CN101835157B - 一种双频天线手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双频天线手机，包括SD卡接口、频率为13.56MHz的低频天线、频率为2.4GHz的高频天线、安全认证模块、支付模块；其中，所述安全认证模块检查支付卡中的绑定号码是否与手机SIM卡的序列号一致，若一致，则将支付卡中的绑定号码通过移动通道发送到认证中心，由认证中心对绑定号码进行安全验证；所述支付模块包括现场支付模块和远程支付模块，现场支付模块包括使用低频天线的近距离支付模块和使用高频天线的中距离支付模块，通过支付控制按键进行切换；远程支付模块通过移动通信网络完成无线支付行为。本发明提供的手机终端能够与金融支付卡分离，并且多种支付模式并存，解决了支付卡在终端上可以近距离、中距离、远距离支付并存的问题。

Description

一种双频天线手机

技术领域

本发明涉及一种双频天线手机，属于通信领域。

背景技术

目前，移动电子商务蓬勃发展，移动支付已经成为新一代支付方式，手机银行、手机电子钱包在国内外蓬勃发展，银行、移动通信公司以及很多第三方企业都在移动互连网上投入巨大的资源研究和试点移动电子商务、移动支付和移动多应用系统，由于移动通信网络和金融网络相对独立，政府机关也是分别对移动通信服务业和金融服务业进行监管，因此，对于手机支付、手机银行或者手机电子钱包等同时跨金融、通信体系的应用，目前的各种手机非接触技术很难解决之间的安全、多支付模式并存、应用管理方面的冲突和协作问题，比如说，金融体系的安全和通信系统的安全需求不同、金融信息在手机里的安全性保障、电子钱包的管理主体问题；手机支付终端对近距离支付和中距离支付的同时支持等很多问题，目前的手机终端对这些问题均缺乏较好的解决方案，不管是NFC手机终端、插入RFSIM卡的手机终端、附带SIMPASS双界面卡的手机终端等，都不能从根本上解决以上问题，因此，严重限制和阻碍了我国的移动电子商务、移动电子支付的发展。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种金融支付卡与手机终端分离、多种支付模式并存的双频天线手机，解决了支付卡在终端上可以近距离、中距离、远距离支付并存的问题。

本发明的技术解决方案是：需要说明的是，本发明的双频天线手机需要插入支付卡才能实现近距离、中距离、远距离支付的功能。

本发明提供的一种双频天线手机，包括SD卡接口、频率为13.56MHz的低频天线、频率为2.4GHz的高频天线、安全认证模块、支付模块，其中，

所述安全认证模块：检查支付卡中的绑定号码是否与手机SIM卡的序列号一致，若一致，则将支付卡中的绑定号码通过移动通道发送到认证中心，由认证中心对绑定号码进行安全验证，根据认证中心的返回结果决定支付卡是否可以正常使用；

所述支付模块：包括现场支付模块和远程支付模块，其中，

所述现场支付模块：包括近距离支付模块和中距离支付模块，通过支付控制按键进行近距离支付与中距离支付之间的转换；近距离支付模块使用低频天线，通过基带芯片与手机终端中的低频天线进行连接；中距离支付模块使用高频天线，通过基带芯片与高频天线连接，由支付控制按键进行中距离支付的开启；

所述远程支付模块：通过移动通信网络完成无线支付行为；手机终端通过移动通信网络，如GPRS、短信、WAP等方式，将用户的支付请求提交给远程支付平台，由支付平台进行用户的认证及交易扣费。

所述现场支付模块支持无源支付和有源支付两种模式，用户通过有源/无源控制按键进行有源支付与无源支付之间的转换；所述无源支付模式的工作频率为13.56MHz，其采用磁场线圈切换进行供电；所述有源支付模式的工作频率为2.4GHz，其采用手机终端进行外部供电。

所述手机默认的使用状态为无源支付模式，手机终端在关机情况下使用无源支付模式。

所述手机默认的工作天线为低频天线，即默认近距离支付模块工作，中距离支付模块处于关闭状态，通过长按支付控制按键进行切换，支付控制按键一旦放开，手机终端将自动切换到近距离支付模块。

