CN101303744A - 用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器 - Google Patents

用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于射频识别系统的信号增强器芯片，该信号增强器芯片包括接收电路、发送电路和电源模块，该接收电路包括滤波器、解调放大模块、数字量化模块，该发送电路包括逻辑控制模块、调制模块。双界面SIM卡发到信号增强器的信号由滤波器的输入端接收，该滤波器的输出端与解调放大模块的输入端相连，再输出至数字量化模块的输入端，再输出至逻辑控制模块的输入端。逻辑控制模块输出信号至调制模块的输入端。调制模块产生副载波反射调制信号返回到阅读器。信号增强器利用信号增强器芯片内部的各个模块有效解决了信号衰减的问题，在不改造现有RFID阅读器和手机等移动通信终端的情况下，实现了手机的非接触式近距离射频识别。

Description

用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器
技术领域
本发明涉及射频识别技术，特别是一种用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器。
背景技术
包括非接触集成电路卡(Integrated Circuit Card，简称IC卡)在内的射频识别技术(Radio Frequency Identification，以下简称RFID)技术经过十多年的发展，已深入现代生活的各个角落，被广泛应用于公交、门禁、小额电子支付等领域。射频识别技术是自动识别技术的一种，射频识别系统的组成一般至少包括两个部分：(1)电子标签，英文名称为Tag；(2)阅读器，英文名称为Reader。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。对大多数RFID系统而言，将采用一个固定的频率，并有一套标准协议与它相配套。
RFID领域广泛采用数字调制技术，如ASK、FSK和PSK调制。幅度键控(AmplitudeShift Keying，简称ASK)即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响。频移键控(Frequency Shift Keying，简称FSK)即按数字数据的值(如0或1)调制载波的频率。例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。相移键控(Phase Shift Keying，简称PSK)即按数字数据的值调制载波相位。例如用180相移表示1，用0相移表示0。这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用。这几种调制方式都是现有的成熟调制技术，广泛应用于各通信系统中。
近年来，在轨道交通、物流管理、物品防伪、身份识别等需求推动下，RFID技术的不断进步，应用越来越普及，市场迫切需要各类RFID电子标签和识别设备。电子标签内部一般有一个电子钱包，持卡人预先在电子标签中存入一定的金额，交易时直接从储值帐户中扣除交易金额。但单一功能电子标签也有一些缺点，比如：电子标签冲值必须到专门的冲值中心、比较大额的交易没有办法设置密码以及无法将RFID支付和移动支付结合起来等。
而与此同时，移动通信终端经历20多年的迅速发展，几乎已经成为消费者人手必备的随身装置，普及率非常高，并且有在移动终端上集成更多功能的趋势。利用手机本身的移动通信网络如GSM、CDMA等进行支付是现有的成熟技术，但将手机和电子标签有效结合起来，让手机像公交卡这样方便使用是目前射频识别的发展方向，也是设备提供商和移动运行商目前大力开拓的市场。
