CN101739583A - 射频sim卡、射频读卡器及射频通信的磁感应控制方法 - Google Patents

射频sim卡、射频读卡器及射频通信的磁感应控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种射频SIM卡、射频读卡器及射频通信的磁感应控制方法。射频SIM卡包括SIM卡本体、第一射频收发模块、第一射频天线和第一微控制器，以及磁感应模块；磁感应模块未感应到相适配的磁场信号时，第一射频收发模块和第一微控制器都处于休眠状态；磁感应模块感应到射频读卡器的磁场产生模块的磁场信号时，被感应到的磁场信号经转换成电信号激活第一射频收发模块，该第一射频收发模块再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器，并进一步进入正常工作状态与射频读卡器交换数据。本发明大大降低射频SIM卡的功耗，有效控制射频通信距离和避免错读和误读现象。

Description

射频SIM卡、射频读卡器及射频通信的磁感应控制方法
技术领域  本发明涉及射频无线通信技术，特别是涉及射频SIM卡、射频读卡器及射频通信的控制方法。
背景技术  现有移动通信技术的用户识别模块Subscriber Identity Model，简称SIM卡，被广泛应用到移动通信终端上。随着科学技术发展，通过各种方法在普通移动通信终端的SIM卡体内增设各种智能电路模块，使SIM卡除了具有基本的SIM卡功能外，还增加了其它更加贴近于生活的功能，射频SIM卡就是其中之一。申请人就射频SIM卡已经提出过一款中国专利申请，申请号为200710124354.7。射频SIM卡采用有源射频技术，使普通的SIM卡能够具备电子钱包等移动支付功能，或者门禁通行等消费应用功能。
首先，由于射频SIM卡取电自移动终端的电池，其进行射频工作时会消耗移动终端电池的电能，因此对移动终端的待机时间造成影响。针对这一问题，目前降低射频SIM卡功耗采取的方法是：射频SIM卡定时查询是否存在射频交易数据来确定是否需要进行交易处理。这种方法虽然能够将射频SIM卡的功耗降低到一定程度，但采用这种方式，射频SIM卡的射频收发模块和微控制器还是会在许多其实没有射频交易数据时因被查询而启动工作，消耗移动终端电池的能量，因此仍然对移动终端的待机时间存在明显的影响。
其次，所述射频SIM卡在某些功能的应用场合中(例如将射频SIM卡兼用作公共交通收费IC卡等射频智能卡)，为了防止出现误读卡和错读卡的现象，必须将射频SIM卡与射频读卡器的无线通信距离控制在一个很小的范围内。因此，上述无线通信距离的控制就成为射频SIM卡无线通信系统的最主要实现难点。现有技术通过衰减射频SIM卡信号强度的方法来控制射频SIM卡与射频读卡器的无线通信距离。但是，射频SIM卡通常装配于移动通信终端内，受移动通信终端的屏蔽效果影响，在装配相同无线收发功率的射频SIM卡的情况下，通过不同型号移动通信终端的射频信号无线收发功率也不同。因此，必须对不同型号的移动通信终端定制具有不同无线收发功率的射频SIM卡以控制其无线通信距离在合适的范围内，这势必将导致在使用射频SIM卡之前，使用者必须根据移动通信终端的类型对射频SIM卡的无线收发功率进行校准；另外，如果使用者更换移动通信终端，在每次更换后还需要对射频SIM卡再次进行无线收发功率校准，这种繁琐的校准过程不仅令使用者感到不方便，而且不利于射频SIM卡的推广应用。
发明内容  本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种能有效降低功耗而对移动终端待机时间几乎没有影响的射频SIM卡和与之相适配射频读卡器，以及射频通信的磁感应控制方法。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、使用一种射频SIM卡，包括SIM卡本体、第一射频收发模块、第一射频天线和第一微控制器，所述第一射频收发模块分别与所述第一射频天线和第一微控制器电连接，还包括磁感应模块，该磁感应模块与所述第一射频收发模块电连接；所述磁感应模块未感应到相适配的磁场信号时，所述第一射频收发模块和第一微控制器都处于休眠状态；所述磁感应模块感应到相适配的磁场信号时，所述被感应到的磁场信号经转换成电信号激活所述第一射频收发模块，该第一射频收发模块再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器，并进一步进入正常工作状态与对应的射频读卡器交换数据。
设计、使用一种与所述射频SIM卡相适配的射频读卡器，包括第二射频收发模块、第二射频天线和第二微控制器，所述第二射频收发模块分别与所述第二射频天线和第二微控制器电连接，还包括磁场产生模块，用于产生感应磁场；所述射频SIM卡接近所述射频读卡器时，感应到所述磁场产生模块产生的磁场信号，才将射频SIM卡的第一射频收发模块激活并唤醒第一微控制器。