进一步地，所述手机还包括读写卡模块，读功能是指读取目标卡片的信息，并将读取的信息显示在手机屏幕上；写功能是指手机终端将由外部获取的数据存储在支付卡中。

再进一步地，所述手机还包括点对点传输模块，两个以上的手机终端在开启了点对点传输功能后，手机终端即具有了数据相互传输的能力，多个手机终端通过点对点传输模块共同形成一个封闭的局域网络，在此封闭的局域网内，手机终端可以进行聊天互动、联网游戏等多媒体功能。

所述低频天线与所述高频天线采用层叠方式安装在一起，具体为将高频天线板放在低频天线板的正下方，高频天线板正面与低频天线板反面保持0.4cm-0.8cm的间距。优选为0.5cm。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)现有技术无法解决机卡分离问题：目前的手机终端主要有两大类，一类是基于手机内置RFID芯片和射频天线的技术，另外一类是基于SIM卡的RFID芯片和射频天线的技术，这两种技术都存在机卡不能很简洁分离的问题。尤其对支付卡芯片中的金融信息的设置、安全、出现差错之后的纠纷均无法解决的困难，因为维修的企业可能是手机厂商或者SIM卡商，芯片中的金融信息属于银行，但银行是没有能力完成手机和SIM卡的维修的。采用机卡分离的机制，卡上的信息安全出了问题，就很好界定是SIM的问题、还是手机的问题，还是用户自己从其它渠道泄露的。本发明从根本上解决了机卡分离的问题，手机终端存在外置支付卡芯片插槽，未插入支付卡芯片时，手机终端除了具有传统手机终端基本功能以外，还具有读写卡能力、点对点传输能力；在插入支付卡芯片后，手机终端就具有非接触射频支付能力。

(2)现有技术无法解决天线问题：目前的技术，低频天线有NFC技术，但它的缺陷是芯片内置在手机里，其它低频天线技术如SIMPASS、贴片技术等，均有难安装、容易折断、信息穿透等问题，而且上述技术均不能同时具有高频天线。目前的高频率天线技术，是RFSIM卡，将天线直接内置在SIM卡中，则出现了距离控制的问题，因为不同的手机、不同的SIM卡位置都影响电磁波穿透性能，因此，发射距离的控制需要逐个手机校准。本发明同时解决了高频、低频天线的问题，不存在天线安装问题，也解决了高频发射距离控制问题，可以有稳定的电磁波发射距离。

(3)现有技术无法解决同时支持近距离支付和中距离支付的问题：目前的技术由于只具备一种射频天线，所以无法同时解决近距离(＜10CM)和中距离(＜5000CM)的现场支付问题。而本发明同时解决了这个问题，它利用低频天线解决近距离支付，利用高频率天线解决中距离支付问题，解决了现有技术利用高频率实现近距离支付而导致的发射距离太远而难以控制的难题。

(4)现有技术无法解决支付卡芯片与天线分离的问题：现有的支付卡芯片有些是支付卡芯片和射频天线集成在一张卡片上，有些是支付卡芯片和射频天线固化在终端中，这两种方式都没有做到支付卡芯片与天线的完全分离。本发明解决了芯片卡与天线的分离问题，支付卡芯片与天线的频率无关，使支付卡芯片的使用场景更加多样化。

(5)现有技术无法解决手机终端读取中远距离卡片信息的问题：现有的手机终端大多不具备读外围卡片信息的能力。目前只有少量的NFC手机终端设备能够支持读能力，由于受频率限制，也仅限于能够近距离读取，不能支持读取超过10cm以外的卡片；新型手机终端内部预制了2.4GHz的高频天线，可以手工开启远距离功能，对中远距离的电子芯片进行信息读取，如对嵌在电子海报的芯片进行信息读取等。

(6)现有技术无法解决多部手机终端之间进行远距离传输的问题：现有的手机终端部分支持红外功能，终端之间的传输距离为20cm以内；有些高端手机支持蓝牙功能，两个同时支持蓝牙功能的设备之间的传输距离在10m以内，对于超过10m小于50m范围的远距离设备就无法进行有效稳定的连接。新型手机终端内部预制了2.4GHz的高频天线，在手工开启远距离功能以后，多个手机终端通过点对点传输能力共同形成一个封闭的局域网络，在此封闭的局域网内，手机终端可以进行聊天互动、联网游戏等多媒体功能。