受日本和韩国手机支付的影响，小额支付是运营商一直期望进入的领域。由于能够非常好的为实时支付和现场支付提供解决方案，非接触式近距离射频识别具有极为广阔的应用前景，并将为目前发展缓慢的移动支付产业带来前所未有的机遇。而结合移动终端与RFID技术的一机多用或一卡多用将会是未来十年的新的发展方向。特别是在3G时代，无处不在的具有无线连接功能的RFID读写器与非接触式应用的RFID将是发展的重中之重。目前业界主要有两套基于非接触技术的解决方案：Combi SIM卡方案和近场通信方案。
Combi SIM卡方案，又称双界面SIM卡方案，指用Combi SIM卡替换手机内部SIM卡，在保留原接触式界面的SIM卡功能基础上增加非接触IC卡应用界面。比较典型的做法有两种：一、非接触IC卡的非接触天线印刷在塑料薄膜上，再贴至SIM卡表面；二、非接触IC卡的非接触天线作为一个独立的部件附加在手机中，将天线引到手机的正面或反面，天线连接在SIM卡尚未使用的C4和C8两个接口上。但这两种方案的缺点是：天线贴到SIM卡表面或者引出到手机正面或反面，在安装过程中很容易造成天线断裂、损坏，并造成用户使用不方便，同时由于手机电池和电路板的屏蔽作用，双界面SIM卡能收到阅读器的信号和反射给阅读器的信号都非常微弱，如果双界面SIM卡返回的信号不进行功率放大且与该双界面SIM卡相配套的阅读器上没有信号增强器，双界面SIM卡和阅读器之间通信的质量会非常差，阅读器几乎收不到双界面SIM卡返回的应答。
NFC方案是近年由Norkia、Philips等公司提出有关射频识别的一种新的方案，基本的做法是在新设计的手机中加入用于支付的RFID模块，RFID模块和手机之间用专门的通信协议进行相互通信。这种方法可以比较好地解决利用手机进行射频识别的问题，但缺点是用户必须去改造现有的手机，甚至购买一个全新的手机，这在现阶段并不是所有用户都能接受方法，而且对整个社会而言也是很大的资源浪费。
请参阅图2已有技术典型双界面IC卡的内部结构示意图和图3已有技术典型双界面IC卡的RF接口电路示意图。由Gemplus公司推出的典型的双界面IC卡芯片结构图如图2所示，接触式部分通信标准符合ISO/IEC7816标准，非接触式部分通信标准符合ISO/IEC 14443TYPEA/TYPEB标准。该典型的双界面IC卡芯片主要由射频(Radio Frequency，简称RF)接口、中央处理器(Central Processing Unit，以下简称CPU)、中断处理器、随机数发生器、ROM(只读存储器)、EEPROM(可编程的电擦除只读存储器)、外部RAM(随机存取存储器)、循环冗余校验(简称CRC)模块、时钟模块、ISO/IEC7816等模块组成。其中，RF接口是双界面IC卡和13.56MHz阅读器的通信接口；CPU是双界面IC卡的中央处理器，和内部软件一起主要用于手机通信的进行和13.56MHz阅读器交易的完成；中断处理器主要用于处理各种外设的中断；ROM用于存储内部的固件程序；EEPROM和外部RAM用于存储双界面IC卡的数据和中间变量等；CRC模块用于产生循环冗余校验码，保证通信过程中数据的完整性；时钟模块用于内部的时钟处理；ISO/IEC7816模块是手机和双界面IC卡的通信接口，且是手机提供电源给IC卡的通道。
如图3所示，RF接口主要由13.56MHz的非接触式天线、解调电路、数字量化电路和调制电路组成。
阅读器发到双界面IC卡的信号通过13.56MHz天线接收下来，由于阅读器发到双界面IC卡的信号是100％ASK的调制信号，双界面IC卡中解调电路采用二极管峰值包络检波的方式进行解调。检波输出后，信号将经过量化电路进行量化处理后变成逻辑电路所需的基带信号，再送CPU进行处理。
当双界面IC卡向阅读器应答信号时，由CPU完成编码，并送到调制电路进行调制，通过改变RF接口中调制电路里的负载电阻完成信号的应答反射。
