CN101131736A - 一种智能卡操作系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能卡领域，尤其涉及一种智能卡操作系统和方法，用以解决现有技术中存在智能卡操作系统不能获知其进出非接触场而导致其非接触式通信失败的问题。本发明中，通信状态控制模块检测智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场；根据检测结果设置智能卡操作系统的非接触式通信模块的通信状态。采用本发明技术方案，可以避免智能卡操作系统重新进入非接触场时，非接触式通信模块不能正确响应非接触式终端的查询而导致的通信失败，智能卡操作系统和非接触式终端设备之间可以进行正常的非接触通信。

Description

一种智能卡操作系统和方法
技术领域
本发明涉及智能卡领域，尤其涉及一种智能卡操作系统和方法。
背景技术
随着智能卡技术的不断发展，人们希望智能卡能够拥有更加丰富灵活的功能。比如，使SIM卡除了具有传统的SIM卡功能外，还可以具有支付卡，门禁卡，考勤卡，等等，真正做到了一卡多用。这就需要智能卡操作系统支持接触式和非接触式混合工作模式(简称混合工作模式)。
混合工作模式和单独非接触工作模式有一个明显的区别在于：
单独非接触工作模式下，系统工作电源由非接触场提供，智能卡在离开并重新进入非接触场时，系统会因为重新上电而进行复位操作；混合工作模式下，系统工作电源可以由接触式电源提供，在这种情况下，智能卡在离开并重新进入非接触场时，系统不会进行复位操作。
根据ISO14443协议非接触通信可分为两个阶段，由非接触通信状态标志标识，其中：第一阶段(对应ISO14443协议-3部分)，在此阶段终端设备查询智能卡操作系统中非接触通信所需要的信息，智能卡操作系统响应终端设备；第二阶段(对应ISO14443协议-4部分)，在此阶段终端设备向智能卡操作系统发送14443-4命令，如果智能卡操作系统处于第二阶段时终端设备查询智能卡操作系统中非接触通信所需要的信息，智能卡操作系统不会响应终端设备。由此可见一个正常的非接触通信总是从第一个阶段开始，然后才能进入第二阶段。
因上所述，在混合工作模式下，系统以接触方式供电，即其工作电源由接触式电源提供，非接触通信会遇到这样一个问题：
当非接触通信进入到第二阶段后，智能卡操作系统离开并重新进入非接触场，由于系统不用重新上电，则系统不会进行复位操作，而系统不能获知曾经离开过非接触场，所以非接触通信状态仍然保持在第二阶段，这样非接触通信就不能从第一阶段开始，导致系统和终端设备之间非接触通信失败。
上述问题也存在于所有拥有固定电源而不由非接触场对系统供电的支持非接触式通信的智能卡操作系统中。
发明内容
本发明提供一种智能卡操作系统和方法，用以解决现有技术中存在智能卡操作系统不能获知其进出非接触场而导致其非接触式通信失败的问题。
为了解决上述技术问题，本发明方法提供了一种智能卡操作系统，包括非接触式通信模块，所述智能卡操作系统还包括：通信状态控制模块，连接所述非接触式通信模块，检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，并根据检测结果设置所述非接触式通信模块的通信状态。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述通信状态控制模块包括：
第一检测子模块，检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，并在所述智能卡操作系统进入和/或离开非接触场时产生中断；
第一设置子模块，根据所述中断设置所述非接触式通信模块的通信状态为空闲IDLE状态。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述第一检测子模块包括：第一存储单元和第一检测单元，
所述第一检测单元检测非接触式电源和/或时钟，并根据所述第一存储单元中保存的非接触式电源和/或时钟标志判断非接触式电源和/或时钟是否从不存在变成存在或者从存在变成不存在，以获知所述智能卡操作系统进入和离开非接触场，并在所述智能卡操作系统进入和离开非接触场时分别设置所述非接触式电源和/或时钟标志，在所述智能卡操作系统进入和/或离开非接触场时产生中断。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述通信状态控制模块包括：
第二检测子模块，周期性检测所述智能卡操作系统是否离开非接触场，并输出检测结果；
第二设置子模块，根据所述检测结果设置所述非接触式通信模块的通信状态为IDLE状态。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述第二检测子模块包括：
周期控制单元，根据设定周期输出触发信号；
第二检测单元，根据所述触发信号周期性检测非接触式电源和/或时钟，并在所述智能卡操作系统离开非接触场时输出检测结果。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述系统还包括与所述通信状态控制模块连接的休眠控制模块；所述非接触式通信模块还包括与所述休眠控制模块连接的唤醒子模块；
