CN101887617B - 一种用于移动支付的数据通道建立方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于移动支付的数据通道建立方法，步骤为：①设置在读卡器内的NFC通信模块轮询NFC交易模块，若检测到NFC交易模块，转②，否则继续轮询；②NFC通信模块和NFC交易模块进行射频连接，读取NFC交易模块提供的标识信息，并将其发送给读卡器内设置的处理器模块；③处理器模块根据NFC交易模块提供的标识信息控制射频通信模块与射频SIM卡模块建立无线射频连接，建立了NFC交易模块和射频SIM卡模块之间的数据通道。④利用数据通道完成移动支付功能及空中圈存余额查询等。系统包括设置有NFC通信模块、射频通信模块和处理器模块的读卡器，设置有NFC交易模块和射频SIM卡模块的移动通信终端。本发明能对现有移动支付系统的技术功能及业务范围进行拓展。

Description

一种用于移动支付的数据通道建立方法及系统

技术领域

本发明涉及移动支付领域，尤其涉及一种在NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立数据通道的建立方法及系统。

背景技术

移动支付，也称为手机支付，就是允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式，比如乘坐公汽或地铁时刷卡购票，在电影院刷卡购买电影票，在超市或酒店刷卡买单。整个移动支付价值链包括移动运营商、支付服务商、应用提供商、设备提供商、系统集成商、商家和终端用户。

目前，移动支付的实现方式主要依赖于以下几种技术：

1.NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯)手机技术：NFC手机技术在手机上集成用于近距离射频通讯的NFC芯片和射频天线，如诺基亚的工作在13.56MHz频段的NFC手机。SIM卡通过连接手机上的射频芯片来实现射频支付功能。

2.SIM Pass技术：该技术使用双界面卡来实现SIM卡功能的承载，使用柔性PCB天线连接NFC天线，实现射频支付功能。

3.贴膜卡技术：该技术使用双界面卡的贴膜封装，在手机与SIM卡之间过滤感兴趣的指令。同时，贴膜卡通过柔性PCB连接NFC天线，实现射频支付功能。

4.射频SIM卡技术：该技术使用高频、甚高频、超高频以及微波频段信号实现数据通讯。这些频段频率高，天线可以做到SIM卡上，因此可实现单卡提供射频支付的功能。

但是现存的各种技术都存在自身难以解决的问题，在实际应用中难以推广。

首先，NFC手机技术要求更换用户手机，技术升级成本高昂。而且目前市场上支持NFC技术的手机数量少，无法满足用户个性化选择的需求。

其次，SIM Pass技术使用的双界面智能卡一般容量较小，难以提供各个移动运营商一卡多用的需求。另外，柔性天线的成本较高，而且连接稳定性问题也始终无法彻底解决。同时，手机SIM卡座形态不一，不同的形态需要使用不同的柔性天线，这无疑导致了用户难以接受。

第三，贴膜卡技术同样需要使用柔性PCB天线，这将导致与SIM Pass技术同样的问题。

第四，射频SIM卡技术使用的频段穿透力强，无法实现真正的NFC通讯，而现有技术所做的距离控制都无法保证交易过程的信息安全。

目前，基于13.56M的移动支付已经广泛应用在交通、金融、社保、加油、政府、市民卡等非接触卡片领域，其产业链成熟度、技术成熟度、安全性得到了充分的证明。另外，基于2.4G的射频SIM卡解决方案需要对现有的基于13.56M的交通支付终端、金融支付终端等读卡器设备进行重新设计，但射频SIM卡能够通过接触式通信接口与移动通信终端进行通信，用户可以通过控制移动通信终端来访问射频SIM卡中的数据信息，从而实现对移动支付交易结果的掌控。

