CN102254135B - 一种距离控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种距离控制方法、装置及系统，其中，距离控制方法包括：检测接收到的磁信号的场强值；将所述场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，所述第一门限值大于或等于所述第二门限值；根据比较结果确定是否通过射频通道进行数据交换。本发明利用两个门限值确定有效刷卡距离范围，使得只有磁信号强度值满足在门限区间内时才允许进行交易，而一旦超过门限区间的上限，就会报警并中断交易，因而提高了交易距离的可靠性，有效地阻止了人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证了用户的刷卡安全，提升了用户体验。

Description

一种距离控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及移动支付领域，尤其涉及一种距离控制方法、装置及系统。

背景技术

随着移动通信技术的普及，移动通信终端逐渐走入大众的日常生活，而移动通信终端中的SIM（Subscriber Identity Model，用户识别模块）卡/SD卡作为移动通信终端的重要组成部分被广泛地使用。随着技术的不断发展，为了满足用户不断提高的移动通信终端使用体验需求，具备多种新功能的SIM卡/SD卡等智能卡被开发并投入使用。低频磁通信射频装置就是其中的一例。

低频磁通信射频装置可以是具有低频磁通信、射频通信功能的SIM/SD卡等智能卡，也可以是具有低频磁通信、射频通信功能的读卡器，也就是说，低频磁通信射频装置可以被置于SIM/SD卡等智能卡或读卡器中。低频磁通信射频装置包括磁通信模块和射频通信模块，其中磁通信模块还可以进一步包括磁感应电路和磁信息接收电路，射频通信模块还可以进一步包括射频收发电路和射频收发天线。以具有低频磁通信、射频通信功能的SIM/SD卡为例，SIM/SD卡包括卡体及卡体内的集成电路，卡体上设置可与移动通信终端匹配的SIM/SD卡接口，卡体内的集成电路包括中央处理器CPU、与CPU电连接的磁感应电路和磁信息接收电路、与CPU电连接的SIM/SD卡存储器、射频收发电路和接口电路，以及与射频收发模块电连接的射频收发天线。低频磁通信射频装置通过自身的接口电路及卡体上的SIM/SD卡接口与移动通信终端电连接。低频磁通信射频装置不仅能够与移动通信终端通信以实现普通SIM/SD卡的功能，还能够通过磁感应电路及磁信息接收电路、射频收发电路和接口电路与配套的外部处理装置（例如读卡器）进行短距离的通信。短距离通信的过程和内容可以由SIM/SD卡内的中央处理器CPU具体处理。

低频磁通信射频装置多用于移动通信终端，除具备常规SIM/SD卡的所有功能，还可以让移动通信终端具有诸如公交乘车卡、门禁通信卡、信用卡、小额支付卡、考勤卡等智能卡的功能，而且各种智能卡的使用过程中产生的信息能够直接在移动通信终端的屏幕上显示，用户可以通过移动通信终端的键盘来完成各项操作。

当具有低频磁通信射频装置的SIM/SD卡作为公交乘车卡、门禁通信卡、信用卡、小额支付卡、考勤卡等智能卡使用时，为了避免误读卡操作和错读卡操作，安装该智能卡的移动通信终端能够与读卡器进行有效数据传输的距离即进行交易的距离必须控制在一定的安全范围内。

如何最大程度地提高交易距离的可靠性，使得在实际使用过程中诸多移动通信终端在不同的读卡器上刷卡效果保持一致，同时为克服人为增强读卡器发射磁信号的强度而造成实际交易距离变远等引起的误刷、盗刷卡问题，是实现磁通信射频装置的应用中非常重要与迫切的要求。对于置于读卡器中的频磁通信射频装置，同样具有提高交易距离可靠性的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种距离控制方法、装置及系统，提高交易距离的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种距离控制方法，包括：

检测接收到的磁信号的场强值；

将所述场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，所述第一门限值大于或等于所述第二门限值；

根据比较结果确定是否通过射频通道进行数据交换，具体为：若所述场强值小于所述第二门限值，则禁止与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；若所述场强值小于所述第一门限值并且大于所述第二门限值，则允许与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；若所述场强值大于所述第一门限值，则发出报警信号。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在所述检测接收到的磁信号的场强值之前还包括：

设置第一门限值和第二门限值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，设置所述第一门限值等于交易距离区间下限值处的磁信号的场强值,设置所述第二门限值等于交易距离区间上限值处的磁信号的场强值。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种距离控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测接收到的磁信号的场强值；

比较模块，用于将所述场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，所述第一门限值大于或等于所述第二门限值；