由于手机电池和电路板的屏蔽作用，如果双界面IC卡替换现有SIM卡应用到手机环境中，双界面IC卡将无法可靠收到阅读器发出的命令信号，同时双界面IC卡发出的信号经手机环境后将大幅衰减，如此小的应答信号无法由阅读器接收并区分出来。鉴于这种情况，就无法将双界面IC卡替换双界面SIM卡直接应用于手机中。
发明内容
为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于射频识别系统的信号增强器芯片及其信号增强器，用以增强双界面SIM卡返回阅读器的应答信号，在不改造现有RFID阅读器和手机等移动通信终端的情况下，实现了手机的非接触式近距离射频识别。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于射频识别系统的信号增强器芯片，该信号增强器芯片包括接收电路、发送电路和电源模块，该接收电路包括滤波器、解调放大模块、数字量化模块，该发送电路包括逻辑控制模块、调制模块，
双界面SIM卡发到信号增强器的信号由所述的滤波器的输入端接收，该滤波器的输出端与所述的解调放大模块的输入端相连，所述的解调放大模块用于解调和放大输入的信号，再输出至所述的数字量化模块的输入端，
所述的数字量化模块用于将所述的解调放大模块输出的模拟信号转化为数字信号，输出至所述的逻辑控制模块的输入端，
所述的逻辑控制模块用于处理数字量化模块输入的数字信号，并产生返回给阅读器所需的副载波控制信号，输出至所述的调制模块的输入端，
所述的调制模块通过发出高电平或低电平控制连接发送天线两端的MOS管开关，从而改变加到所述的发送天线的负载电流，产生副载波反射调制信号返回到所述的阅读器。
该信号增强器芯片通过所述的发送天线直接取用阅读器发出的载波能量，所述的电源模块产生整个信号增强器芯片工作所需的工作电源。
所述的电源模块利用桥式整流电路产生该信号增强器芯片工作所需的工作电源。
所述的滤波器由带阻滤波器和带通滤波器组成，该带通和带阻滤波器的中心频率和阅读器发到信号增强器的载波频率一致，该带阻滤波器和带通滤波器采用切比雪夫滤波器。
所述的解调放大模块采用二极管检波的非相干解调模式。
所述的数字量化模块采用ADC或Comparator电路进行模/数转换。
所述的逻辑控制模块和所述的调制模块产生的副载波信号根据该信号增强器芯片所采用的通信标准而定。
一种应用上述信号增强器芯片的信号增强器，该信号增强器包括：该信号增强器和阅读器通信的发送天线、该信号增强器和双界面SIM卡通信的接收天线、信号增强器芯片、第一天线引脚、第二天线引脚、第三天线引脚、第四天线引脚；
所述的发送天线连接到所述的信号增强器芯片的第一天线引脚、第二天线引脚上，所述的接收天线连接到所述的信号增强器芯片的第三天线、第四天线引脚。
在对应的射频识别系统中，双界面SIM卡和信号增强器通信的调制方式是ASK或FSK或PSK调制，载波频率是6.78MHz或13.56MHz或27.12MHz。
该信号增强器和外部阅读器通信的标准是ISO/IEC 14443标准、或ISO/IEC 15693或ISO11784/ISO11785标准。
所述的信号增强器粘贴到阅读器上或者移动通信设备上，用于增强所述的双界面SIM卡返回所述的阅读器的应答信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在该射频识别系统中，双界面SIM卡和阅读器之间增加了信号增强器，用于增强双界面SIM卡返回阅读器的应答信号。
由于手机电池和电路板的屏蔽作用，双界面SIM卡发出的信号经手机环境后将大幅衰减，如果没有信号增强器进行信号的增强，阅读器就无法收到双界面SIM卡返回的应答信号，也就无法实现双界面SIM卡和阅读器的正常通信。该信号增强器利用信号增强器芯片内部的各个模块有效解决了上述信号衰减的问题，实现了信号的增强，并且无需改造阅读器和双界面SIM卡所在的移动通信设备。从而在不改造现有RFID阅读器和手机等移动通信终端的情况下，实现了手机的非接触式近距离射频识别。