所述休眠控制模块在所述通信状态控制模块设置所述非接触式通信模块的通信状态后，控制所述通信状态控制模块进入休眠状态；
所述唤醒子模块根据非接触式终端设备对所述系统的查询获知所述系统进入非接触场，并通知所述休眠控制模块，所述休眠控制模块唤醒所述通信状态控制模块。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述系统还包括第二初始化模块，用于在系统上电时初始化所述通信状态控制模块，设置所述通信状态控制模块的状态为休眠状态。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述系统还包括分别与所述非接触式通信模块和所述通信状态控制模块连接的第一初始化模块，所述通信状态控制模块在设置所述非接触式通信模块的通信状态时，还通知所述第一初始化模块，所述第一初始化模块对所述非接触式通信模块进行初始化。
进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述非接触式通信模块包括第二存储单元，用于保存非接触式通信状态标志，标识所述非接触式通信模块的通信状态。
本发明还提供了一种智能卡操作方法，包括以下步骤：
检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场；
根据检测结果设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述的根据检测结果设置所述智能卡操作系统的通信状态包括：
根据所述智能卡操作系统进入非接触场的检测结果，设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态为IDLE状态；和/或
根据所述智能卡操作系统离开非接触场的检测结果，设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态为IDLE状态。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：
根据非接触式电源和/或时钟是否从不存在变成存在判断所述系统是否进入非接触场；和/或
根据非接触式电源和/或时钟是否从存在变成不存在来判断所述系统是否离开非接触场。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：按设定周期检测非接触式电源和/或时钟，根据非接触式电源和/或时钟是否存在判断所述系统是否离开非接触场。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述智能卡操作系统在其通信状态被设置后，停止检测非接触式电源和/或时钟，并在根据非接触式终端设备对所述系统的查询获知所述系统进入非接触场后，重新开始周期检测非接触式电源和/或时钟。
本发明有益效果如下：
在本发明中，检测智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，根据检测结果设置所述智能卡操作系统的通信状态。从而避免了智能卡操作系统重新进入非接触场时，非接触式通信模块不能正确响应非接触式终端的查询而导致的通信失败，智能卡操作系统和非接触式终端设备之间可以进行正常的非接触通信。
容易想见，本发明尤其适用于智能卡操作系统以接触方式供电的情况，在这种情况下，智能卡操作系统离开并重新进入非接触场时，由于系统不用重新上电，则系统不会进行复位操作，因此，系统需要采用本发明技术方案来获知其是否进入和/或离开非接触场，根据检测结果设置所述智能卡操作系统的通信状态，从而保证智能卡操作系统和非接触式终端设备之间正常的非接触通信。
附图说明
图1为本发明实施例一的智能卡操作系统框图；
图2为本发明实施例一中产生进场中断的流程图；
图3为本发明实施例二的智能卡操作系统框图。
具体实施方式
本发明的核心思想是，检测智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，根据检测结果设置智能卡操作系统的非接触式通信状态。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地描述。
实施例一
在本实施例中，智能卡操作系统实时检测其是否进入和/或离开非接触场，并当检测到智能卡操作系统进入和/或离开非接触场时，设置其非接触式通信状态为第一阶段的IDLE(空闲)状态。
如图1所示，本实施例中智能卡操作系统包括非接触式通信模块10、第一初始化模块20、通信状态控制模块30和第二初始化模块40，其中，通信状态控制模块30包括第一设置子模块301和第一检测子模块302，第一检测子模块302包括第一检测单元3021和第一存储单元3022。
本实施例中产生进场中断的流程如图2所示，包括以下步骤：
步骤S201，当系统上电时，第一初始化模块20和第二初始化模块40分别对非接触式通信模块10和通信状态控制模块30进行初始化；
在本实施例中特别地：