提出一种射频通信的磁感应控制方法，基于射频SIM卡和与之适配的射频读卡器之间的数据通信，包括如下步骤：
A.在射频读卡器内设置磁场产生模块；
B.在射频SIM卡内设置磁感应模块，该磁感应模块与射频SIM卡的第一射频收发模块电连接；
C.通常状态下，也就是所述射频SIM卡未接近所述射频读卡器时，令射频SIM卡的第一射频收发模块和第一微控制器处于休眠状态；
D.所述射频SIM卡接近所述射频读卡器时，射频SIM卡的磁感应模块感应到射频读卡器磁场产生模块的磁场信号；被感应到的所述磁场信号经转换成电信号激活所述第一射频收发模块；
E.所述第一射频收发模块再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器，若有，所述第一微控制器被唤醒，所述第一射频收发模块进入正常工作状态与所述射频读卡器的第二射频收发模块交换数据，并将交换所得数据传送给各自对应的第一微控制器和第二微控制器处理。
所述射频SIM卡的磁感应模块是螺线管线圈、霍尔器件或磁感应开关。
所述射频SIM卡的第一射频收发模块被磁感应转换的电信号激活的门限值可以调整。
所述射频SIM卡的第一射频收发模块和射频读卡器的第二射频收发模块工作的频段为超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者是特高频UHF频段。
同现有技术相比较，本发明射频SIM卡、射频读卡器及射频通信控制方法的技术效果在于：1.在射频SIM卡中设置磁感应模块，在射频读卡器内设置相适配的磁场产生模块，并使射频SIM卡的第一射频收发模块和第一微控制器在磁感应模块未感应到相适配的磁场信号时，也即没有进行射频交易数据的通常状态下都处于休眠状态；当所述第一射频收发模块感应到适配的磁场信号时，也即射频SIM卡接近射频读卡器要刷卡进行射频交易数据时，第一射频收发模块和第一微控制器才开始启动正常工作模式，这样有效地降低射频SIM卡的功耗，因此对移动终端的待机时间几乎没什么影响；2.本发明借助磁感应技术来有效触发射频收发模块启动工作，由于磁场能量传递和感应与移动通信终端本身的外型结构相关性很小，从而保证了不同的移动通信终端中的射频SIM卡的感应信号强度一致性，便于射频SIM的有效推广应用；3.射频SIM卡的第一射频收发模块激活后要检测有射频载波信号才确定产生外部中断唤醒第一微控制器，进一步有效降低射频SIM卡的功耗，并且，射频SIM卡的第一射频收发模块被感应电信号激活启动的门限值可以调整，这样可以将读卡距离有效地控制在一定范围内，且避免误读卡和错读卡的现象。
附图说明
图1是本发明射频SIM卡的逻辑原理框图；
图2是本发明射频读卡器的逻辑原理框图；
图3是本发明射频通信的磁感应控制方法的逻辑流程示意图。
具体实施方式
一种射频SIM卡100，如图1所示，包括SIM卡本体106、第一射频收发模块101、第一射频天线102和第一微控制器103，所述第一射频收发模块101分别与所述第一射频天线102和第一微控制器103电连接，还包括磁感应模块108，该磁感应模块108与所述第一射频收发模块101电连接。
所述磁感应模块108可采用传统技术中的螺线管线圈、霍尔器件或磁感应开关。
一种射频读卡器200，与所述射频SIM卡100配套使用，如图2所示，包括第二射频收发模块202、第二射频天线202和第二微控制器203，所述第二射频收发模块201分别与所述第二射频天线202和第二微控制器203电连接，还包括磁场产生模块208，用于产生感应磁场。
所述射频SIM卡100接近所述射频读卡器200时，所述磁感应模块108感应到所述磁场产生模块208产生的相适配的磁场信号，该磁场信号被转换处理成电信号后送至射频SIM卡的第一射频收发模块101，激活所述第一射频收发模块101，该第一射频收发模块101再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器103，并进一步进入正常工作状态与所述射频读卡器200交换射频交易数据。
下面结合图3简单说明所述射频SIM卡100作为智能射频卡时与射频读卡器200之间的射频通信过程，也就是本发明射频通信的磁感应控制方法的具体控制过程。
步骤1：通常状态下，也就是所述射频SIM卡100未接近所述射频读卡器200时，令射频SIM卡的第一射频收发模块101和第一微控制器103处于休眠状态；
步骤2：所述射频SIM卡100接近所述射频读卡器200时，射频SIM卡100处于射频读卡器100的磁场产生模块208所产生的磁场中，射频SIM卡100的磁感应模块108感应到所述磁场产生模块208的磁场信号；
步骤3：所述被感应到的磁场信号经转换处理成电信号激活启动所述第一射频收发模块101，该第一射频收发模块101借助第一射频天线102进行射频载波检测；如果检测射频载波信号，进行步骤4，如果没有检测到射频载波信号，回到步骤1；