信号增强器芯片通过发送天线直接取用阅读器发出的载波能量，电源处理模块产生整个信号增强器芯片工作所需的工作电源。从而使作为中间信号桥梁的信号增强器能够采用无源方式工作，避免了用有线方式接入交流或直流电源。
附图说明
图1是本发明射频识别系统结构示意图；
图2是已有技术典型双界面IC卡芯片的内部结构示意图；
图3是已有技术典型双界面IC卡芯片的RF接口电路示意图；
图4是本发明双界面SIM卡芯片的RF接口电路示意图；
图5是本发明双界面SIM卡的内部结构示意图；
图6是本发明信号增强器的外部结构示意图；
图7是本发明信号增强器的内部结构示意图；
图8是图5的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
(1)用于射频识别系统的信号增强器芯片
请参阅图7本发明信号增强器的内部结构示意图。所述的信号增强器芯片5包括接收电路、发送电路和电源模块506，该接收电路包括滤波器501、解调放大模块502、数字量化模块503，该发送电路包括逻辑控制模块504、调制模块505。
所述的接收天线8将所述的双界面SIM卡10发到信号增强器2的信号先传送至所述的滤波器501的输入端，经该滤波器滤波，获得要解调的干净调制信号。该滤波器501的输出端与所述的解调放大模块502的输入端相连，解调之后将进行信号放大，再输出至所述的数字量化模块503的输入端，供数字量化模块503进行量化处理。
所述的滤波器501由带阻滤波器和带通滤波器组成，该带阻滤波器用于滤去阅读器1发到信号增强器的调制波信号和载波信号，带通滤波器用于通过双界面SIM卡发到信号增强器的调制波信号和载波信号，带通和带阻滤波器的中心频率和信号增强器或阅读器发到信号增强器的载波频率一致，具体值根据该信号增强器芯片所采用的ISO/IEC 14443标准、ISO/IEC 15693或ISO11784/ISO11785标准而定。如采用ISO/IEC 14443或ISO/IEC 15693标准时，载波频率是13.56MHz，采用ISO11784/ISO11785标准时，载波频率是100-150kHz，该带阻滤波器和带通滤波器可以采用但不限于切比雪夫滤波器。
该解调放大模块502用于解调双界面SIM卡发到信号增强器的ASK、FSK或PSK信号，采用二极管检波的非相干解调模式。
所述的数字量化模块503用模数转换器(简称ADC)或比较器(即Comparator)电路将所述的解调放大模块502输出的模拟信号转化为数字信号，输出至所述的逻辑控制模块504的输入端。
所述的逻辑控制模块504用于处理数字量化模块503输入的数字信号，并产生返回给阅读器所需的副载波控制信号，输出至所述的调制模块505的输入端。所述的逻辑控制模块504和所述的调制模块505产生的副载波信号根据该信号增强器芯片所采用的ISO/IEC 14443标准、ISO/IEC 15693或ISO11784/ISO11785标准而定。如采用ISO/IEC 14443标准时，副载波信号频率是847kHz；采用ISO/IEC 15693标准时，副载波信号频率是423.75kHz或484.28kHz(由标准确定)。
所述的调制模块505通过发出高电平或低电平控制连接天线两端的绝缘栅场效应管(简称MOS管)开关5051，从而改变加到所述的发送天线7的负载电流，产生副载波反射调制信号返回到所述的阅读器1。当调制模块505通过发出高电平时，MOS管开关5051导通，所述的发送天线7构成一个回路，这样就有负载电流流过，就产生副载波反射调制信号返回到所述的阅读器1；当调制模块505通过发出低电平时，MOS管开关5051截止，所述的发送天线7不构成一个回路，这样就没有负载电流流过，也就不会产生副载波反射调制信号返回到所述的阅读器1。