第二初始化模块40初始化第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志为不存在非接触式电源和/或时钟(也可以初始化该标志为存在非接触式电源和/或时钟，本实施例以初始化该标志为不存在非接触式电源和/或时钟为例进行说明)。
步骤S202，第一检测单元3021读取第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志，如果该标志为存在非接触式电源和/或时钟，执行步骤S203，否则执行步骤S205；
步骤S203，第一检测单元3021检测非接触式电源和/或时钟，如果发现非接触式电源和/或时钟不存在，则执行步骤S204，否则返回步骤S203继续检测；
步骤S204，第一检测单元3021设置第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志为不存在非接触式电源和/或时钟，返回步骤S202；
步骤S205，第一检测单元3021检测非接触式电源和/或时钟，如果发现非接触式电源和/或时钟存在，则执行步骤S206，否则返回步骤S205继续检测；
步骤S206，第一检测单元3021认为智能卡操作系统进入非接触场，产生进场中断通知第一设置子模块301，并设置第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志为存在非接触式电源和/或时钟，返回步骤S202。
第一设置子模块301在根据该进场中断设置非接触式通信模块10中的非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态，该非接触式通信状态标志保存在非接触式通信模块10中的第二存储单元中。
可见，在本实施例中，当非接触式电源和/或时钟由不存在变成存在时，认为智能卡操作系统进入非接触场，这就表示此前智能卡操作系统不在非接触场中，此时设置非接触式通信模块10的非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态，这可以保证智能卡操作系统在每次进入非接触场时，其非接触式通信模块10的非接触式通信状态标志都被设置为第一阶段的IDLE状态，即避免了由于非接触式通信模块10的非接触式通信状态标志为第二阶段而导致的通信失败。在本实施例中，将非接触式通信模块10的非接触式通信状态标志设置为第一阶段的IDLE状态，是因为IDLE状态是非接触式通信模块10的最初状态，智能卡操作系统的非接触式通信从IDLE状态开始，可以保证非接触式通信模块10能够正确响应非接触式终端设备的全部查询，而如果设置非接触式通信状态标志为第一阶段的其他状态，则有可能因为无法正确响应处于IDLE状态才能正确响应的查询而导致通信失败。
由于在智能卡操作系统的具体实现中，有一部分智能卡操作系统的非接触式通信模块在开始非接触式通信后，有一些寄存器的值与非接触式通信在第一阶段的IDLE状态时相比发生了变化，这有可能对智能卡操作系统和非接触式终端设备间的通信造成影响，甚至导致通信失败，所以为了能够确保智能卡操作系统和非接触式终端设备间的正常通信，第一设置子模块301还根据进场中断通知第一初始化模块20，第一初始化模块20对非接触式通信模块10进行初始化，恢复各寄存器的初始值。
容易想见，设置非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态的步骤也可以在智能卡操作系统离开非接触场时进行。因此，在本实施例的一个变化中，第一检测单元3021根据第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志检测非接触式电源和/或时钟，当第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志为不存在非接触式电源和/或时钟时，一旦检测到非接触式电源和/或时钟存在，则设置非接触式电源和/或时钟标志为存在非接触式电源和/或时钟；当第一存储单元3022中的非接触式电源和/或时钟标志为存在非接触式电源和/或时钟时，一旦检测到非接触式电源和/或时钟不存在，则认为智能卡操作系统离开非接触场，产生离场中断通知第一设置子模块301，并设置非接触式电源和/或时钟标志为不存在非接触式电源和/或时钟。
可见，在上述本实施例的一个变化中，当非接触式电源和/或时钟由存在变成不存在时，认为智能卡操作系统离开非接触场，此时设置非接触式通信模块10的通信状态为第一阶段的IDLE状态，这可以保证智能卡操作系统在下一次进入非接触场时，其非接触式通信模块10的通信状态为第一阶段的IDLE状态，即避免了由于非接触式通信模块10的通信状态为第二阶段而导致的通信失败。
当然，在具体实现中，第一检测单元3021可以既在检测到智能卡操作系统进场时产生进场中断通知第一设置子模块301，又在检测到智能卡操作系统离场时产生离场中断通知第一设置子模块301。