附图说明

图1为本发明实施例一的手机终端安全认证过程框图；

图2为本发明实施例二的手机终端进行支付的场景框图；

图3为本发明实施例三的手机终端作为模拟读卡器应用的场景框图；

图4为本发明实施例四的手机终端进行点对点传输的应用场景框图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的实施例进行说明。

本具体实施方式中的双频天线手机包括SD卡接口、频率为13.56MHz的低频天线、频率为2.4GHz的高频天线、安全认证模块、支付模块，进一步包括读写卡模块和点对点传输模块。

低频天线与高频天线共同安装在手机终端中，采用层叠式的方式安装在一起，具体为将高频天线板放在低频天线板的正下方，高频天线板正面与低频天线板反面保持0.5cm的间距(0.4cm-0.8cm之间的间距均可，只是0.5cm为优选。距离太大，手机终端就会太厚；距离太小，高频的读卡距离会有影响)，以预防高频天线屏蔽低频天线的磁场，从而保证低频天线能够正常刷卡。

SD卡接口是手机与芯片卡的接口模块。

下面对上述组成模块进行详细说明。

(1)安全认证模块：采用二级安全认证机制。当支付卡插入手机终端或手机终端开机时，通过手机终端的二级安全检查过程确保认证安全，第一级检查过程为：支付卡在插入手机终端后，手机终端将检查支付卡中的绑定号码与手机SIM卡的序列号(即IMIC号，international mobile subscriber identity，国际移动用户识别码)是否建立过绑定关系，即将芯片卡的绑定号码与本机SIM卡的IMIC号进行比对，查看绑定关系是否一致，若一致，则进行下一步操作；第二级检查过程为：手机终端读取具体的绑定号码，将此绑定号码通过GPRS通道发给远端的认证中心，由认证中心对此号码进行安全验证，如号码是否为黑名单、是否已停用等，手机终端根据认证中心的返回结果决定支付卡是否可以正常使用。只有这两级认证全部通过以后，手机终端才能正常使用所述芯片卡。

(2)支付模块：包括现场支付模块和远程支付模块，其中，

a、所述现场支付模块：包括近距离支付模块和中距离支付模块，通过支付控制按键进行近距离支付与中距离支付之间的转换；近距离支付模块使用低频天线，通过基带芯片与手机终端中的低频天线进行连接；中距离支付模块使用高频天线，通过基带芯片与高频天线连接，由支付控制按键进行中距离支付的开启。

所述现场支付模块支持无源支付和有源支付两种模式，手机终端的使用用户通过有源/无源控制按键进行有源支付与无源支付之间的转换；所述无源支付模式的工作频率为13.56MHz，其采用磁场线圈切换进行供电；所述有源支付模式的工作频率为2.4GHz，其采用手机终端进行外部供电。

所述手机默认的使用状态为无源支付模式，手机终端在关机情况下使用无源支付模式。

所述手机默认的工作天线为低频天线，即默认近距离支付模块工作，中距离支付模块处于关闭状态，通过长按支付控制按键进行切换，支付控制按键一旦放开，手机终端将自动切换到近距离支付模块。

b、远程支付模块：通过移动通信网络完成无线支付行为；通过移动通信网络完成无线支付行为；手机终端通过移动通信网络，如GPRS、短信、WAP等方式，将用户的支付请求提交给远程支付平台，由支付平台进行用户的认证及交易扣费。

(3)读写卡模块：读功能是指读取目标卡片的信息，并将读取的信息显示在手机屏幕上；写功能是指手机终端将由外部获取的数据存储在支付卡中。

(4)点对点传输模块：两个以上的手机终端在开启了点对点传输功能后，手机终端即具有了数据相互传输的能力，多个手机终端通过点对点传输模块共同形成一个封闭的局域网络，在此封闭的局域网内，手机终端可以进行聊天互动、联网游戏等多媒体功能。

需要说明的是，本发明的双频天线手机需要插入支付卡(具有支付功能的芯片卡)才能实现近距离、中距离、远距离支付的功能。

当手机终端关机时，芯片卡内部受交易条件的限制，会在每次交易的时候记录交易累计总额和总次数，当手机终端开机的时候，这些交易限制将无效，手机终端将对上次关机后的交易总额及次数清零。在手机终端再次关机后，芯片卡可以从新计数。

