CN102112997A - 用于在近场通信系统中的无线移动通信设备中的应用选择的方法和相应的无线移动通信设备 - Google Patents

用于在近场通信系统中的无线移动通信设备中的应用选择的方法和相应的无线移动通信设备 Download PDF

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Abstract

本发明旨在解决在不具有独立电源的NFC系统的设备中或者当设备的电源暂时停用或不具有独立电源时，应用和/或配置的选择的问题。为此，根据本发明的NFC系统的无线移动通信设备包括：加速计(Ace)类型的传感器，用于在传感器通过由设备所接近的耦合器发射的场来供电的同时，产生检测所述设备的移动的信号；处理器(Pro)，用于比较所述移动检测信号与对应于应用和/或配置的预定序列，并且如果比较是肯定的，则相应地选择所述应用和/或配置。

Description

用于在近场通信系统中的无线移动通信设备中的应用选择的方法和相应的无线移动通信设备
技术领域
本发明涉及用于在NFC系统中的无线移动通信设备中的应用和/或与应用相关的配置的选择的方法、及相应的无线移动通信设备。
背景技术
根据本发明的无线移动通信设备可以是：
-并入集成电路和天线的ISO7816格式类型的无接触卡，或者
-包括NFC控制器或SIM类型的智能卡或安全元件的移动电话。
在本申请中，NFC(近场通信)意味着允许在耦合器(属于基础设施)和无线移动通信设备之间、或者在至少两个无线移动通信设备之间的通信的任何解决方案。
如果无线移动通信设备是移动电话，则NFC可以使得无线移动通信设备可能以卡仿真(emulation)模式运行，意味着与(智能卡类型的)安全性元件相关联的无线移动通信设备仿真无接触智能卡的工作。如果无线移动通信设备是移动电话(例如与GSM或UMTS兼容的移动电话)，则SIM卡用作安全性元件。用途有许多，并且形成无接触卡类型的使用的超集：支付、购票(例如，Navigo)、赠券或访问控制。由于它的扩展特征(UI、网络连接、处理能力)，无线移动通信设备显著地扩展了基于卡的服务。例如，移动设备可以用于在任何时候支付和重装(reload)运输票，或者在一个人的移动设备上接收所有衷心点(loyalty point)。在称为“读取器”模式的替代模式中，无线移动通信设备变为无接触卡读取器或被动标签(电子标记)读取器。该模式可以使得用户能够通过在位于街道上、海报上、包裹上或公共汽车候车亭中、或者在名片(vCard)上的电子标签前保持他们的移动设备来读取信息。
更具体地，本发明涉及这样的方法和设备，其能够在通过NFC(近场通信)技术通信的设备没有独立的电源(例如，电池)时进行应用选择，这是例如无接触卡的情况，或者所述电源暂时不足以正确地为用作与用户的接口(如键盘、监视器或触笔)的普通设备供电，或者所述电源由于要求这样的动作的规定(例如，在飞机或医院中不使用移动终端)而由用户的主动动作(电源切断)导致不工作的情况。
本发明可以在NFC无线移动通信设备的所有部分中实现，如在移动电话中或在无接触智能卡中或在组合中，如一方面为SIM卡和另一方面为嵌入移动电话的NFC控制器。
领域现状
无线移动通信设备可以例如基于NFC标准(如ISO 14443、ISO 15693、ISO 18092)与外部基础设施(耦合器)通信，并且可以以两种可能方式供电：
-通过从由耦合器发射的磁场提取功率，和/或
-通过如电池的独立电源。
专利申请WO 2006/085246描述了用于确保NFC无线移动通信设备的安全NFC功能的方法，涉及以下：
-测量电池的充电状态，以及
-测量的充电状态一低于预定限制，就将功率从电池切换到基础设施的远程耦合器(位于耦合器的辐射场中的终端)。
无线移动通信设备可以容纳(host)可能冲突的多个应用，意味着它们可能不能与基础设施的耦合器连接，因为它们具有不兼容的通信参数。
这是因为除了上面作为示例描述的两个操作模式(卡仿真和读取器)外，NFC无线移动通信设备可以使用若干无接触通信协议，并且例如能够根据协议ISO 14443-A或协议ISO 14443-B或协议ISO 15693等交换数据。每个协议定义磁场发射频率、用于以主动模式发射数据的磁场的幅度的修改的方法、以及用于以被动模式发射数据的使用感应耦合的电荷调制的方法。因此，NFC无线移动通信设备是多模式和多协议设备。通过协议和模式配置定义应用。典型地，它可以包括不同的应用，如例如：
