成電路卡I。多頻段集成電路卡I與移動終端3可以通過有線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)信息通訊，移動終端3可以通過有線接口提供給多頻段集成電路卡I工作所需的電源。一般使用情況下，使用者4手持移動終端3主動移動移動終端3，此時，多頻段集成電路卡I也跟著一起運(yùn)動。具有加速度測量處理模塊的多頻段集成電路卡I可以測量自身的加速度變化，從而可以識別使用者4的特定動作。該特定動作可以用于使用者4對刷卡操作的確認(rèn)。加速度測量處理模塊是多頻段集成電路卡的可選模塊，不是必須模塊。讀卡機(jī)主電路6與多頻段讀卡裝置2之間有信號和電源連接，一般情況下，由讀卡機(jī)主電路6供給多頻段讀卡裝置2的工作電源。多頻段讀卡裝置2與讀卡機(jī)主電路6進(jìn)行刷卡等信息數(shù)據(jù)的交換。當(dāng)刷卡時多頻段讀卡裝置2與多頻段集成電 路卡I通過無線接口進(jìn)行連接，與多頻段集成電路卡I進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的交換。多頻段讀卡裝置2與多頻段集成電路卡I之間的無線接口是無線收發(fā)處理模塊。無線收發(fā)處理模塊處理3個頻段的無線電信號。如圖14所示，本發(fā)明中的多頻段集成電路卡I包括控制模塊15、有線接口 11、無線收發(fā)處理模塊12、刷卡功能模塊13、可選的加速度測量處理模塊14?？刂颇K15能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)集成電路卡的各種功能。常規(guī)集成電路卡包含SD卡(Secure Digital MemoryCard)、MMC 卡(MultiMediaCard)、記憶棒(Memory Stick)、SM 卡(SmartMedia)、SIM 卡(Subscriber Identity Module)、USIM卡(Universal Subscriber Identity Module)、UIM卡(User Identity Model)?？刂颇K15與有線接口 11連接,與無線收發(fā)處理模塊12、刷卡功能模塊13連接和可選的加速度測量處理模塊14電連接?？刂颇K15含有CPU和存儲器以及軟件程序。多頻段集成電路卡I通過有線接口 11與外部移動終端連接。有線接口 11由導(dǎo)線和觸點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)與外部移動終端進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，并可以給多頻段集成電路卡I提供工作電源。其中有線通訊的方法可以使用現(xiàn)有各種成熟的有線通訊方法技術(shù)，也可以根據(jù)應(yīng)用需要自行定義新的方法和技術(shù)，比如可以使用IS07816標(biāo)準(zhǔn)中的方法和協(xié)議。無線收發(fā)處理模塊12與控制模塊15連接，負(fù)責(zé)與外部多頻段讀卡裝置2進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)信息交換，無線收發(fā)處理模塊12也負(fù)責(zé)接收測量并根據(jù)測得的磁場強(qiáng)度判斷與多頻段讀卡裝置2的距離是否在可以安全刷卡的距離內(nèi)。無線收發(fā)處理模塊12由高頻頻段收發(fā)處理子模塊121、低頻頻段處理子模塊122以及極低頻頻段處理子模塊123組成。刷卡功能模塊13主要是一個軟件模塊，由集成電路卡內(nèi)的cpu和存儲器程序等組成，在cpu及程序的控制下通過各接口與外部多頻段讀卡裝置2和移動終端配合共同完成刷卡操作。可選的加速度測量處理模塊14由加速度傳感器和處理電路組成，能夠測量多頻段集成電路卡I的加速度，通過對加速度變化特征的提取，從而可以判斷持卡人的特定動作。該特定動作可以用于持卡人對刷卡操作的確認(rèn)。高頻頻段收發(fā)處理子模塊121收發(fā)處理的是頻率范圍大于80MHz的無線電信號。由高頻天線1212和高頻收發(fā)處理電路1211組成，可以與配套的多頻段讀卡裝置2配合通訊，其中無線電通訊的方法技術(shù)(包括天線的技術(shù))可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法技術(shù)，也可以根據(jù)應(yīng)用需要自行定義和改進(jìn)方法。其中天線技術(shù)可以使用各種已有的成熟天線技術(shù)，只要有利于產(chǎn)品的性能，根據(jù)天線技術(shù)的不斷發(fā)展，也可以使用最新的天線技術(shù)。目前可以優(yōu)先選用2. 4GHz頻段作為高頻頻段無線電射頻中心頻率的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，例如集成電路nRF24L01便可以較高的性價比實(shí)現(xiàn)2. 4GHz頻段的通訊。
低頻頻段處理子模塊122接收處理頻率范圍為2KHz到50KHz的第一很低頻率F2的無線電信號。低頻頻段處理子模塊只接收無線電信號不發(fā)送無線電信號。低頻頻段處理子模塊接收測量中心頻率為第一很低頻率F2的幅度恒定不隨時間變化的磁場信號。各國無線電頻譜管理未規(guī)定低于9KHz的無線電的允許使用的場強(qiáng)限制，大部分測試機(jī)構(gòu)也沒有低于9KHz的輻射限值的測試設(shè)備和測試標(biāo)準(zhǔn)，因此無法得到無線電輻射是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的測試報(bào)告，使用低于9KHz的無線電對于產(chǎn)品的推廣使用困難很大，雖然可以積極與各個國家的政府進(jìn)行溝通，獲得低于9KHz的無線電設(shè) 備的使用標(biāo)準(zhǔn)和許可，但其工作難度很大，對于全球各國家地區(qū)的全面推廣使用非常困難。優(yōu)選第一很低頻率F2要大于9KHz，并盡量低，即盡量與9KHz接近，接收處理第一很低頻率F2的信號帶寬優(yōu)選值為IOOHz。已校準(zhǔn)的多頻段集成電路卡，低頻頻段處理子模塊122接收測量中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度值M2，并與磁場強(qiáng)度門限值M2gate進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果允許刷卡，就認(rèn)為與多頻段讀卡裝置距離足夠近，在允許刷卡的安全距離內(nèi)，啟動刷卡流程，否則禁止刷卡，從而實(shí)現(xiàn)在要求距離內(nèi)才可以刷卡的應(yīng)用需求。低頻頻段處理子模塊122還接收處理頻率范圍為2KHz到150KHz的第二很低頻率F4的無線電信號。從第二很低頻率F4的無線電信號中解調(diào)解碼出其中傳遞的數(shù)據(jù)信息，該信息由多頻段讀卡裝置發(fā)射出來，其中有多頻段讀卡裝置的身份信息IDr，以及多頻段讀卡裝置高頻頻率Fl等信息。低頻頻段處理子模塊122不需要發(fā)送第二很低頻率F4的無線電信號。頻率為第二很低頻率F4的無線電信號通訊技術(shù)可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法技術(shù)，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行定義和改進(jìn)方法。第二很低頻率F4的無線電信號占用頻譜較寬，其帶寬決定于數(shù)據(jù)信息的波特率和調(diào)制編碼方式。用于通訊的無線電信號的第二很低頻率F4和用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率F2如果不同，第二很低頻率F4的無線電占用信號帶寬不能覆蓋到磁場強(qiáng)度測試頻率第一很低頻率F2的范圍，而第一很低頻率F2的能量也不能使得第二很低頻率F4的無線電的信噪比明顯降低，即要保證磁場強(qiáng)度測試的無線電與數(shù)據(jù)信息傳遞的無線電不能相互干擾，其頻率間隔必須足夠大，優(yōu)化方案中第二很低頻率F4要大于第一很低頻率F2。