有鉴于此，本发明提出了一种建立NFC交易模块与射频SIM卡模块之间数据通道的建立方法及系统，为二者之间协同完成移动支付功能提供保障。该系统有机的结合了NFC支付方式的安全性与射频SIM卡方式的便捷性，能够解决现有各种支付手段所存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于移动支付的数据通道建立方法及系统，使用本发明能够对现有移动支付系统的技术功能及业务范围进行拓展，借助NFC交易模块的安全性完成交易过程的同时，通过射频SIM卡模块的便捷性来完成对NFC交易模块的移动支付功能。

本发明提供的一种用于移动支付的数据通道建立方法，在NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立数据通道，其步骤包括：

(A1)设置在读卡器内的NFC通信模块轮询NFC交易模块，若检测到NFC交易模块，则转入步骤(A2)，否则，继续进行轮询检测；

(A2)NFC通信模块和NFC交易模块进行无线射频连接，读取NFC交易模块提供的标识信息，并将该标识信息发送给读卡器内设置的处理器模块；

(A3)处理器模块根据NFC交易模块提供的标识信息控制射频通信模块与射频SIM卡模块建立无线射频连接；

(A4)利用NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立的数据传输通道，完成移动支付功能及包括空中圈存和余额查询在内的扩展功能。

本发明提供的一种用于移动支付的数据通道建立系统，用于完成移动支付功能及包括空中圈存和余额查询在内的扩展功能，该系统包括读卡器和移动通信终端，读卡器内设置有NFC通信模块、射频通信模块和处理器模块，移动通信终端内设置有NFC交易模块和射频SIM卡模块；NFC通信模块用于与NFC交易模块建立近场通信连接，完成对NFC交易模块的数据访问，并与处理器模块之间进行数据交互，间接建立与射频通信模块之间的数据连接；射频SIM卡模块为同时具备接触式SIM卡功能和非接触式射频通信功能的射频智能卡；射频通信模块用于与射频SIM卡模块建立射频连接，接收来自射频SIM卡模块的射频信息，或向射频SIM卡模块发送射频信息，并通过处理器模块建立与NFC通信模块之间的数据连接；处理器模块用于对基于不同格式标准的数据信息进行转换并转发，并控制NFC通信模块和NFC交易模块以及射频通信模块和射频SIM卡模块之间的通信过程，实现分别基于两种不同射频通信频段的数据信息之间的流通与识别；NFC交易模块为近场通信智能卡，与同一频段的NFC通信模块进行数据通信，执行NFC通信模块所下达的指令，并进行结果反馈。

同现有技术相比较，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的方法可以方便高效的在NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立数据通道，分别通过NFC交易模块和射频SIM模块完成支付交易和信息展现。本发明充分利用了现有NFC交易模块作为支付手段所具有的交易安全性以及射频SIM卡模块的体积小、成本低的特性，可大幅提高移动支付的安全性，并有效降低移动支付的实施成本。在本发明提供的方法及系统基础上，可以方便快捷的拓展移动支付的特色，例如空中圈存、余额查询等功能。

附图说明

图1为实现双频协同的移动支付系统示意图。

图2为移动通信终端配置示意图。

图3为读卡器的读卡流程图。

图4为移动支付应用中流程示意图。

具体实施方式

下面通过借助实施例和附图更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。

本发明提供的移动支付系统可以实现双频协同，其中，所述双频是指两种射频频率，例如用于近场支付的13.56M以及用于射频SIM卡的2.4G，下面以这二种射频频率为例对本发明系统作进一步详细的说明。

这种双频协同的移动支付系统综合了基于13.56M的近场支付和2.4G的射频SIM卡两种解决方案的优点，分别将基于13.56M近场支付的距离可控性以及交易安全性和基于2.4G射频SIM卡的双界面可控性以及接触式信息展现等特性便捷高效的进行融合，在保证了移动支付的交易安全的基础上，通过本发明所述的在双频协同过程中建立的数据通道能够方便快捷的对NFC交易模块进行空中圈存以及余额查询，并且，能够实现NFC交易模块与射频SIM卡模块之间的信息同步，即NFC交易模块的圈存信息以及余额信息等均可及时的保存在射频SIM卡模块中。另外，NFC交易模块和射频SIM卡模块相对独立，使得NFC交易模块在执行非接触功能，如刷卡交易时不会对射频SIM卡模块产生任何影响，其综合稳定性更高；NFC交易模块的相对独立，特别是适应金融支付安全需求的独特架构，保证了本发明提供的移动支付系统能够达到和一般金融支付系统相同的高安全等级。