-读取器应用：无线移动通信设备处于用于在无接触集成电路上读取或写入的读取器模式。无线移动通信设备在此情况下像RFID读取器一样使用。这种类型的应用可能是免费的，并且可能例如包括插入广告显示中的广告数据的读取。该应用还可能是付费的，并且包括例如仅对于订户的信息的读取。如果服务是免费的，则相应的应用程序优选地由非安全处理器保持和运行，或者如果服务是付费的，则相应的应用程序优选地由安全处理器保持和运行，因为它要求识别订户或验证传输的数据(例如，签名)。
-卡仿真类型的应用：NFC无线移动通信设备处于卡仿真模式，并且可以在支付或付费访问控制应用(支付机器、地下运输系统入口等)中由传统的RD耦合器读取。然后，无线移动通信设备(例如，移动电话)像智能卡一样使用。AP2应用程序优选地由安全处理器保持和运行，因为对于该服务的访问要求订户识别。
-还可以使用设备类型的应用：在此情况下，NFC无线移动通信设备处于设备模式，并且与另一设备(例如，嵌入另一移动电话或计算机的读取器)对话。这样的应用通常是免费的，并且用于从一个设备到另一设备传送(具体地点对点传送)数据的分组。如果该处理器是SIM卡处理器，则应用程序优选地由非安全处理器保持和运行，其计算能力强于安全处理器。
许多接口应用的耦合器实现冲突解决算法，以便在耦合器的场中仅接受一个卡，不管该卡所满足的标准。美国专利2006/0022042描述了在支付终端(支付通过，Pay-pass)中通常使用的一个这样的算法。如果在耦合器的场中持有两个卡，其立即生成消息给用户(“交易中断，请将卡拿出耦合器的场”)，要求他们移开一个卡。现在，一些应用仅使用一种技术(例如，标准ISO14443-A或者ISO 14443-B)运行，并且难以在同一移动设备中一起实现。容纳若干应用的无线移动通信设备可能导致应用选择问题。单应用设备不会面临这样的困难，因为用户很可能具有若干设备，而在耦合器之前持有合适的一个设备。例如，在他们的钱包中具有若干无接触卡的用户将在具有要求的应用的耦合器之前持有正确的卡。由于它们的本质，无接触卡(单应用)不具有独立的电源，并且不出现涉及用户接口对于应用的选择的问题。
关于容纳若干应用的无线移动通信设备，用户必须干预以预先选择兼容的应用。
取决于环境，用户选择预先选择(例如，运输、支付、读取等)，并且在耦合器之前持有所述无线移动通信设备以便触发交易。
例如，用户决定用银行X中的银行账户支付。他们选择包含银行X的应用的预先选择，并且开始交易。预先选择必须是明确的，使得它不包含可能导致关于在交易方面不明确情况的两个银行(例如，同一预先选择中的两个银行)。
通过与无线移动通信设备相关的用户接口进行这样的预先选择的选取。例如，如果无线移动通信设备是移动电话，则它具有用于与设计用于该使用的专门应用(例如，菜单)相互作用的屏幕和键区。
发明内容
技术问题
无线移动通信设备的所述用户接口(屏幕、键区等)要求独立的电源(例如，电池)，其对于无接触卡或具有耗尽的电池的无线移动通信设备是不可用的。
本发明旨在解决该技术问题。为此，提出了一种用于在NFC系统的无线移动通信设备中通过用户选择应用的方法，所述设备不具有独立的电源或者所述电源暂时停用，所述方法特征在于包含以下步骤：
-通过无线移动通信设备中加速计类型的传感器产生检测所述设备的移动的信号，所述传感器通过由设备所接近的耦合器发射的场来供电，
-比较所述移动检测信号与对应于应用或与应用相关的配置的预定序列，
-如果比较是肯定的，则选择所述应用/配置，
因此，补救了因为不存在独立电源或因为独立电源停用的用户接口的缺失。
根据本发明的NFC系统的无线移动通信设备包括以下：
-加速计类型的传感器，用于在传感器通过由设备所接近的耦合器发射的场来供电的同时，产生所述设备的移动的检测信号，
-处理器，用于比较所述移动检测信号与对应于应用或与应用相关的配置的预定序列，并且如果比较是肯定的，则相应地选择所述应用/配置。
附图说明
通过参照相应的附图，本发明的其它特征和优点在下面的描述中将更清楚地出现：
图1示出根据之前技术的无线移动通信设备的架构的示例；以及
图2示出用于实现根据本发明的无线移动通信设备的实施例模式的电路的框图。
具体实施方式
如图1所示，当采用移动电话的形式时，根据之前技术的无线移动通信设备包括并入NFC控制器1’的移动电话本身1，电话还具有SIM卡3。NFC控制器1’是具体地实现一个或多个无接触通信协议的已知组件，所述协议例如是用于与远程耦合器2通信的协议ISO 14443-A和/或协议ISO 14443-B和/或协议ISO 15693，用该协议与移动电话形式的无线移动通信设备通信。耦合器2例如是支付终端、地下或其它运输系统的门终端。一个或多个应用APPLICATION(用于支付、运输等)与耦合器2相关联。NFC控制器1’还包括如由通过引用包括在本申请中的推荐TS 102.613和TS 102.622中由ETSI(欧洲电信标准化协会)定义的通信层SWP、HDLC和HCI。这些通信层允许通过相应的层SWP、HDLC和HCI与SIM卡3进行数据交换。在图示的实施例模式中，SIM卡3还包括用于支付、运输或其它目的的一个或多个应用APPLICATION(软件)，其在根据ISO的OSI模型的应用层中与耦合器2中的应用APPLICATION交换数据。