用于通訊的無線電信號的第二很低頻率F4和用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率F2如果相同，低頻頻段處理子模塊122從同一個中心頻率的無線電信號中測量獲得磁場強(qiáng)度信息以及解調(diào)解碼得到數(shù)據(jù)信息，這時，低頻頻段處理子模塊122的帶寬決定于數(shù)據(jù)信息的波特率和調(diào)制編碼方式。低頻頻段處理子模塊122測量磁場強(qiáng)度的無線電的第一很低頻率F2可以確定不變，這樣方便實(shí)現(xiàn)不同的多頻段集成電路卡在同一個多頻段讀卡裝置上正常使用，方便實(shí)現(xiàn)多頻段集成電路卡的兼容性。低頻頻段處理子模塊122接收數(shù)據(jù)信息的無線電的第二很低頻率F4可以確定不變，這樣方便實(shí)現(xiàn)不同的多頻段集成電路卡在同一個多頻段讀卡裝置上正常使用，方便實(shí)現(xiàn)多頻段集成電路卡的兼容性。極低頻頻段處理子模塊123接收處理頻率范圍為2Hz到2KHz的極低頻率的無線電信號。極低頻頻段處理子模塊123只接收無線電信號不發(fā)送無線電信號。極低頻頻段處理子模塊123接收測量極低頻率F3的幅度恒定不隨時間變化的磁場信號。正常刷卡操作時不需要接收測量極低頻率F3的無線電信號的磁場強(qiáng)度，只在多頻段集成電路卡上電復(fù)位后、第一次刷卡操作前，設(shè)定第一很低頻率F2允許刷卡磁場強(qiáng)度門限值M2gate的操作期間，才測量極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度，將測得的極低頻率F3的磁場強(qiáng)度值M3用于刷卡操作的第一很低頻率F2磁場強(qiáng)度門限值M2gate的設(shè)定計(jì)算。極低頻率F3可以確定不變，這樣方便實(shí)現(xiàn)不同的多頻段集成電路卡在同一個多頻段讀卡裝置上正常使用，方便實(shí)現(xiàn)多頻段集成電路卡的兼容性。極低頻率F3的優(yōu)選方案為80Hz，極低頻率F3的處理濾波帶寬的優(yōu)選方案是IOHz左右。多頻段集成電路卡處理的第一很低頻率F2、極低頻率F3的無線電信號都是幅度恒定不隨時間變化的無線電信號，如果第一很低頻率F2與第二很低頻率F4的頻率相同，第二很低頻率F4也是幅度恒定不隨時間變化的無線電信號。所述多頻段讀卡裝置2包括讀卡裝置控制模塊21，無線收發(fā)處理模塊22、接口電路23。讀卡裝置控制模塊21與無線收發(fā)處理模塊22和接口電路23連接。讀卡裝置控制模塊21內(nèi)含CPU存儲器以及軟件等模塊。讀卡裝置控制模塊21在cpu和軟件的控制下完成控制、操作、通訊和刷卡等各種功能。接口電路23還與外部的讀卡機(jī)主電路6連接，接口電路23實(shí)現(xiàn)多頻段讀卡裝置2與讀卡機(jī)主電路6的通訊，還提供給多頻段讀卡裝置2的工作電源。無線收發(fā)處理模塊22主要完成與外部的多頻段集成電路卡I的雙向無線電通訊功能。無線收發(fā)處理模塊22主要由天線和無線電電路組成，還包括部分軟件模塊。其中無線電通訊的方法可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法技術(shù)，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自·行定義和改進(jìn)方法，但該方法必須與多頻段集成電路卡I的方法相匹配。無線收發(fā)處理模塊22由高頻頻段收發(fā)處理子模塊221、低頻頻段處理子模塊222以及極低頻頻段處理子模塊223組成。高頻頻段收發(fā)處理子模塊221處理頻率大于80MHz的無線電信號，使用高頻頻率Fl與多頻段集成電路卡I進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通訊。高頻頻段收發(fā)處理子模塊221由高頻天線2212和高頻收發(fā)處理電路2211組成。其中無線電通訊的方法技術(shù)(包括天線的技術(shù))，即調(diào)制解調(diào)、編碼解碼以及通訊協(xié)議等，可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行定義和改進(jìn)方法。目前的技術(shù)可以優(yōu)先選用2. 4GHz頻段作為高頻頻率Fl的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，例如集成電路nRF24L01便可以較高的性價比實(shí)現(xiàn)2. 4GHz頻段的通訊。優(yōu)選方案是高頻頻率Fl可以改變，當(dāng)多頻段讀卡裝置測得某一頻率的電磁噪聲很大時可以更換高頻頻率F1，使用另一個頻率的信道進(jìn)行通訊。低頻頻段處理子模塊222發(fā)送處理頻率范圍為2KHz到150KHz的低頻無線電信號。低頻頻段處理子模塊222發(fā)送頻率范圍為2KHz到50KHz的第一很低頻率F2幅度恒定不隨時間變化的磁場信號。優(yōu)選的第一很低頻率F2要大于9KHz，盡量與9KHz接近，發(fā)送的第一很低頻率F2的信號帶寬優(yōu)選值IOHz左右(或者頻率誤差在IOHz內(nèi))。低頻頻段處理子模塊222發(fā)送的第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度值在距多頻段讀卡裝置距離為Dave處為M2ave左右，在距多頻段讀卡裝置距離大于Dmax時小于M2min，在距多頻段讀卡裝置距離小于Dmin時大于M2max。M2ave、M2max、M2min的數(shù)值需要折中考慮,不能太小,太小多頻段集成電路卡接收到的信號的信噪比太低，而如果磁場強(qiáng)度數(shù)值太大，多頻段讀卡裝置的體積或功耗太大，也不容易滿足無線電管理機(jī)構(gòu)對磁場強(qiáng)度限值的要求。第二低頻頻段處理子模塊222還發(fā)送處理頻率范圍為2KHz到150KHz的第二很低頻率F4的無線電信號。第二很低頻率F4的無線電信號攜帶有相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，比如多頻段讀卡裝置的身份信息IDr以及多頻段讀卡裝置的高頻頻率Fl數(shù)值等信息。第二很低頻率F4的無線電信號通訊的方法技術(shù)即調(diào)制解調(diào)、編碼解碼以及通訊協(xié)議等，可以使用現(xiàn)有各種成熟的無線電通訊方法，也可以根據(jù)應(yīng)用的需要自行定義和改進(jìn)方法。第二很低頻率F4的無線電信號頻譜的帶寬決定于要傳送的數(shù)據(jù)的波特率和調(diào)制編碼方式，其具體的計(jì)算方法已經(jīng)有各種成熟的技術(shù)，這里不再贅述?？傊?，第二很低頻率F4的帶寬決定于應(yīng)用需求的細(xì)節(jié)。如果第一很低頻率F2和第二很低頻率F4同頻率，那么第一很低頻率F2 (第二很低頻率F4)的信號帶寬決定于數(shù)據(jù)傳送的波特率以及調(diào)制解調(diào)、編碼解碼方式。如果第一很低頻率F2和第二很低頻率F4同頻率，使用同一個無線電信號既傳遞磁場強(qiáng)度信息也傳遞數(shù)據(jù)信息。如果第一很低頻率F2和第二很低頻率F4不同頻率，要保證第二很低頻率F4的無線電信號頻譜在第一很低頻率F2的帶寬內(nèi)的能量不能明顯影響第一很低頻率F2的能量，而第一很低頻率F2的能量也不能使得頻率為第二很低頻率F4的無線電信號的信噪比明顯降低。優(yōu)選方案中第二很低頻率F4要大于第一很低頻率F2。極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送處理頻率范圍為2Hz到2KHz的極低頻率的無線電信號。極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送極低頻率F3幅度恒定不隨時間變化的磁場信號。正常刷卡操作時極低頻頻段處理子模塊223不需要發(fā)送極低頻率F3的無線電信號，只在多頻段集成電路卡上電復(fù)位后、第一次刷卡操作前，設(shè)定第一很低頻率F2允許刷卡磁場強(qiáng)度門限值M2gate的操作期間，才需要極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送極低頻率F3的磁場強(qiáng)度信號。