所述的信号增强器芯片5工作时，通过所述的发送天线7直接取用阅读器1发出的载波能量，所述的电源模块506利用桥式整流电路产生信号增强器芯片5工作所需的工作电源，供该信号增强器芯片5整个芯片使用。
(2)用于射频识别系统的信号增强器
请参阅图6和图7。图6是本发明信号增强器的外部结构示意图；图7是本发明信号增强器的内部结构示意图。
信号增强器的信号收发由两个天线实现。该信号增强器2包括：该信号增强器2和阅读器1通信的发送天线7、该信号增强器2和双界面SIM卡10通信的接收天线8、信号增强器芯片5、第一天线引脚51、第二天线引脚52、第三天线引脚53、第四天线引脚54。
所述的发送天线7通过导线连接到所述的信号增强器芯片5的第一天线引脚51、第二天线引脚52上，所述的接收天线8通过导线连接到所述的信号增强器芯片5的第三天线53、第四天线引脚54。
所述的信号增强器2粘贴到阅读器1上或者移动通信设备9上，用于增强所述的双界面SIM卡10返回所述的阅读器1的应答信号。
阅读器1发出的信号由移动通信设备9中的双界面SIM卡10直接接收，而双界面SIM卡10向所述的阅读器1应答的信号先发到所述的信号增强器2和双界面SIM卡10通信的接收天线8，经所述的信号增强器芯片5完成信号增强后，再以与所述的阅读器1相一致的频率协议通过发送天线7返回给该阅读器1。
在对应的射频识别系统中，双界面SIM卡和信号增强器通信的调制方式是ASK或FSK或PSK调制，载波频率是6.78MHz或13.56MHz或27.12MHz。
该信号增强器2应答到阅读器1的信号频率、协议与阅读器1通信的频率、协议一致，可以但不限于ISO/IEC 14443标准、或ISO/IEC 15693或ISO11784/ISO11785标准。
所述的信号增强器2工作时，通过所述的发送天线7直接取用阅读器1发出的载波能量。
由于手机电池和电路板的屏蔽作用，双界面SIM卡10发出的信号经手机环境后将大幅衰减，如果没有信号增强器2进行信号的增强，阅读器1就无法收到双界面SIM卡10返回的应答信号，也就无法实现双界面SIM卡10和阅读器1的正常通信。该信号增强器2利用信号增强器芯片5内部的各个模块有效解决了上述信号衰减的问题，实现了信号的增强，并且无需改造阅读器和双界面SIM卡10所在的移动通信设备。
(3)SIM卡芯片
上述的信号增强器应用的射频识别系统还包括双界面SIM卡，该双界面SIM卡的核心是SIM卡芯片，请见下面介绍。
该SIM卡芯片可以应用于普通的单界面接触式SIM卡，也可应用于双界面SIM卡。当用作双界面SIM卡时，和移动通信设备一起可用于RFID领域，实现射频识别。
请参阅图4和图5。图4是本发明双界面SIM卡芯片的RF接口电路示意图；图5是本发明双界面SIM卡的内部结构示意图。
该SIM卡芯片12，包括RF接口模块、CPU、中断处理器、随机数发生器、ROM、EEPROM、外部RAM、循环冗余校验模块、时钟模块、ISO/IEC7816模块及电源引脚VCC121、复位引脚RST122、时钟引脚CLK123、第一天线引脚ANT1124、第二天线引脚ANT2125、IO引脚126、备用引脚NC 127、接地引脚GND128，所述的RF接口包括解调放大电路、数字量化电路和调制电路。
所述的SIM卡芯片12的RF接口还包括接收放大电路，用于放大阅读器1发到双界面SIM卡10的命令信号，该接收放大电路的输出端与所述的解调电路的输入端相连，该接收放大电路的输入端与非接触式天线相连。
所述的SIM卡芯片12的RF接口还包括发送功率放大电路，用于放大双界面SIM卡10返回给阅读器1的应答信号，所述的调制电路的输出端与该发送功率放大电路的输入端相连，该发送功率放大电路的输出端与所述的非接触式天线相连。
所述的发送功率放大电路用C类或D类功放实现。
所述的接收放大电路采用电压放大电路实现，如共射极放大电路。