必须要注意的是，即使在这里描述的实施例模式中，无线移动通信设备中的应用处于SIM卡中，它们可以替代地被包括在NFC控制器或特定安全元件中。根据另一替代方案，无线移动通信设备本身可以是具有集成天线的ISO7816-1格式的无接触卡，在此情况下应用处于无接触卡自身中。
本发明使用仅要求非常小功率的用于与用户相互作用的设备，其因此可以从围绕无线移动通信设备的磁场取得非常小的功率。
提出使用电子加速计型的移动传感器。这种硅加速计现在非常流行并且非常便宜。操作为硅应变仪(http://en.wikipedia.org//wiki/Strain gauge)(http://fr.wikipedia.org/wiki/Jauge de contrainte)，这种传感电子加速计可以：
-集成在SIM卡的安全微处理器上(通过堆叠)，或者
-集成在SIM卡的安全微处理器中(完全集成)，或者
-集成在SIM卡的主体中(不需要安全性)，或者
-集成在移动电话中的NFC控制器的芯片上(堆叠)，或者甚至
-连接到NFC控制器并在同一印刷电路上，或者最后
-集成在NFC控制器中。
以此方式，如果卡在NFC应用中使用，则加速计可以嵌入无线移动通信设备中或NFC控制器中，或如SIM卡的安全元件中。不用说所述加速计可以嵌入SIM卡的主体或其处理器中。
使得加速计提供关于无线移动通信设备在空间中的移动的信息，该加速计如下所述通过从读取器的磁场提取功率的设备供电。
依靠读取器的场中手和无线移动通信设备的隐含的一致移动，可以传输关于预先选择选取的基本命令。
例如，在少于两秒中从左到右并且返回的两个旋转用于选择预先选择1。
在少于两秒中从右到左并且返回的旋转用于选择下一个预先选择。
该设备使得可能找到对于因为当前预先选择与读取器或其应用不兼容而不能执行交易的棘手情况的令人满意的解决方案。
参照图2，在使用移动电话(并且不是无接触卡)的实施例模式的情况下，提出一旦向无线移动通信设备通知其由磁场而不是由电池供电，它就开始监听由加速计Acc传输的信息，以便解码选取。为此，电路13’测量电话中电池12的电荷状态。如果电荷低于预定限制，则经由继电器(电子开关，如MOSFET晶体管)13’选择在NFC控制器的天线11’的输出处连接的电压整流器(rectifier)12’的输出，使得当设备接近耦合器2时，一方面向处理器Pro提供和向加速计Acc提供的功率将由所述耦合器2产生的场提供。
无线移动通信设备一试图执行交易，预先选择的顺序就必须遵循用户的偏好的顺序。
由加速计Acc产生的数字化信号由处理器Pro处理，处理器Pro相应地选择应用之一。为此，处理器Pro包括至少一个对应于通过用户在空间(或者平面)中进行的无线移动通信设备的预定移动的预定数字化序列。当由加速计Acc产生的数字化信号或多或少匹配该数字化预定序列时，处理器产生对应于空间中或平面中的该移动的应用APPLICATION(例如，地下运输、微支付等)的应用选择信号。如在本说明书中指定的，该处理器Pro可以是移动电话中的NFC控制器或连接到NFC控制器的移动电话中的SIM卡的微处理器、或者也连接到NFC控制器的安全元件的处理器、或者以ISO 7816格式的无接触智能卡的微处理器。通过处理器Pro执行的算法用于解码移动，以便传输简单的命令到预先选择选择器。典型地并入处理器中的预先选择选择器相应地进行(a)通过加载程序注册表，可能地选择协议参数等的应用之一的选择，和/或(b)要通过无线移动通信设备实现的操作所需的模式配置和/或协议的选择。
在如无接触卡的总体集成系统中，所有的操作由同一处理器Pro执行。
对于复合系统(例如，电话)，不管容纳加速计的位置(连接到安全元件或NFC控制器或集成在安全元件或NFC控制器中)，例如以下解决方案是可能的：
-经由由耦合器2提供的辐射通过NFC控制器供电的加速计Acc传输信息到SIM卡中的处理器Pro，该处理器Pro解释信息，并且传输用于APPLICATION应用选择和/或配置的基本命令到NFC控制器。因此，在该模式下，SIM卡处理由加速计Acc生成的数据，并且NFC控制器包括APPLICATION应用和/或配置数据，通过由SIM卡发送的一条信息或命令选择该应用和/或配置数据。NFC控制器负责执行应用APPLICATION。
当无线移动通信设备具有独立电源、但是该电源不足以为传统的用户接口和/或相关联的电子电路供电时，本解决方案保持有效。