实施例一：手机终端的安全认证过程

如图1所示，手机终端在与具有支付功能的芯片卡结合后，手机终端在开机时，需要验证芯片卡中的SIM卡序列号是否合法，同时还需要向认证中心提交此SIM卡序列号的合法性，具体的认证流程如下：

1)支付芯片卡在与手机终端结合后，当手机终端在开机时，手机终端的主控制器将主动向芯片卡发送读取SIM卡序列号的指令，指令内容为：00B0A001000000；

2)支付芯片卡收到手机终端的主控制器发来的指令后，将按照指令要求将内部存储的SIM卡序列号数据返回给主控制器，主控制器将获取的数据临时存储；

3)主控制器向SIM卡模块发起获取SIM卡的序列号指令请求；

4)SIM卡模块接收到指令后进行内部数据获取，将序列号数据返回给主控制器；

5)主控制器对由支付芯片卡获取的SIM卡序列号与从SIM卡模块中获取的序列号进行对比，如果一致，则基本认证通过，否则，手机终端的显示屏上将显示芯片与手机终端不匹配的提示信息；

6)手机终端与支付芯片卡进行基本认证成功后，手机终端通过GPRS无线数据通道将SIM卡序列号发送给认证中心的认证平台，由认证平台进行序列号的有效验证，如是否是黑名单、状态是否正常等的判断；

7)认证中心将认证结果返回给手机终端，手机终端根据返回信息判断是否可以使用支付芯片卡；

8)安全认证流程结束。

实施例二：手机终端用于支付的场景

如图2所示，手机终端在与支付芯片卡结合后，可以进行近距离、中距离、远距离支付业务，具体的支付流程如下：

1)手机终端在靠近外部设备(主要是指读写器或POS终端)后，外部设备与手机终端的射频通信模块(主要是高、低频天线)首先进行交互，外部设备向射频通信模块发送支付指令，指令内容为：805401000F0000000120100412160000AD8FE92B；

2)支付指令内容通过射频通信模块发送给主控制器，主控制器作为数据通道不做任何处理进行再次转发；

3)主控制器将支付指令发送给支付芯片卡，由支付芯片卡进行支付交易处理；

4)支付芯片卡进行支付处理之后，将处理结果内容发送给主控制器；

5)主控制器接收到支付结果后，将再次转发给射频通信模块；

6)射频通信模块将支付结果返回给外部设备，由外部设备根据支付结果进行支付流程的处理动作；

7)支付流程结束。

实施例三：手机终端作为模拟读卡器应用的场景

如图3所示，手机终端具有模拟读卡器的能力，在靠近射频标签等外围设备后，可以通过特殊按键启动读功能，具体的支付流程如下：

1)手机终端在靠近外部设备(主要是指射频标签等)后，通过手机终端的特殊按钮(也可以通过软件的功能实现)启动读功能，由手机中的的主控制器向射频通信模块(主要是高、低频天线)发起读指令；

2)射频通信模块在接收到读指令后，通过线圈感应外围设备；

3)射频通信模块通过感应信息的交互从外围设备中读取信息数据；

4)射频通信模块将获取的数据返回给主控制器；

5)主控制器对接收的数据进行分解同时发送给手机终端的显示模块进行信息显示；

6)模拟读卡器读卡流程结束。

实施例四：手机终端进行点对点传输的应用场景

如图4所示，手机终端具有点对点传输的能力，两个手机终端距离在100M范围内，手机终端A可以主动发起搜索，搜索到手机终端B后，手机终端B将事先商议好的密码通过手机终端A的认证后，手机终端A、B即建立了传输通道，两个终端之间可以互相进行信息互动，即点对点传输功能，具体的流程如下：

1)通过手机的特殊按钮(也可以通过软件的功能实现)启动手机终端A向其他外围终端发起的搜索功能，主要是通过主控制器向射频通信模块(主要是高、低频天线)发起搜索指令；