当所述的双界面SIM卡10向阅读器1应答信号时，该双界面SIM卡的应答信号经过CPU编码后，经所述的调制电路进行调制后送到所述的功率放大电路进行功率放大，再通过所述的非接触式天线11发射至所述的信号增强器2，经信号增强后返回给阅读器。
当双界面SIM卡10用于RFID领域时，非接触式部分通信符合ISO/IEC 14443标准、ISO/IEC 15693标准或ISO11784/ISO11785标准。
SIM卡芯片12的双界面SIM卡10的非接触式天线11直接内嵌在SIM卡基13内部，该SIM卡芯片12与该非接触式天线11处于同一平面，该非接触式天线11的两端分别连接到该SIM卡芯片12的两个触点第一天线引脚ANT1124、第二天线引脚ANT2125上。
所述的SIM卡芯片12还包括若干根金线，SIM卡芯片12的各个引脚通过金线和接触式卡金属触点14的对应各个部分相连。所述双界面SIM卡10的供电电源由移动通信设备9提供，即SIM卡芯片12的供电电源由移动通信设备9提供，电源、地线分别通过接触式卡金属触点14和金线151、152接到所述的电源引脚VCC121和接地引脚GND128。
双界面SIM卡10和移动通信设备9之间的接口通过所述的复位引脚RST122、时钟引脚CLK123和IO引脚126，通信协议遵循ISO/IEC7816标准。移动通信设备9通过复位引脚RST122给双界面SIM卡10提供复位信号；双界面SIM卡10工作的时钟由移动通信设备9通过时钟引脚CLK123提供；双界面SIM卡10和移动通信设备9之间串行通信的数据通过IO引脚126进行。备用引脚NC 127在正常工作时一般不用。
(4)本发明将采用的双界面SIM卡用于替换现有的单界面接触式SIM卡。
请参阅图5和图8。图5是本发明双界面SIM卡的内部结构示意图；图8是图5的A-A剖视图。
所谓的单界面SIM卡是指现有技术中常见的接触式界面的SIM卡，表面有金属触点；所谓的双界面SIM卡是在单界面SIM卡的基础上加入非接触式天线接口，可以进行非接触通信。要在原单界面SIM卡的通话等功能基础上，增加了小额消费和访问控制的IC卡功能，本发明将采用图5的结构，双界面SIM卡的切面示意图如图8所示。
一种双界面SIM卡10，包括SIM卡基13、接触式卡金属触点14和非接触式天线11和若干个金线。
该双界面SIM卡10还包括内嵌在所述的SIM卡基13内部的SIM卡芯片12。
该双界面SIM卡10的非接触式天线11直接内嵌在所述的SIM卡基13内部，该非接触式天线11的两端分别连接到所述的SIM卡芯片12的第一天线引脚ANT1124和第二天线引脚ANT2125上。由于非接触天线在卡基内部，这样用户在使用过程中，不会造成非接触天线的断裂、损坏，也避免了给用户造成使用不方便。
该双界面SIM卡10和其所在的移动通信设备9之间通信的协议符合ISO/IEC7816标准。
所述的阅读器1发到该双界面SIM卡10的信号符合ISO/IEC 14443标准，或ISO/IEC 15693标准，或ISO11784/ISO11785标准。例如：ISO/IEC 14443TAPEA/TAPEB标准。
所述的非接触式天线11所在的平面和所述的SIM卡芯片12所在的平面两者平行。
所述的非接触式天线11所在的平面和所述的SIM卡基13平面两者平行。
关于双界面SIM卡内部的电子钱包可以采用现有技术，简介如下：
双界面SIM卡内部的电子钱包结构由发卡机构在发行时确定，具体格式需配合各个发卡机构的整个射频识别系统。电子钱包的冲值可以有两种方式：一是由用户从移动通信设备账户自己直接转入，二是通过专门的冲值中心进行冲值。电子钱包的消费通过设定可以有两种方式：一是较大额的消费可以要求用户自己确认或专门的账户认证，二是小额的消费可以由双界面SIM卡和阅读器自动完成。
移动通信设备所在的GSM/CDMA/3G/4G等移动通信网络可以实时监测交易的进行情况，这样就把移动通信网络和RFID支付网络有效联系起来。