在具体实现中，智能卡操作系统可以不用非接触式电源和/或时钟标志，而直接根据电压变化来实时获知非接触式电源状态的变化，其中：可以在检测到非接触式电源从不存在变成存在时，认为智能卡操作系统进入非接触场，并产生进场中断；也可以检测到非接触式电源从存在变成不存在时，认为智能卡操作系统离开非接触场，并产生离场中断；或者既产生进场中断又产生离场中断。
由于现有的智能卡操作系统已经能够提供进场和/或离场中断，因此，在本实施例中利用进场和/或离场中断来设置非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态，既容易实现，又能够实时获知智能卡操作系统进场和/或离场的情况，确保非接触式通信模块10和非接触式终端设备的正确通信。
实施例二
在本实施例中，智能卡操作系统根据设定周期检测其是否离开非接触场，并当检测到智能卡操作系统离开非接触场时，设置其非接触式通信状态为第一阶段的IDLE状态。
本实施例中的智能卡操作系统如图3所示，包括非接触式通信模块10、第一初始化模块20、通信状态控制模块30、第二初始化模块40和休眠控制模块50。和实施例一相比，本实施例的智能卡操作系统增加了休眠控制模块50，且非接触式通信模块10包括非接触式通信子模块101和唤醒子模块102，通信状态控制模块30包括第二设置子模块303和第二检测子模块304，第二检测子模块304包括周期控制单元3041和第二检测单元3042。
当系统上电时，第一初始化模块20和第二初始化模块40分别对非接触式通信模块10和通信状态控制模块30进行初始化；在本实施例中特别地，第二初始化模块40：
设定周期控制单元3041中定时器的初始值；
设置通信状态控制模块30的状态为休眠状态。
在系统上电后，如果智能卡操作系统进入非接触场，则非接触式通信子模块101会接收到非接触式终端设备的查询，唤醒子模块102根据该查询获知智能卡操作系统已经进入非接触场，并通知休眠控制模块50。唤醒子模块102通知休眠控制模块50的时间是可以根据需要进行设定的。在本实施例中，唤醒子模块102在非接触式通信子模块101处理完非接触式通信模块10第一阶段的第一条非接触式终端设备的查询后，通知休眠控制模块50，休眠控制模块50唤醒通信状态控制模块30。
通信状态控制模块30在被唤醒后，启动周期控制单元3041中的定时器，
当该定时器溢出(超过所设定时)时，设置定时器溢出标志，周期控制单元3041产生中断，第二检测单元3042根据该中断检测非接触式电源和/或时钟是否存在，如果存在，认为智能卡操作系统在非接触场内，不做处理；如果不存在，认为智能卡操作系统离开非接触场，通知第二设置子模块303。
第二设置子模块303根据第二检测单元3042的通知设置非接触式通信模块10中的非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态。
第二设置子模块303在设置完非接触式通信模块10中的非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态后，通知休眠控制模块50，休眠控制模块50控制通信状态控制模块30进入休眠状态。
当智能卡操作系统重新进入非接触场后，唤醒子模块102在非接触式通信子模块101处理完非接触式通信模块10第一阶段的第一条非接触式终端设备的查询后，通知休眠控制模块50，休眠控制模块50唤醒通信状态控制模块30。通信状态控制模块30在被唤醒后，启动周期控制单元3041中的定时器，重新开始周期查询智能卡操作系统是否离开非接触场。
可见，在本实施例中，通信状态控制模块30在上电后即处于休眠状态，只有当智能卡操作系统进入非接触场后，通信状态控制模块30才被唤醒开始周期性查询智能卡操作系统是否离开非接触场，一旦查询到智能卡操作系统离开非接触场，并完成相应处理后，通信状态控制模块30又进入休眠状态，直到智能卡操作系统重新进入非接触场。这样处理既可以节约能源，又可以避免不断地重复设置非接触式通信状态标志为第一阶段的IDLE状态的情况。而通信状态控制模块30在进入休眠状态之前，非接触式通信状态标志已经被设置为第一阶段的IDLE状态，当智能卡操作系统重新进入非接触场时，可以与非接触式终端设备进行正常通信。
本实施例中，第二设置子模块303可以在收到第二检测子模块304的通知后，还通知第一初始化模块20，第一初始化模块20对非接触式通信模块10进行初始化，恢复各寄存器的初始值。
本实施例中采用周期检测的方式，不能实时的获知智能卡是否离开非接触场，但由于在实际操作中，完成智能卡离场再进场需要的时间要远远大于定时器的定时，所以基本上定时查询总是能检测到智能卡离开非接触场。在具体实现中，有些智能卡操作系统不能提供进场中断和离场中断，而本实施例提供的技术方案则对于所有的智能卡操作系统具有通用性。
综上所述，本发明技术方案适用于所有支持非接触式通信的智能卡操作系统，尤其适用于拥有固定电源而不由非接触场对系统供电的智能卡操作系统，例如当前迫切需要的支持混合工作模式的智能卡操作系统，克服了该种智能卡操作系统在重新进入非接触场时不需要重新上电而导致的非接触式通信失败。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种智能卡操作系统，包括非接触式通信模块，其特征在于，所述智能卡操作系统还包括：通信状态控制模块，连接所述非接触式通信模块，检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，并根据检测结果设置所述非接触式通信模块的通信状态。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信状态控制模块包括：