Claims (7)

1.一种用于在NFC系统的无线移动通信设备中通过用户选择应用和/或配置的方法，其中所述设备不具有独立的电源或者所述电源暂时停用，所述方法特征在于包含以下步骤：
-通过无线移动通信设备中的加速计类型的传感器产生检测所述设备的移动的信号，所述传感器通过由所述设备所接近的耦合器发射的场来供电，
-比较所述移动检测信号与对应于应用的预定序列，
-如果比较是肯定的，则选择所述应用和/或配置，因此弥补因为不存在独立电源或因为独立电源停用的用户接口的缺失。
2.一种NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于包括：
-加速计类型的传感器，用于在传感器通过由所述设备所接近的耦合器发射的场来供电的同时，产生所述设备的移动的检测信号，所述设备不具有独立的电源或者所述电源暂时停用，
-处理器，用于比较所述移动检测信号与对应于应用和/或配置的预定序列，并且如果比较是肯定的，则相应地选择应用和/或配置。
3.如权利要求2所述的NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于其包括并入集成电路和天线的ISO7816格式类型的无接触卡，所述加速计型的传感器为硅并且操作为硅应变仪，堆叠在集成电路上或集成到集成电路中。
4.如权利要求2所述的NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于其包括具有NFC控制器或SIM型的智能卡或安全元件的移动电话。
5.如权利要求4所述的NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于所述加速计型的传感器为硅并且操作为硅应变仪，堆叠在形成NFC控制器的集成电路上或集成到形成NFC控制器的集成电路中。
6.如权利要求4所述的NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于所述加速计型的传感器为硅并且操作为硅应变仪，堆叠在安全元件的SIM卡的集成电路上或集成到安全元件的SIM卡的集成电路中。
7.如权利要求4到6的任一所述的NFC系统的无线移动通信设备，其特征在于应用数据和/或配置存储在NFC控制器或SIM卡或安全元件的任一中。
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