通过本发明所述的移动支付系统，用户便可以通过移动通信终端随时随地的对NFC交易模块进行充值，并实现对账户余额以及各种交易信息进行实时掌控，显著增强了用户的支付体验和使用信心。

如图1所示，本发明所述的移动支付系统，其特征在于，所述移动支付系统包括读卡器100和移动通信终端200，读卡器100内设有NFC通信模块101、射频通信模块102和处理器模块103，移动通信终端200包括NFC交易模块201和射频SIM卡模块202。

读卡器100为支持NFC通讯模块101和射频通信模块102的双频通信设备，该设备中的处理器模块103可以通过NFC通信模块101访问NFC交易模块201，以及通过射频通信模块102访问射频SIM卡模块202。

NFC通信模块101用于与NFC交易模块201建立近场通信连接，完成对NFC交易模块201的数据访问，实现充值、支付以及余额查询等操作，并通过处理器模块103的数据处理及转发功能间接与射频通信模块102建立数据连接。

射频通信模块102用于与射频SIM卡模块202建立射频连接，接收来自射频SIM卡模块202的射频信息，或向射频SIM卡模块202发送射频信息，并通过处理器模块103建立与NFC通信模块101之间的数据连接。

处理器模块103用于对基于不同格式标准的数据信息进行转换并转发，并控制NFC通信模块和NFC交易模块以及射频通信模块和射频SIM卡模块之间的通信过程，实现了分别基于两种不同射频通信频段的数据信息之间的流通与识别，构建了NFC交易模块与射频SIM卡模块之间的数据通道；处理器模块103通常可以采用嵌入式CPU等中央处理器。

NFC交易模块201为工作在13.56MHz频段的近场通信智能卡，与工作在13.56MHz频段的NFC通信模块101进行数据通信，执行NFC通信模块101所下达的指令，并进行结果反馈。

射频SIM卡模块202为同时具备接触式SIM卡功能和非接触式射频通信功能的射频智能卡，例如国民技术股份有限公司提供的的基于2.4GHz频段的RF-SIM卡，分别通过其接触式通信接口和非接触式通信接口实现与移动通信终端和射频SIM卡模块202进行数据通信。所述接触式通信接口符合ISO 7186协议，用于实现射频SIM卡模块202和移动通信终端之间的接触式数据通信；所述非接触式通信接口为基于13.56MHz频段的非接触式无线接口，符合ISO射频标准，如ISO 14443A、ISO 15693等。

读卡器100中的NFC通信模块101和射频通信模块102可在处理器模块103的控制下分别与移动通信终端200中的NFC交易模块201和射频SIM卡模块202建立连接并传输数据，从而在分别基于两种不同频率的NFC交易模块201和射频SIM卡模块202之间建立数据连接，为交易模块201和射频SIM卡模块202之间实现空中圈存以及余额查询等功能打下基础。其中，所述NFC交易模块201为基于13.56M标准的非接触式智能卡，其物理形态可以为薄膜卡等，通过13.56M频段和NFC通信模块101进行连接并传输数据；所述射频SIM卡模块202为基于2.4G标准的射频SIM卡，放置于手机的SIM卡插槽中，通过2.4G频段和射频通信模块102进行连接并传输数据；所述NFC通信模块101和射频通信模块102通过处理器模块103进行数据传输。