極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送的極低頻率F3的磁場強(qiáng)度值，在距離多頻段讀卡裝置距離為Dave時要為M3ave左右，在距離多頻段讀卡裝置距離大于Dmax 時要小于M3min，在距離多頻段讀卡裝置距離小于Dmin時要大-于M3max。M3ave、M3max、M3min的數(shù)值需要折中考慮，不能太小，太小多頻段集成電路卡I接收到信號的信噪比太低，太大，多頻段讀卡裝置2的體積或功耗太大。極低頻率F3可以確定不變，這樣方便實(shí)現(xiàn)不同的多頻段讀卡裝置2在同一個多頻段集成電路卡I上正常使用，方便實(shí)現(xiàn)多頻段讀卡裝置2的兼容性。極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送的極低頻率F3的優(yōu)選方案為80Hz的頻率，極低頻頻段處理子模塊223發(fā)送的極低頻率F3帶寬的優(yōu)選方案約1Hz。多頻段集成電路卡I內(nèi)部如果已經(jīng)記錄有一個允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate,當(dāng)測得的第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度M2大于磁場強(qiáng)度門限值M2gate時才可以啟動刷卡操作。允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate在多頻段集成電路卡I上電復(fù)位前的設(shè)定值是無效的。允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate的設(shè)定在多頻段集成電路卡I靠近多頻段讀卡裝置2時自動設(shè)定，不需要專門的設(shè)定輔助設(shè)備，不需要人為專門控制的設(shè)定操作過程。由于不同的移動終端對第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度的衰減不同，所以當(dāng)多頻段集成電路卡在不同終端內(nèi)時，由于移動終端對第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度的衰減量Af2不同，在離讀卡器相同距離時，測得的磁場強(qiáng)度M2不同，故不能將M2與同一個磁場強(qiáng)度M2ave比較來決定是否可以刷卡，而必須與M2ave_Af2比較來決定是否可以刷卡。令M2gate =M2ave-Af2為刷卡門限即磁場強(qiáng)度門限值。多頻段集成電路卡I在移動終端內(nèi)獲得正確的刷卡磁場強(qiáng)度門限值M2gate的過程，稱為校準(zhǔn)過程。當(dāng)未校準(zhǔn)的集成電路卡測得第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2時，啟動校準(zhǔn)過程。啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2的確定方法過程如下a、選定一批(約100個)不同型號的需要使用于本刷卡系統(tǒng)的移動終端作測試；b、多頻段集成電路卡I在移動終端內(nèi)與多頻段讀卡裝置2較遠(yuǎn)的距離Dttm2時，測得多頻段讀卡裝置2發(fā)射的、多頻段集成電路卡I所在位置的、第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度TTm2，并記錄下TTm2和Dttm2的數(shù)值；C、關(guān)閉多頻段讀卡裝置2的磁場發(fā)射，多頻段集成電路卡I測得第一很低頻率F2的在其接收帶寬內(nèi)的磁場強(qiáng)度的噪聲峰值為Zf2 ；d、此時TTm2必須比移動終端內(nèi)的Zf 2大6db，否則，將移動終端更加靠近多頻段讀卡裝置2,重復(fù)b、c,直到滿足條件d ；e、如果移動終端與多頻段讀卡裝置2距離最近時仍然不能滿足條件d，需要調(diào)整多頻段讀卡裝置2的參數(shù)，增大其發(fā)射的以下3個磁場強(qiáng)度值M2aVe、M2min、M2maX。然后重新作測試b、c直到滿足條件d ； f、對每一個移動終端重復(fù)b、c、d、e的步驟，得到每一個移動終端在相同的M2ave、M2min、M2max值條件下的TTm2，取其中的最大值作為啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2 ；g、啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2必須小于M2min，如果啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2大于M2min，需要調(diào)整多頻段讀卡裝置的參數(shù)，增大其發(fā)射的以下3個磁場強(qiáng)度值M2ave、M2min、M2max。此時需要重新對所有移動終端進(jìn)行b、c、d、e、f的測試,直到滿足條件啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2小于M2min ；h、測試多頻段集成電路卡在所有終端內(nèi)測得第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度M2 =Tm2時，與多頻段讀卡裝置的距離為Dttm2, Dttm2必須大于Dmin,否則增大M2ave、M2min、M2max的值,重新測試b、C、d、e、f、g直到滿足Dttm2大于Dmin ；以上方法并不是唯一的方法，實(shí)際上可以有無限多種方法用來確定啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2的值，最終確定的啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2的數(shù)值，也不是唯一可行的數(shù)值。并且實(shí)際操作時并不需要反復(fù)修改增大M2ave、M2min、M2max的值后重新測試試驗(yàn)，可以根據(jù)已經(jīng)測得的數(shù)據(jù)預(yù)估M2aVe、M2min、M2max的合適值，預(yù)估方法不再贅述。但不管是用何種方法獲得啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2，可以讓啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2符合以下條件I、在測試樣本的所有終端內(nèi)啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2比該終端內(nèi)的噪聲磁場強(qiáng)度大6db以上，這個要求用于保證實(shí)際使用時的測量誤差不至于太大；2、啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2要小于M2min，這個要求用于保證衰減很小的移動終端在最遠(yuǎn)刷卡距離時能夠?qū)崿F(xiàn)校準(zhǔn)；3、在測試樣本的所有終端內(nèi)，終端與多頻段讀卡裝置2距離小于Dmin時，多頻段集成電路卡處的第一很低頻率F2磁場強(qiáng)度M2必須大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2，這個要求是用于保證所有測試樣本移動終端內(nèi)，與讀卡器距離小于Dmin時能夠校準(zhǔn)；4、如果應(yīng)用需求不同，以上1、2、3的具體要求數(shù)值可以取不同的數(shù)值，甚至可以增減以上條件。以上確定啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2的方法實(shí)現(xiàn)的同時，也確定了 M2ave、M2min、M2max的值。M3ave、M3min、M3max的值的確定更加簡單,只需保證多頻段集成電路卡在所有測試樣本移動終端內(nèi)測得的極低頻率F3在其接收帶寬內(nèi)的磁場強(qiáng)度噪聲的最大值Zf3比M3min小6db以上即可,如果要求更嚴(yán)格,可以要求M3min遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大值Zf3。