2)射频通信模块在接收到读指令后，通过线圈对一定距离内的其他手机终端进行感应，一旦感应到了可用终端，则手机屏幕上会提示对方(此处暂定为手机终端B)的终端信息；

3)手机终端B的射频通信模块在获得手机终端A的搜索信息后，将信息发送给主控制器，由主控制器决定是否允许建立连接通道；

4)手机终端B的主控制器将触发输入输出模块进行认证密码的输入，将输入的认证密码协同本机的信息发送给手机终端的射频通信模块；

5)手机终端B的射频通信模块将本机数据信息通过射频感应传送给手机终端A；

6)手机终端A的射频通信模块接收到手机终端B的数据后，主动发送给主控制器，由主控制器决定手机终端B是否通过验证，同时能够建立通信通道；

7)两个手机终端建立信息互动的通信通道；

8)点对点传输的流程结束。

若手机终端靠近的是近距离POS设备，则通过13.56MHz的低频天线完成支付或者充值、初试化卡片等功能；若手机终端靠近的是中距离POS设备(如停车场POS设备、高速公路POS设备等)，则通过2.4GHz的高频天线完成支付。

若手机终端靠近的是近距离RFID标签，则通过13.56MHz的低频天线完成标签的读写交易(手机可以做为读写机具使用)；对于中远距离的高频RFID标签，手机终端则通过2.4GHz的高频天线完成信息读取交易，如对嵌入了高频标签的户外海报的读取。

手机终端通过其无线信息通道如SMS/GPRS等通信通道进行OTA方式的各种操作，如充值、查询、支付、挂失、对帐、应用下载等。

若手机终端靠近的是带低频天线的计费终端，则通过13.56MHz的低频天线完成数据读写、向计费设备充值等工作；若手机终端靠近的是带高频天线的计费终端，则通过2.4GHz的高频天线完成数据读写、向计费设备充值等工作。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双频天线手机，其特征在于：所述手机包括SD卡接口、频率为13.56MHz的低频天线、频率为2.4GHz的高频天线、安全认证模块、支付模块，其中，

所述安全认证模块：检查支付卡中的绑定号码是否与手机SIM卡的序列号一致，若一致，则将支付卡中的绑定号码通过移动通道发送到认证中心，由认证中心对绑定号码进行安全验证，根据认证中心的返回结果决定支付卡是否可以正常使用；

所述支付模块：包括现场支付模块和远程支付模块，其中，

所述现场支付模块：包括近距离支付模块和中距离支付模块，通过支付控制按键进行近距离支付与中距离支付之间的转换；近距离支付模块使用低频天线，通过基带芯片与手机终端中的低频天线进行连接；中距离支付模块使用高频天线，通过基带芯片与高频天线连接，由支付控制按键进行中距离支付的开启；

所述远程支付模块：通过移动通信网络完成无线支付行为；手机终端通过移动通信网络将用户的支付请求提交给远程支付平台，由支付平台进行用户的认证及交易扣费。

2.根据权利要求1所述的双频天线手机，其特征在于：所述现场支付模块支持无源支付和有源支付两种模式，用户通过有源/无源控制按键进行有源支付与无源支付之间的转换；所述无源支付模式的工作频率为13.56MHz，其采用磁场线圈切换进行供电；所述有源支付模式的工作频率为2.4GHz，其采用手机终端进行外部供电。

3.根据权利要求2所述的双频天线手机，其特征在于：所述手机默认的使用状态为无源支付模式，手机终端在关机情况下使用无源支付模式。

4.根据权利要求1所述的双频天线手机，其特征在于：所述手机默认的工作天线为低频天线，即默认近距离支付模块工作，中距离支付模块处于关闭状态，通过长按支付控制按键进行切换，支付控制按键一旦放开，手机终端将自动切换到近距离支付模块。

5.根据权利要求1所述的双频天线手机，其特征在于：所述手机还包括读写卡模块，读功能是指读取目标卡片的信息，并将读取的信息显示在手机屏幕上；写功能是指手机终端将由外部获取的数据存储在支付卡中。

6.根据权利要求1所述的双频天线手机，其特征在于：所述手机还包括点对点传输模块，两个以上的手机终端在开启了点对点传输功能后，手机终端即具有了数据相互传输的能力，多个手机终端通过点对点传输模块共同形成一个封闭的局域网络，在此封闭的局域网内，手机终端可以进行聊天互动、联网游戏的多媒体功能。

7.根据权利要求1所述的双频天线手机，其特征在于：所述低频天线与所述高频天线采用层叠方式安装在一起，具体为将高频天线板放在低频天线板的正下方，高频天线板正面与低频天线板反面保持0.4cm-0.8cm的间距。

8.根据权利要求7所述的双频天线手机，其特征在于：高频天线板正面与低频天线板反面保持0.5cm的间距。

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