本发明利用在其他技术领域已经被广泛使用的射频识别技术来控制多频段数据链路的建立与协同，所述读卡器100以NFC通信模块101成功获得NFC交易模块201中的标识信息作为射频通信模块102与射频SIM卡模块202建立射频通信连接和数据传输的先决条件，随后，通过射频SIM卡模块202与射频通信模块102之间的数据通信实现了移动通信终端200对读卡器100以及NFC交易模块201的数据访问，使移动通信终端200借助移动通信网络对NFC交易模块201实现空中圈存和余额查询等扩展功能。

本发明所述移动通信终端200的配置示意图如图2所示，所述NFC交易模块201固定设置在移动通信终端200外壳表面或固定设置在移动通信终端200的其他能被所述NFC通信模块101方便读取的任何位置。

本发明还涉及实现双频协同的方法，基于上述的实现双频协同的移动支付系统，如图1和图2所示，所述方法包括如下步骤：

(1)将一个用于实现近场支付功能的NFC交易模块201固定设置在所述移动通信终端200上；

(2)在所述读卡器100内设置NFC通信模块101，所述NFC通信模块101用于收集并传输所述NFC交易模块201的标识信息；

(3)由所述NFC交易模块201提供的标识信息建立射频通信模块102和射频SIM卡模块202之间的无线射频连接。其中，在所述NFC通信模块101成功读取NFC交易模块201的标识信息的情况下，所述射频通信模块102才能根据所述标识信息与所述移动通信终端200内的射频SIM卡模块202建立无线射频连接并进行数据传输。

上述步骤(3)中所述读卡器100与移动通信终端200中的NFC交易模块201以及射频SIM卡模块202建立数据连接的握手过程如图3所示，其具体步骤为：

(A1)读卡器100上电初始化。读卡器接通电源，完成默认的初始化工作；

(A2)NFC通信模块101轮询NFC交易模块201。NFC通信模块101间断性的发送射频电磁波，在刷卡距离范围内对NFC交易模块201进行轮询检测。其中，所述刷卡距离为NFC交易模块201与NFC通信模块101之间能够进行刷卡交易的距离，大约在5cm范围以内。若检测到NFC交易模块201，则转入步骤(A3)，否则，转入步骤(A2)，继续进行轮询检测；

(A3)NFC通信模块101和NFC交易模块201进行无线射频连接。NFC通信模块101通过13.56M频段与NFC交易模块201建立无线射频连接，随后，所述NFC通信模块101读取NFC交易模块201提供的标识信息，并将该标识信息发送给处理器模块103；

(A4)射频通信模块102和射频SIM卡模块202进行无线射频连接。处理器模块103根据NFC交易模块201提供的标识信息控制射频通信模块102通过2.4G频段与射频SIM卡模块202建立无线射频连接并进行数据传输。通过读卡器100实现了基于13.56M和2.4G两个不同频段的NFC交易模块201和射频SIM卡模块202之间的数据访问。

所述NFC交易模块201提供的标识信息可以直接为移动通信终端200所装备的射频SIM卡模块202的射频通信地址，或者为用于协商射频SIM卡模块202的射频通信地址的数据信息；所述处理器模块103根据所述射频SIM卡模块202的射频通信地址使射频通信模块102与射频SIM卡模块202建立无线通信连接。

至此，本发明所述的双频协同过程完毕，其实际效果为建立了基于13.56M的NFC交易模块201与基于2.4G的射频SIM卡模块202之间的数据通道，为后续优选实施例中的空中圈存和余额查询等功能提供通信基础。

本发明优选实施例，如图4所示，在上述双频协同过程中建立的数据通道的基础上对NFC交易模块实现了空中圈存，其具体过程涉及图4所示的各阶段，其中阶段2所示双频协同过程已经进行过详细描述，这里不再赘述，所述空中圈存具体步骤如下所示。

(B1)请求空中圈存。移动通信终端200通过移动通信网络向空中圈存平台发送空中圈存请求。其中，空中圈存平台包括移动接入网关、手机支付数据库服务器和银联交易网关设备等与空中圈存相关的基础设施。