多頻段讀卡裝置2和多頻段集成電路卡I的使用方法I如下(見圖18)一種距離可控的移動支付方法，包括以下步驟，①移動終端內(nèi)的多頻段集成電路卡靠近多頻段讀卡裝置，測量所述多頻段讀卡裝置發(fā)出的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2 ；②由于多頻段集成電路卡I上電后清除已校準(zhǔn)標(biāo)志，即沒有記錄允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，因此多頻段集成電路卡要先判斷其內(nèi)部是否已記錄有一允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，如果沒有記錄允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，不進(jìn)行刷卡；③如果多頻段集成電路卡內(nèi)部沒有記錄有允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，則所述多頻段集成電路卡將測得的所述第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2與啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2比較，如果所述第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2時，則自動啟動校準(zhǔn)流程，即確定允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate,包括步驟，A.多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證；B.多頻段集成電路卡測量多頻段讀卡裝置發(fā)出的極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3 ；C.計(jì)算允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate 等于多頻段讀卡裝置發(fā)出的在所設(shè)定平均刷卡距離處的極低頻率F3無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值M3ave減去測得的極低頻率F3無線電信號的磁場強(qiáng)度M3再加上測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2之和，即磁場強(qiáng)度門限值M2gate =極低頻率F3無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值M3ave-極低頻率(F3)無線電信號的磁場強(qiáng)度M3+第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2 ；④多頻段集成電路卡判斷所測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2是否大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate ；⑤如果所測得的第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度M2大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值M2gate，則多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證；⑥身份認(rèn)證通過，借助高頻頻率Fl無線電信號進(jìn)行移動支付；所述高頻頻率Fl大于80MHz，第一很低頻率F2在2KHz到50KHz之間，極低頻率F3在2Hz到2KHz之間。所述多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證包括步驟a.多頻段集成電路卡接收多頻段讀卡裝置發(fā)出的2KHz到150KHz之間的第二很低頻率F4的無線電信號，該無線電信號中包括多頻段集成電路卡與多頻段讀卡裝置通信使用的高頻頻率Fl的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ；b.多頻段集成電路卡解調(diào)解碼所述第二很低頻率F4的無線電信號中的高頻頻率Fl的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ；c.多頻段集成電路卡發(fā)送頻率為高頻頻率Fl的無線電信息給多頻段讀卡裝置，請求校準(zhǔn)流程或移動支付，該高頻頻率Fl的無線電信息包括多頻段讀卡裝置的身份信息IDr ;在多頻段讀卡裝置接收該高頻頻率Fl的無線電信息并驗(yàn)證其中的身份信息IDr正確后，多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置之間進(jìn)行校準(zhǔn)流程或移動支付。刷卡或移動支付操作過程如下I、多頻段集成電路卡I接收頻率為第二很低頻率F4的無線電信號，該信號由多頻段讀卡裝置2發(fā)出，其中含有多頻段讀卡裝置2用于與多頻段集成電路卡I通訊使用的高頻頻率Fl數(shù)值以及多頻段讀卡裝置2的身份IDr等信息；2、多頻段集成電路卡I與多頻段讀卡裝置2足夠近，其接收的頻率為第二很低頻率F4的無線電信號信噪比足夠大時，能夠正確解調(diào)解碼其中的高頻頻率Fl值和IDr等數(shù)據(jù)信息；3、多頻段集成電路卡I收到正確的高頻頻率Fl和IDr等數(shù)據(jù)信息后，使用高頻頻率Fl的無線電發(fā)送信息給多頻段讀卡裝置2，請求刷卡流程，發(fā)送的信息中含有IDr等信
肩、O4、多頻段讀卡裝置2從高頻頻率Fl的無線電中收到多頻段集成電路卡I的刷卡請求信息后，首先比較其中IDr是否正確，如果不正確，則拒絕執(zhí)行刷卡流程，以避免位于其他多頻段讀卡裝置附近的多頻段集成電路卡I與本多頻段讀卡裝置2進(jìn)行刷卡過程；5、多頻段讀卡裝置2比較IDr正確后，配合多頻段集成電路卡I進(jìn)行后續(xù)的刷卡流程，后續(xù)的流程中，多頻段讀卡裝置2配合多頻段集成電路卡I使用高頻頻率Fl的射頻進(jìn)行雙向通訊，共同完成刷卡過程的其他操作； 如果多頻段集成電路卡I具有加速度測量處理模塊，而該刷卡應(yīng)用安全性要求很高，需要使用者4的確認(rèn)，多頻段集成電路卡I調(diào)用加速度測量處理模塊14的功能，等待識別使用者4的特定確認(rèn)動作，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有識別到確認(rèn)動作，多頻段集成電路卡I放棄本次的刷卡操作。如果加速度測量處理模塊14在規(guī)定的時間內(nèi)識別出使用者4的確認(rèn)動作，多頻段集成電路卡I就繼續(xù)完成刷卡的后續(xù)操作。以上刷卡通訊過程并不是唯一可行的刷卡過程，實(shí)際上可行的刷卡過程可以有無限多種變化。使用現(xiàn)有電子信號的測量技術(shù)，第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度的測量實(shí)現(xiàn)方法有很多種，下面是其中一些方法第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度的測量可以由兩個模塊組成，傳感器(或者稱為天線)和電信號大小測量模塊。傳感器將第一很低頻率F2無線電信號的磁場強(qiáng)度物理量變換為電信號(正常情況下是電壓信號)。在多頻段集成電路卡I中可以使用線圈、磁敏電阻、磁敏三極管、磁敏場效應(yīng)管、霍爾器件將第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號變換為電信號。磁場強(qiáng)度有效值與輸出電信號有效值間有一個變換系數(shù)，該系數(shù)的大小在傳感器(或天線)設(shè)計(jì)時確定。電信號大小測量模塊可以由放大器、帶通濾波器、峰值檢波器，A/D轉(zhuǎn)換器，測量處理程序組成。