考虑到系统的安全性，所有涉及到电子钱包建立、冲值、消费都需要双界面SIM卡和发卡机(发行时)或双界面SIM卡和阅读器(冲值、消费时)进行相互认证。
(5)双界面SIM卡相对应的射频识别系统
请参阅图1本发明射频识别系统结构示意图。
一种应用上述双界面SIM卡10的射频识别系统，包括阅读器1、后台系统3、该阅读器和后台系统的通信接口4、移动通信设备9，该射频识别系统还包括双界面SIM卡10和信号增强器2，
所述的双界面SIM卡10安装在所述的移动通信设备9上，
所述的信号增强器2粘贴到阅读器1上或者移动通信设备9上，用于增强所述的双界面SIM卡10返回所述的阅读器1的应答信号，
所述的阅读器1发出的信号由移动通信设备9中的双界面SIM卡10直接接收，而双界面SIM卡10向所述的阅读器1应答的信号先发到所述的信号增强器2，经该信号增强器2完成信号增强后，再以与所述的阅读器1相一致的频率协议返回给该阅读器1。
所述阅读器1发到所述的双界面SIM卡10的信号符合ISO/IEC 14443标准、或ISO/IEC 15693标准、或ISO11784/ISO11785标准。
所述的双界面SIM卡10发到信号增强器2的信号调制方式是ASK、或FSK、或PSK调制方式，载波频率是6.78MHz或13.56MHz或27.12MHz。当采用ASK、或FSK、或PSK调制方式时，可用现有广泛应用的ASK、FSK或PSK调制解调电路即可实现。
所述的信号增强器2到所述的阅读器1的通信标准与所述的阅读器1到所述的双界面SIM卡10的通信标准一致，也符合ISO/IEC 14443标准、或ISO/IEC 15693标准、或ISO11784/ISO11785标准。
所述的移动通信设备9是使用GSM、CDMA、3G或4G通信网络的手机。
在该系统中，阅读器1主要进行交易命令的发送和响应的接收，双界面SIM卡主要进行交易命令的接收并给出响应，而信号增强器主要在双界面SIM卡和阅读器之间作信号的中继和增强。阅读器1发出的信号由移动通信设备9中的双界面SIM卡10直接接收，而双界面SIM卡10向所述的阅读器1应答的信号先以ASK或FSK或PSK调制方式发到所述的信号增强器2，完成信号增强后，再返回给该阅读器1。
所述信号增强器的发送天线7除了作为所述的阅读器1和信号增强器2的通信通道外，还将载波能量从所述的阅读器1传递到该信号增强器的协议频率处理器5。因为该能量的传输，信号增强器2可以脱离外接直流或交流电源，进行无源地工作。
所述的通信接口4用于所述的后台系统3和阅读器1的通信连接，提供RFID交易所需的后台支持。该通信接口4是RS232或以太网等通信接口。
阅读器1操作原来相配套的电子标签时，该标签就放在阅读器天线信号增强器2以外的读写区域。阅读器1操作移动通信设备9内的双界面SIM卡10时，移动通信设备9就放在信号增强器2上面，双界面SIM卡10经由信号增强器2和阅读器1进行通信交互并完成交易。
双界面SIM卡10返回给阅读器1的信号经过信号增强器2增强，这样无需改动阅读器1和移动通信设备9，有效地拓展了系统的应用范围、降低系统研发的资金和时间投入。
本发明射频识别系统的工作流程如下：
1)将信号增强器2粘贴在现有阅读器系统的阅读器1上；
2)如果要操作与阅读器1频率和协议相配套的原电子标签时，则将该标签就放在阅读器天线信号增强器2以外的读写区域，按照正常的流程完成交易；
3)如果要操作移动通信设备内的双界面SIM卡10时，移动通信设备9就放在信号增强器2上面；
4)阅读器1发出的命令由移动通信设备9中的双界面SIM卡10直接接收，而双界面SIM卡10应答的信号先以ASK、FSK或PSK调制方式发到信号增强器2，经信号增强器2完成信号增强后，再以与阅读器1相一致的频率协议返回给阅读器1；
5)交易结束，阅读器1给出声光信号提示用户；
6)用户在得到交易结束提示后，拿走带双界面SIM卡10的移动通信设备9；