第一检测子模块，检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场，并在所述智能卡操作系统进入和/或离开非接触场时产生中断；
第一设置子模块，根据所述中断设置所述非接触式通信模块的通信状态为空闲IDLE状态。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一检测子模块包括：第一存储单元和第一检测单元，
所述第一检测单元检测非接触式电源和/或时钟，并根据所述第一存储单元中保存的非接触式电源和/或时钟标志判断非接触式电源和/或时钟是否从不存在变成存在或者从存在变成不存在，以获知所述智能卡操作系统进入和离开非接触场，并在所述智能卡操作系统进入和离开非接触场时分别设置所述非接触式电源和/或时钟标志，在所述智能卡操作系统进入和/或离开非接触场时产生中断。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信状态控制模块包括：
第二检测子模块，周期性检测所述智能卡操作系统是否离开非接触场，并输出检测结果；
第二设置子模块，根据所述检测结果设置所述非接触式通信模块的通信状态为IDLE状态。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二检测子模块包括：
周期控制单元，根据设定周期输出触发信号；
第二检测单元，根据所述触发信号周期性检测非接触式电源和/或时钟，并在所述智能卡操作系统离开非接触场时输出检测结果。
6.如权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述通信状态控制模块连接的休眠控制模块；所述非接触式通信模块还包括与所述休眠控制模块连接的唤醒子模块；
所述休眠控制模块在所述通信状态控制模块设置所述非接触式通信模块的通信状态后，控制所述通信状态控制模块进入休眠状态；
所述唤醒子模块根据非接触式终端设备对所述系统的查询获知所述系统进入非接触场，并通知所述休眠控制模块，所述休眠控制模块唤醒所述通信状态控制模块。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二初始化模块，用于在系统上电时初始化所述通信状态控制模块，设置所述通信状态控制模块的状态为休眠状态。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分别与所述非接触式通信模块和所述通信状态控制模块连接的第一初始化模块，
所述通信状态控制模块在设置所述非接触式通信模块的通信状态时，还通知所述第一初始化模块，所述第一初始化模块对所述非接触式通信模块进行初始化。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述非接触式通信模块包括第二存储单元，用于保存非接触式通信状态标志，标识所述非接触式通信模块的通信状态。
10.一种智能卡操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测所述智能卡操作系统是否进入和/或离开非接触场；
根据检测结果设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的根据检测结果设置所述智能卡操作系统的通信状态包括：
根据所述智能卡操作系统进入非接触场的检测结果，设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态为IDLE状态；和/或
根据所述智能卡操作系统离开非接触场的检测结果，设置所述智能卡操作系统的非接触式通信状态为IDLE状态。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，
根据非接触式电源和/或时钟是否从不存在变成存在判断所述系统是否进入非接触场；和/或
根据非接触式电源和/或时钟是否从存在变成不存在来判断所述系统是否离开非接触场。
13.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，按设定周期检测非接触式电源和/或时钟，根据非接触式电源和/或时钟是否存在判断所述系统是否离开非接触场。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述智能卡操作系统在其通信状态被设置后，停止检测非接触式电源和/或时钟，并在根据非接触式终端设备对所述系统的查询获知所述系统进入非接触场后，重新开始周期检测非接触式电源和/或时钟。
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