測量處理程序根據(jù)傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)、放大器的放大倍數(shù)等參數(shù)將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)值換算為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度數(shù)值。電信號大小測量模塊也可以這樣構(gòu)成放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字帶通濾波器、數(shù)字峰值檢波器，測量處理程序。測量處理程序根據(jù)各參數(shù)和變換系數(shù)將峰值換算為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度數(shù)值。使用數(shù)字帶通濾波器可以很容易的實(shí)現(xiàn)高性能要求的濾波器，是比較好的方案?？傊娦盘柎笮y量模塊的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式可以有各種各樣的方法，此處不再贅述。極低頻率F3的磁場強(qiáng)度的測量實(shí)現(xiàn)方法與第一很低頻率F2磁場強(qiáng)度的測試一樣有很多種實(shí)現(xiàn)方式。但不管使用何種方式，仍然由傳感器(天線)和電信號大小測量模塊組成。頻率為第二很低頻率F4的無線電信息接收處理方法中心頻率為第二很低頻率F4攜帶有數(shù)據(jù)信息的無線電也是由傳感器(天線)和電信號處理模塊進(jìn)行處理。其傳感器同樣可以由線圈、磁敏電阻、磁敏三極管、磁敏場效應(yīng)管或者霍爾器件組成。電信號處理模塊的功能是放大并解調(diào)解碼第二很低頻率F4中的數(shù)據(jù)信息，其方法技術(shù)已經(jīng)是成熟技術(shù)。第一很低頻率F2、極低頻率F3、第二很低頻率F4的3個(第一很低頻率F2、第二很低頻率F4相同時是2個)無線電信號，其信號頻譜沒有重疊，因此可以使用同一個天線同時接收這些頻率的無線電信號，并且可以使用同一個放大器同時放大這些信號，放大后分別送到各自的處理模塊。因此，第一很低頻率F2、極低頻率F3、第二很低頻率F4無線電信號的處理模塊共用天線和放大器是可行的具體實(shí)施方案。多頻段讀卡裝置發(fā)射的第一很低頻率F2、極低頻率F3、第二很低頻率F4頻率的無線電頻譜不重疊，可以使用同一個線圈天線發(fā)射這3個(第一很低頻率F2、第二很低頻率F4相同時是2個)無線電信號。多頻段讀卡裝置所產(chǎn)生的第一很低頻率F2、極低頻率F3、第二很低頻率F4的無線電信號線性疊加后送到一個放大驅(qū)動器，然后驅(qū)動一個線圈天線將第一很低頻率F2、極低頻率F3、第二很低頻率F4頻率的無線電信息發(fā)送出去。當(dāng)然這些無線電信息可以分別使用獨(dú)立放大器放大后從獨(dú)立的的天線發(fā)射，但這樣比使用一個放大器和一個天線的方案復(fù)雜，電源能量的利用率更低。商場信用卡刷卡的實(shí)施例見圖13，商場信用卡的讀卡機(jī)5由讀卡機(jī)主電路6和多頻段讀卡裝置2組成，讀卡機(jī)5內(nèi)有與銀行賬戶管理系統(tǒng)連接的軟硬件。移動終端3為用戶的手機(jī)。用戶手機(jī)中的多 頻段集成電路卡I是具有SIM卡功能的多頻段集成電路卡I，該多頻段集成電路卡I內(nèi)的刷卡功能模塊13含有信用卡帳戶刷卡軟件以及信用卡身份認(rèn)證信息。由于信用卡的安全性要求特別高而刷卡速度要求不是太高，所以需要持卡人的確認(rèn)操作，因此該類型應(yīng)用的多頻段集成電路卡I內(nèi)需要加速度測量處理模塊14。多頻段集成電路卡I的結(jié)構(gòu)見圖16 :多頻段集成電路卡I由有線接口 11、無限收發(fā)處理模塊12、刷卡功能模塊13、可選的加速度測量處理模塊14和控制模塊15組成。控制模塊15分別與有線接口 11、無線收發(fā)處理模塊12、刷卡功能模塊13和加速度測量處理模塊14連接。無線收發(fā)處理模塊12由高頻頻段收發(fā)處理子模塊121、低頻頻段處理子模塊122和極低頻頻段處理子模塊123組成。高頻頻段收發(fā)處理子模塊121由高頻天線1212和高頻收發(fā)處理電路1211組成。低頻頻段處理子模塊122和極低頻頻段處理子模塊123有共同使用的三部分低頻和極低頻天線1234、低頻和極低頻放大器1233和低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232。低頻和極低頻天線1234將多頻段集成電路卡I所在空間的下列三個頻率的無線電信號變換為電壓信號第一很低頻率F2為9100Hz的磁場強(qiáng)度信號、第二很低頻率F4為15KHz的數(shù)據(jù)接收無線電信號和極低頻率F3為80Hz的磁場強(qiáng)度信號。低頻和極低頻天線1234變換所得電壓信號送給低頻和極低頻放大器1233進(jìn)行放大，然后由低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232變換為數(shù)字電壓信號。低頻頻段處理子模塊由中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量模塊和中心頻率為第二很低頻率F4的無線電數(shù)據(jù)信號接收處理模塊組成。其中中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量模塊由低頻和極低頻天線1234、低頻和極低頻放大器1233和低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232以及中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理模塊1221組成。中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理模塊1221在純數(shù)字域處理從低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232送過來的數(shù)字電壓信號。磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理模塊1221中數(shù)字信號濾波器的中心頻率為9100Hz，帶寬100Hz.。中心頻率為第二很低頻率F4的無線電數(shù)據(jù)信號接收處理模塊由公共的低頻和極低頻天線1234、低頻和極低頻放大器1233和低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232以及中心頻率為第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理模塊1222組成。中心頻率為第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理模塊1222在純數(shù)字域處理從低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232送過來的數(shù)字信號，中心頻率為第二很低頻率F4的無線電信號使用MSK調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸波特率為2Kbps，其中數(shù)字信號濾波器的中心頻率為15KHz，帶寬2KHz。極低頻頻段處理模塊123由公共的低頻和極低頻天線1234、低頻和極低頻放大器1233和低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232以及中心頻率為極低頻率F3的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理模塊1231組成。中心頻率為極低頻率F3的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理模塊1231在純數(shù)字域處理從低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232送過來的極低頻率F3的磁場強(qiáng)度數(shù)字信號，其中數(shù)字信號濾波器的中心頻率為80Hz，帶寬為10Hz。多頻段讀卡裝置2的結(jié)構(gòu)見圖17，多頻段讀卡裝置2由讀卡裝置控制模塊21、無線收發(fā)處理模塊22、接口電路23組成。