步骤4：所述第一射频收发模块101检测射频载波信号，产生外部中断唤醒第一微控制器103进入正常工作模式；
步骤5：射频SIM卡100的第一射频收发模块101与射频读卡器200的第二射频收发模块201之间(借助各自第一射频天线102和第二射频天线202)交换处理射频交易数据；
步骤6：第一微控制器103和第二微控制器203将交易数据进行处理完毕。
本发明中，所述第一射频收发模块101被磁感应转换的电信号激活的门限值可以调整。所述射频SIM卡100的第一射频收发模块101和射频读卡器200的第二射频收发模块201工作的频段为超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者是特高频UHF频段。
所述磁感应模块108所采用的螺线管线圈、霍尔器件或磁感应开关，以及所述磁场产生模块208，它们均属传统技术，其原理和具体控制此处不再赘述。对于电磁信号的转换处理，可以在磁感应模块108内进行，也可以在射频收发模块101内设置相应电路予以处理，这些也属于传统技术，具体此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种射频SIM卡，包括SIM卡本体、第一射频收发模块、第一射频天线和第一微控制器，所述第一射频收发模块分别与所述第一射频天线和第一微控制器电连接，其特征在于：还包括磁感应模块，该磁感应模块与所述第一射频收发模块电连接；所述磁感应模块未感应到相适配的磁场信号时，所述第一射频收发模块和第一微控制器都处于休眠状态；所述磁感应模块感应到相适配的磁场信号时，所述被感应到的磁场信号经转换成电信号激活所述第一射频收发模块，该第一射频收发模块再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器，并进一步进入正常工作状态与对应的射频读卡器交换数据。
2.如权利要求1所述的射频SIM卡，其特征在于：所述磁感应模块是螺线管线圈、霍尔器件或磁感应开关。
3.如权利要求1或2所述的射频SIM卡，其特征在于：所述第一射频收发模块被磁感应转换的电信号激活的门限值可以调整。
4.如权利要求3所述的射频SIM卡，其特征在于：所述第一射频收发模块工作的频段为超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者是特高频UHF频段。
5.一种与权利要求1所述的射频SIM卡相适配的射频读卡器，包括第二射频收发模块、第二射频天线和第二微控制器，所述第二射频收发模块分别与所述第二射频天线和第二微控制器电连接，其特征在于：还包括磁场产生模块，用于产生感应磁场；所述射频SIM卡接近所述射频读卡器时，感应到所述磁场产生模块产生的磁场信号，才将射频SIM卡的第一射频收发模块激活并唤醒第一微控制器。
6.如权利要求5所述的射频读卡器，其特征在于：所述第二射频收发模块工作的频段为超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者特高频UHF频段。
7.一种射频通信的磁感应控制方法，基于射频SIM卡和与之适配的射频读卡器之间的数据通信，其特征在于，包括如下步骤：
A.在射频读卡器内设置磁场产生模块；
B.在射频SIM卡内设置磁感应模块，该磁感应模块与射频SIM卡的第一射频收发模块电连接；
C.通常状态下，也就是所述射频SIM卡未接近所述射频读卡器时，令射频SIM卡的第一射频收发模块和第一微控制器都处于休眠状态；
D.所述射频SIM卡接近所述射频读卡器时，射频SIM卡的磁感应模块感应到射频读卡器磁场产生模块的磁场信号；被感应到的所述磁场信号经转换成电信号激活所述第一射频收发模块；
E.所述第一射频收发模块再检测是否有射频载波信号而确定是否产生外部中断唤醒第一微控制器，若有，所述第一微控制器被唤醒，所述第一射频收发模块进入正常工作状态与所述射频读卡器的第二射频收发模块交换数据，并将交换所得数据传送给各自对应的第一微控制器和第二微控制器处理。
8.如权利要求7所述的射频通信控制方法，其特征在于：所述射频SIM卡的磁感应模块是螺线管线圈、霍尔器件或磁感应开关。
9.如权利要求7或8所述的射频通信控制方法，其特征在于：所述射频SIM卡的第一射频收发模块被磁感应转换的电信号激活的门限值可以调整。
10.如权利要求9所述的射频通信控制方法，其特征在于：所述射频SIM卡的第一射频收发模块和射频读卡器的第二射频收发模块工作的频段为超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者是特高频UHF频段。
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