(B2)响应空中圈存请求。空中圈存平台响应移动通信终端200发送过来的款空中圈存请求，生成空中圈存指令，并将该指令通过移动通信网发送给移动通信终端，移动通信终端将该指令保存在射频SIM卡模块202中。

(B3)通过双频协同建立连接。当移动通信终端200中的NFC交易模块201和读卡器100中的NFC通信模块101之间的距离处于刷卡距离之内，NFC交易模块201通过电磁耦合得到电能并开始工作，随后通过上述双频协同过程，在NFC交易模块201和射频SIM卡模块202之间建立数据通道。

(B4)账户充值。移动通信终端200通过步骤(B3)中建立的数据通道将步骤(B2)中得到的空中圈存指令发送给NFC交易模块201，完成对NFC交易模块201的充值操作。

(B5)刷卡交易。读卡器100向移动通信终端200中的NFC交易模块201发送消费请求，随后，NFC交易模块201完成扣费操作并发送消费应答，读卡器100接收消费应答，该消费应答中包括本次交易明细以及NFC交易模块201的账户余额信息，根据需要，可以通过具备显示功能的读卡器进行交易明细以及余额信息的展示。

(B6)数据同步。读卡器100将步骤(B5)中得到的交易明细和余额信息发送给移动通信终端200中的射频SIM卡模块202并进行保存。

本发明所述的对NFC交易模块201进行随时随地的余额查询功能，只需简单的使用移动通信终端200的STK菜单等方式对在上述步骤(B6)中保存在射频SIM卡模块202中的余额信息进行读取并显示即可实现，这里对其具体实施过程不再赘述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造新劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于移动支付的数据通道建立方法，读卡器内设置有NFC通信模块、射频通信模块和处理器模块，移动通信终端内设置有NFC交易模块和射频SIM卡模块；在NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立数据通道，其步骤包括：

(A1)设置在读卡器内的NFC通信模块轮询NFC交易模块，若检测到NFC交易模块，则转入步骤(A2)，否则，继续进行轮询检测；

(A2)NFC通信模块和NFC交易模块进行无线射频连接，读取NFC交易模块提供的标识信息，并将该标识信息发送给读卡器内设置的处理器模块；

(A3)处理器模块根据NFC交易模块提供的标识信息控制射频通信模块与射频SIM卡模块建立无线射频连接；

(A4)利用NFC交易模块和射频SIM卡模块之间建立的数据传输通道，完成移动支付功能及包括空中圈存和余额查询在内的扩展功能。

2.一种用于移动支付的数据通道建立系统，用于完成移动支付功能及包括空中圈存和余额查询在内的扩展功能，该系统包括读卡器(100)和移动通信终端(200)，读卡器(100)内设置有NFC通信模块(101)、射频通信模块(102)和处理器模块(103)，移动通信终端(200)内设置有NFC交易模块(201)和射频SIM卡模块(202)；

NFC通信模块(101)用于与NFC交易模块(201)建立近场通信连接，完成对NFC交易模块(201)的数据访问，并与处理器模块(103)之间进行数据交互，间接建立与射频通信模块(102)之间的数据连接；

射频SIM卡模块(202)为同时具备接触式SIM卡功能和非接触式射频通信功能的射频智能卡；

射频通信模块(102)用于与射频SIM卡模块(202)建立射频连接，接收来自射频SIM卡模块(202)的射频信息，或向射频SIM卡模块(202)发送射频信息，并通过处理器模块(103)间接建立与NFC通信模块(101)之间的数据连接；

处理器模块(103)用于对基于不同格式标准的数据信息进行转换并转发，并控制NFC通信模块和NFC交易模块以及射频通信模块和射频SIM卡模块之间的通信过程，实现分别基于两种不同射频通信频段的数据信息之间的流通与识别；

NFC交易模块(201)为近场通信智能卡，与同一频段的NFC通信模块(101)进行数据通信，执行NFC通信模块(101)所下达的指令，并进行结果反馈。

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