讀卡裝置控制模塊21分別與無線電收發(fā)處理模塊22、接口電路23連接。無線收發(fā)處理模塊22由高頻頻段收發(fā)處理子模塊221、低頻頻段處理子模塊222和極低頻頻段處理子模塊223組成。高頻頻段收發(fā)處理子模塊221由高頻天線2212和高頻收發(fā)處理電路2211組成。低頻頻段處理子模塊222和極低頻頻段處理子模 塊223有共同使用的三部分低頻和極低頻天線2234、低頻和極低頻驅(qū)動器2233和低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232。低頻頻段處理子模塊222由中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度生成發(fā)射模塊和中心頻率為第二很低頻率F4的無線電數(shù)據(jù)信號生成發(fā)射模塊組成。中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度生成發(fā)射模塊由公共的低頻和極低頻天線2234、低頻和極低頻驅(qū)動器2233和低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232以及中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊2221組成，中心頻率為第二很低頻率F4的無線電數(shù)據(jù)信號生成發(fā)射處理模塊由公共的低頻和極低頻天線2234、低頻和極低頻驅(qū)動器2233和低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232以及中心頻率為第二很低頻率F4的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊2222組成。極低頻頻段處理子模塊223由公共的低頻和極低頻天線2234、低頻和極低頻驅(qū)動器2233和低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232以及中心頻率為極低頻率F3的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊2231組成。中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊2221生成第一很低頻率F2為9100Hz的磁場強(qiáng)度數(shù)字信號，中心頻率為第二很低頻率F4的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊2222生成第二很低頻率F4為15KHz的無線電數(shù)字信號，極低頻率F3的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊2231生成極低頻率F3為80Hz的磁場強(qiáng)度數(shù)字信號。低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232將第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度數(shù)字信號、中心頻率為第二很低頻率F4的無線電數(shù)字信號以及中心頻率為極低頻率F3的磁場強(qiáng)度數(shù)字信號進(jìn)行線性疊加后轉(zhuǎn)換為模擬信號，將模擬信號送給低頻和極低頻驅(qū)動器2233放大后驅(qū)動低頻和極低頻天線2234發(fā)射出去。低頻和極低頻天線2234由多匝的漆包線線圈組成。中心頻率為第二很低頻率F4的無線電信號使用MSK調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸波特率為2Kbps。多頻段集成電路卡的校準(zhǔn)和刷卡操作過程為a、收銀員操作讀卡機(jī)5，啟動信用卡操作，讀卡機(jī)5通過多頻段讀卡裝置2的接口電路23通知多頻段讀卡裝置2啟動尋卡。多頻段讀卡裝置2的無線收發(fā)處理模塊22中的低頻頻段處理子模塊222中的中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊2221生成第一很低頻率F2為9100Hz的數(shù)字磁場強(qiáng)度信號，同時多頻段讀卡裝置2的無線收發(fā)處理模塊22中的低頻頻段處理子模塊222中的中心頻率為第二很低頻率F4的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊2222生成第二很低頻率F4為15KHz的無線電數(shù)字信號。第二很低頻率F4為15KHz的無線電數(shù)字信號中調(diào)制編碼有以下信息多頻段讀卡裝置2的身份信息IDr和高頻頻段收發(fā)處理子模塊221的工作頻率高頻頻率Fl的數(shù)值。頻率為第二很低頻率F4的無線電使用波特率為2Kbps的MSK調(diào)制方式。第一很低頻率F2為9100Hz的數(shù)字磁場強(qiáng)度信號和第二很低頻率F4為15KHz的無線電數(shù)字信號線性疊加后經(jīng)過低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器2232轉(zhuǎn)換為模擬信號，再經(jīng)過低頻和極低頻驅(qū)動器2233放大后驅(qū)動低頻和極低頻天線2234發(fā)射出去。多頻段讀卡裝置2的無線收發(fā)處理模塊22的高頻頻段收發(fā)處理子模塊221工作于中心頻率為高頻頻率Fl的接收狀態(tài)，等待多頻段集成電路卡I發(fā)出的中心頻率為高頻頻率Fl的無線電信號。b、當(dāng)用戶手持手機(jī)靠近多頻段讀卡裝置2，多頻段集成電路卡I的低頻頻段處理子模塊122持續(xù)測量第一很低頻率F2為9100Hz的磁場強(qiáng)度。 bl、低頻和極低頻天線1234將多頻段集成電路卡I所在空間的第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度信號變換為電壓信號送給低頻和極低頻放大器1233進(jìn)行放大。b2、低頻和極低頻放大器1233放大后的電壓信號送給低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后送給中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路1221處理。b3、中心頻率為第一很低頻率F2的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路1221將低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232送過來的數(shù)字電壓信號，先進(jìn)行中心頻率9100Hz帶寬IOOHz的數(shù)字帶通濾波器的處理，濾除帶外噪聲。然后測量該電壓信號的幅度，再將電壓幅度變換為正確的磁場強(qiáng)度值M2。C、如果多頻段集成電路卡I上電復(fù)位后沒有校準(zhǔn)過，多頻段集成電路卡I將測得的磁場強(qiáng)度值M2與啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2比較，如果M2大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限Tm2則啟動下面的校準(zhǔn)流程如步驟d。手機(jī)內(nèi)的多頻段集成電路卡I執(zhí)行步驟f。d、多頻段集成電路卡I通過低頻頻段處理子模塊122從中心頻率為第二很低頻率F4的無線電中解調(diào)解碼出其中的數(shù)據(jù)信息。如果信噪比較低，解出的數(shù)據(jù)信息校驗(yàn)錯誤，回到步驟b，繼續(xù)檢測磁場強(qiáng)度值M2。中心頻率為第二很低頻率F4的無線電信息的接收及解調(diào)解碼過程如下dl、低頻和極低頻天線1234將多頻段集成電路卡I所在空間的第二很低頻率F4的無線電信號變換為電壓信號送給低頻和極低頻放大器1233進(jìn)行放大。d2、低頻和極低頻放大器1233放大后的電壓信號送給低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號后送給中心頻率為第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理電路1222處理。