7)信号增强器2发现移动通信设备9离开后，进行包括数据清零，等待下一次交易的开始。
本系统由于双界面SIM卡的桥梁作用，可以有效地将移动通信设备所在的GSM/CDMA/3G/4G等移动通信网络和RFID支付网络联系起来。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1、一种用于射频识别系统的信号增强器芯片，其特征在于该信号增强器芯片(5)包括接收电路、发送电路和电源模块(506)，该接收电路包括滤波器(501)、解调放大模块(502)、数字量化模块(503)，该发送电路包括逻辑控制模块(504)、调制模块(505)，
双界面SIM卡(10)发到信号增强器(2)的信号由所述的滤波器(501)的输入端接收，该滤波器(501)的输出端与所述的解调放大模块(502)的输入端相连，所述的解调放大模块(502)用于解调和放大输入的信号，再输出至所述的数字量化模块(503)的输入端，
所述的数字量化模块(503)用于将所述的解调放大模块(502)输出的模拟信号转化为数字信号，输出至所述的逻辑控制模块(504)的输入端，
所述的逻辑控制模块(504)用于处理数字量化模块(503)输入的数字信号，并产生返回给阅读器所需的副载波控制信号，输出至所述的调制模块(505)的输入端，
所述的调制模块(505)通过控制连接发送天线(7)两端的MOS管开关(5051)，从而改变加到所述的发送天线(7)的负载电流，产生反射调制信号返回到所述的阅读器(1)。
2、根据权利要求1所述的信号增强器芯片，其特征在于该信号增强器芯片(5)通过所述的发送天线(7)直接取用阅读器(1)发出的载波能量，所述的电源处理模块(505)产生整个信号增强器芯片(5)工作所需的工作电源。
3、根据权利要求1或2所述的信号增强器芯片，其特征在于所述的电源模块(506)利用桥式整流电路产生该信号增强器芯片(5)工作所需的工作电源。
4、根据权利要求1所述的信号增强器芯片，其特征在于所述的滤波器(501)由带阻滤波器和带通滤波器组成，该带通和带阻滤波器的中心频率和阅读器(1)发到信号增强器(2)的载波频率一致，该带阻滤波器和带通滤波器采用切比雪夫滤波器。
5、根据权利要求1所述的信号增强器芯片，其特征在于所述的解调放大模块(502)采用二极管检波的非相干解调模式。
6、根据权利要求1所述的信号增强器芯片，其特征在于所述的数字量化模块(503)采用ADC或Comparator电路进行模/数转换。
7、根据权利要求1所述的信号增强器芯片，其特征在于所述的逻辑控制模块(504)和所述的调制模块(505)产生的副载波信号根据该信号增强器芯片所采用的通信标准而定。
8、一种应用上述权利要求1～7所述信号增强器芯片的信号增强器，其特征在于该信号增强器(2)包括：该信号增强器(2)和阅读器(1)通信的发送天线(7)、该信号增强器(2)和双界面SIM卡(10)通信的接收天线(8)、信号增强器芯片(5)、第一天线引脚(51)、第二天线引脚(52)、第三天线引脚(53)、第四天线引脚(54)；
所述的发送天线(7)连接到所述的信号增强器芯片(5)的第一天线引脚(51)、第二天线引脚(52)上，所述的接收天线(8)连接到所述的信号增强器芯片(5)的第三天线(53)、第四天线引脚(54)。
9、根据权利要求8所述的信号增强器，其特征在于在对应的射频识别系统中，双界面SIM卡和信号增强器通信的调制方式是ASK或FSK或PSK调制，载波频率是6.78MHz或13.56MHz或27.12MHz。
10、根据权利要求8所述的信号增强器，其特征在于该信号增强器和外部阅读器通信的标准是ISO/IEC 14443标准、或ISO/IEC 15693标准、或ISO11784/ISO11785标准。
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