d3、中心頻率為第二很低頻率F4的無線接收數(shù)字處理電路1222對從低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器1232送過來的數(shù)字信號先進(jìn)行數(shù)字帶通濾波，數(shù)字帶通濾波器的中心頻率為15KHz，帶寬為2KHz (數(shù)據(jù)波特率2Kbps的一半即可)。濾除帶外噪聲后的信號再進(jìn)行數(shù)字無線電的解調(diào)解碼操作，解出無線電中的高頻頻率Fl值及多頻段讀卡裝置的身份信息IDr值。d4、多頻段集成電路卡I收到正確的多頻段讀卡裝置2的高頻頻段收發(fā)處理子模塊221工作的高頻頻率Fl和身份信息IDr值后，使多頻段集成電路卡I的高頻頻段收發(fā)處理子模塊121工作于高頻頻率Fl上，并使用高頻頻率Fl的信道發(fā)送校準(zhǔn)請求信息，信息中包含收到的IDr值。d5、后續(xù)的校準(zhǔn)和刷卡過程中，多頻段集成電路卡I和多頻段讀卡裝置2中的無線處理界面12、22中的各個數(shù)字處理模塊以及公共模塊的操作細(xì)節(jié)與前述相似，不再細(xì)述。e、如果是沒有校準(zhǔn)過的多頻段集成電路卡I回到步驟b，否則到步驟f。f、當(dāng)?shù)谝缓艿皖l率F2的磁場強(qiáng)度M2大于磁場強(qiáng)度刷卡門限M2gate時啟動付款刷卡操作流程。否則回到步驟b。g、多頻段集成電路卡I接收頻率為第二很低頻率F4的無線電信號，該信號由多頻段讀卡裝置2發(fā)出，其中含有多頻段讀卡裝置2用于與多頻段集成電路卡I通訊使用的高頻頻率Fl數(shù)值以及多頻段讀卡裝置的身份信息IDr等信息。h、多頻段集成電路卡I與多頻段讀卡裝置2足夠近，其接收的第二很低頻率F4的 無線電信號的信噪比足夠大時，能夠正確解調(diào)解碼其中的高頻頻率Fl值和IDr等數(shù)據(jù)信
肩、Oi、多頻段集成電路卡I收到正確的高頻頻率Fl和IDr等數(shù)據(jù)信息后，使用頻率為高頻頻率Fl的無線電發(fā)送信息給多頻段讀卡裝置2，請求刷卡流程，發(fā)送的信息中含有IDr
等信息。j、多頻段讀卡裝置2從頻率為高頻頻率Fl的無線電中收到多頻段集成電路卡I的刷卡請求后，首先比較其中IDr是否正確，如果不正確，回到步驟b，拒絕執(zhí)行刷卡流程，以避免位于其他多頻段讀卡裝置附近的多頻段集成電路卡I與本多頻段讀卡裝置2進(jìn)行刷卡過程。k、多頻段讀卡裝置2比較IDr正確后，配合多頻段集成電路卡I進(jìn)行后續(xù)的刷卡流程，后續(xù)的流程中，多頻段讀卡裝置2配合多頻段集成電路卡I使用頻率為高頻頻率Fl的射頻進(jìn)行雙向通訊，進(jìn)一步進(jìn)行身份認(rèn)證的其他操作，在身份認(rèn)證中，讀卡機(jī)與銀行賬戶管理系統(tǒng)連接，由銀行賬戶管理系統(tǒng)進(jìn)一步確認(rèn)卡片身份的合法性。已經(jīng)有很多業(yè)已成熟的身份認(rèn)證等加解密安全算法和協(xié)議，這里不再贅述。I、在身份等信息確認(rèn)后，進(jìn)入扣費(fèi)流程，在扣費(fèi)流程中，多頻段集成電路卡I啟動加速度測量處理模塊14的工作，等待用戶的特定確認(rèn)動作。m、加速度測量處理模塊14在規(guī)定的時間內(nèi)收到使用者4有效的確認(rèn)動作后，繼續(xù)執(zhí)行完成整個扣費(fèi)流程，否則拒絕扣費(fèi)，結(jié)束整個刷卡操作。
權(quán)利要求
1.一種距離可控的移動支付方法，其特征在于包括以下步驟， ①移動終端內(nèi)的多頻段集成電路卡靠近多頻段讀卡裝置，測量所述多頻段讀卡裝置發(fā)出的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)； ②多頻段集成電路卡判斷其內(nèi)部是否已記錄有一允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)； ③如果多頻段集成電路卡內(nèi)部沒有記錄有允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)，則所述多頻段集成電路卡將測得的所述第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)與啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限(Tm2)比較，如果所述第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限(Tm2)時，則自動啟動校準(zhǔn)流程，即確定允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)，包括步驟， A.多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證； B.多頻段集成電路卡測量多頻段讀卡裝置發(fā)出的極低頻率(F3)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M3)； C.計(jì)算允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)，允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)等于多頻段讀卡裝置發(fā)出的在所設(shè)定平均刷卡距離處的極低頻率(F3)無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值(M3ave)減去極低頻率(F3)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M3)再加上測得的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)之和，即磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)=極低頻率(F3)無線電信號的平均磁場強(qiáng)度值(M3ave) -極低頻率(F3)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M3) +第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)； ④多頻段集成電路卡判斷所測得的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)是否大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)； ⑤如果所測得的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)大于允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)，則多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證； ⑥身份認(rèn)證通過，借助高頻頻率(Fl)無線電信號進(jìn)行移動支付刷卡； 所述高頻頻率(Fl)大于80MHz，第一很低頻率(F2)在2KHz到50KHz之間，極低頻率(F3)在2Hz到2KHz之間。
2.如權(quán)利要求I所述的距離可控的移動支付方法，其特征在于在步驟⑥的身份認(rèn)證通過之后進(jìn)行移動支付刷卡之前，多頻段集成電路卡的加速度測量處理模塊測量多頻段集成電路卡的加速度，識別持卡人的刷卡確認(rèn)動作。
3.如權(quán)利要求I所述的距離可控的移動支付方法，其特征在于所述多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置進(jìn)行身份認(rèn)證包括步驟 a.多頻段集成電路卡接收多頻段讀卡裝置發(fā)出的第二很低頻率(F4)的無線電信號，該無線電信號中包括多頻段集成電路卡與多頻段讀卡裝置通信使用的高頻頻率(Fl)的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息(IDr)； b.多頻段集成電路卡解調(diào)解碼所述第二很低頻率(F4)的無線電信號中的高頻頻率(Fl)的數(shù)值和多頻段讀卡裝置的身份信息(IDr)； c.多頻段集成電路卡發(fā)送頻率為高頻頻率(Fl)的無線電信息給多頻段讀卡裝置，請求校準(zhǔn)流程或移動支付，該高頻頻率(Fl)的無線電信息包括多頻段讀卡裝置的身份信息(IDr)； d.在多頻段讀卡裝置接收該高頻頻率(Fl)的無線電信息并驗(yàn)證其中的身份信息(IDr)正確后，多頻段集成電路卡和多頻段讀卡裝置之間進(jìn)行校準(zhǔn)流程或移動支付。
4.如權(quán)利要求3所述的距離可控的移動支付方法，其特征在于用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率(F2)和用于通信的無線電信號的第二很低頻率(F4)相同。
5.如權(quán)利要求3所述的距離可控的移動支付方法，其特征在于用于測量磁場強(qiáng)度的無線電信號的第一很低頻率(F2)和用于通信的無線電信號的第二很低頻率(F4)不同，所述第二很低頻率(F4)大于第一很低頻率(F2)。
6.如權(quán)利要求I所述的距離可控的移動支付方法，其特征在于所述多頻段讀卡裝置發(fā)射的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)和極低頻率(F3)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M3)的幅度恒定，幅度不隨時間變化。
7.一種多頻段讀卡裝置，包括讀卡裝置控制模塊(21)、無線收發(fā)處理模塊(22)和接口電路(23)，所述讀卡裝置控制模塊(21)分別與無線收發(fā)處理模塊(22)和接口電路(23)電連接；其特征在于所述無線收發(fā)處理模塊包括 高頻頻段收發(fā)處理子模塊(221)，用于發(fā)射和接收頻率大于80MHz的射頻信號； 低頻頻段處理子模塊(222)，用于發(fā)射2KHz至50KHz的很低頻率的無線電信號，和發(fā)射2KHz至150KHZ的很低頻率的可攜帶數(shù)據(jù)信息的無線電信號；以及 極低頻頻段處理子模塊(223)，用于發(fā)射2Hz至2KHz的極低頻率的無線電信號。
8.如權(quán)利要求7所述的多頻段讀卡裝置，其特征在于所述高頻頻段收發(fā)處理子模塊(221)又包括高頻收發(fā)處理電路(2211)和高頻天線(2212)，所述低頻頻段處理子模塊(222)及極低頻頻段處理子模塊(223)又包括第一很低頻率(F2)的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊(2221)、第二很低頻率(F4)的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊(2222)、極低頻率(F3)的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊(2231)、低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器(2232)、低頻和極低頻驅(qū)動器(2233)與低頻和極低頻天線(2234)，所述低頻和極低頻驅(qū)動器(2233)分別與低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器(2232)以及低頻和極低頻天線(2234)電連接，所述第一很低頻率(F2)的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊(2221)、第二很低頻率(F4)的無線電編碼調(diào)制生成數(shù)字處理模塊(2222)、極低頻率(F3)的磁場強(qiáng)度信號生成數(shù)字處理模塊(2231)分別與低頻和極低頻D/A轉(zhuǎn)換器(2232)電連接。
9.一種多頻段集成電路卡，與多頻段讀卡裝置配合進(jìn)行無線電信號的處理，包括控制模塊(15)、無線收發(fā)處理模塊(12)、刷卡功能模塊(13)以及有線接口(11)，所述控制模塊(15)分別與無線收發(fā)處理模塊(12)、刷卡功能模塊(13)以及有線接口(11)電連接，其特征在于 所述無線收發(fā)處理模塊(12)包括 高頻頻段收發(fā)處理子模塊(121)收發(fā)頻率大于80MHz的射頻信號，與多頻段讀卡裝置使用高頻頻率(Fl)的無線電進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)信息的交換； 低頻頻段處理子模塊(122)，接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的2KHz至50KHz的很低頻率的無線電信號的磁場強(qiáng)度信息，和接收多頻段讀卡裝置發(fā)射的2KHz至150KHZ的無線電信號并解調(diào)解碼其中的數(shù)據(jù)信息；及 極低頻頻段處理子模塊(123)，接收多頻段讀卡裝置發(fā)射2Hz至2KHz的極低頻率的無線電的磁場強(qiáng)度信息。
10.如權(quán)利要求9所述的多頻段集成電路卡，其特征在于還包括與控制模塊(15)電連接的加速度測量處理模塊(14)，該加速度測量處理模塊(14)包括加速度處理電路和加速度傳感器，用于測量多頻段集成電路卡的加速度，識別持卡人的刷卡確認(rèn)動作。
11.如權(quán)利要求9所述的多頻段集成電路卡，其特征在于所述高頻頻段收發(fā)處理子模塊(121)又包括高頻收發(fā)處理電路(1211)和高頻天線(1212)，所述低頻頻段處理子模塊(122)及極低頻頻段處理子模塊(123)又包括第一很低頻率(F2)的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路(1221)、第二很低頻率(F4)的無線接收數(shù)字處理電路(1222)、極低頻率(F3)的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路(1231)、低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器(1232)、低頻和極低頻放大器(1233)與低頻和極低頻天線(1234)，所述低頻和極低頻放大器(1233)分別與低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器(1232)以及低頻和極低頻天線(1234)電連接，所述第一很低頻率(F2)的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路(1221)、第二很低頻率(F4)的無線接收數(shù)字處理電路(1222)、極低頻率(F3)的磁場強(qiáng)度測量數(shù)字處理電路(1231)分別與低頻和極低頻A/D轉(zhuǎn)換器(1232)電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種距離可控的移動支付方法和裝置，包括多頻段集成電路卡測量多頻段讀卡裝置發(fā)出的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)，比較測得的第一很低頻率(F2)無線電信號的磁場強(qiáng)度(M2)是否大于啟動校準(zhǔn)磁場強(qiáng)度門限(Tm2)，如果大于，則利用極低頻率(F3)確定允許刷卡的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)，然后判斷磁場強(qiáng)度(M2)是否大于磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)；如果大于，則借助高頻頻率(F1)無線電信號進(jìn)行移動支付；高頻頻率(F1)大于80MHz，第一很低頻率(F2)在2KHz到50KHz之間，極低頻率(F3)在2Hz到2KHz之間。本發(fā)明的技術(shù)效果在于允許刷卡距離的磁場強(qiáng)度門限值(M2gate)是自動設(shè)定的，且設(shè)定的刷卡距離準(zhǔn)確，支付安全。
文檔編號H04B5/00GK102810144SQ201110143638
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者羅魏熙 申請人:羅魏熙