控制模块，用于根据比较结果确定是否通过射频通道进行数据交换，所述控制模块包括：第一控制单元，用于在所述场强值小于所述第二门限值时，禁止与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；第二控制单元，用于在所述场强值小于所述第一门限值且大于所述第二门限值时，允许与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；第三控制单元，用于在所述场强值大于所述第一门限值时，发出报警信号。进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述距离控制装置还包括：

设置模块，用于设置第一门限值和第二门限值。

进一步地，上述装置还可具有以下特点，所述第一门限值等于交易距离区间下限值处的磁信号的场强值,所述第二门限值等于交易距离区间上限值处的磁信号的场强值。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种距离控制系统，该系统包括用于发射磁信号的磁信号发射装置和上述任一项所述的距离控制装置。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述磁信号发射装置为读卡器，所述距离控制装置为射频智能卡。

进一步地，上述系统还可具有以下特点，所述磁信号发射装置为射频智能卡，所述距离控制装置为读卡器。

本发明利用两个门限值确定有效刷卡距离范围，使得只有磁信号强度值满足在门限区间内时才允许进行交易，而一旦超过门限区间的上限，就会报警并中断交易，因而提高了交易距离的可靠性，有效地阻止了人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证了用户的刷卡安全，提升了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例中距离控制方法的流程图；

图2为读卡器未受攻击时以及受到攻击时其发射磁场强度随距离衰减的曲线示意图；

图3为本发明应用实例中射频SIM卡的距离控制流程；

图4为本发明实施例中距离控制装置的结构图；

图5为图4中控制模块13的一种结构图；

图6为在实验中使距离控制装置置于不同的移动终端中测得的磁场强度随距离变化的曲线示意图。

具体实施方式

本发明的主要构思是：对接收到的磁信号的场强值（即磁场强度）进行检测，将该场强值与预设的门限值进行比较，然后根据比较结果进行距离控制。

其中，磁信号可以为低频交变磁场信号，低频交变磁场信号的频率可以为100Hz～10KHz。

其中，预设的门限值有两个。当检测到的磁信号的场强值大于该两个门限值中的大值时，实施报警。因为两个门限值中的大值对应最近的交易距离，最近交易距离处是能够检测到的磁信号的场强值的最大值处，如果检测到的磁信号的场强值大于最近交易距离处的磁场强度，则说明磁信号发射装置的发射磁场强度超出了规定值，这会导致实际交易距离变远，从而引起误刷卡，不法分子正是利用这种情况，通过人为增强磁信号发射装置（例如读卡器）发射磁信号的强度来实施盗刷卡。因此，在检测到的磁信号的场强值大于最近交易距离处的磁场强度时进行报警可以有效防止由于磁信号发射装置的发射磁场强度超出规定值而最终导致的误刷卡、盗刷卡问题。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明实施例中距离控制方法的流程图。如图1所示，本实施例中，距离控制方法包括如下步骤：

步骤101，上电初始化；

执行本发明距离控制方法的装置（以下称本装置）可以是具有低频磁通信和射频通信功能的SIM/SD卡等射频智能卡或读卡器，也可以是设置在SIM/SD卡等射频智能卡或读卡器内部的低频磁通信射频装置，对应地，与本装置相匹配的磁信号发射装置可以为读卡器或射频智能卡。执行本发明距离控制方法的装置需要具有磁信号接收和检测的功能。

步骤102，设置门限1；

本步骤中的门限1及步骤103中的门限2可以通过下列方法设置：首先通过实验，测量配套的磁信号发射装置发射的磁信号的场强值，确定磁信号的场强值与距离的对应关系，并建立磁信号的场强值与距离的对应表；然后，根据要求的交易距离，设置最近交易距离处(即交易距离区间下限值处)的磁信号场强值为门限1，设置最远交易距离处(即交易距离区间上限值处)的磁信号场强值为门限2，门限1大于门限2。一般而言，最近交易距离处为磁信号发射装置表面，对应地，门限1等于磁信号发射装置表面的磁信号场强值。

例如，图6为在实验中使距离控制装置置于不同的移动终端中测得的磁场强度随距离变化的曲线示意图。表1为根据图6中数据进行统计计算后得到的磁场强度与距离的对应表。

表1磁场强度与距离的对应表

距离（cm）	磁场强度（dBmV）
		1cm	52
2cm	47
		3cm	40
4cm	36
		5cm	30
6cm	26
		7cm	21

8cm	17
		9cm	11
10cm	8
		14cm	5

门限1和下面的门限2既可以在产品出厂前一次性设置好，也可以通过产品内的专用设置模块进行设置和更改。

步骤103，设置门限2；

设置门限的目的是，参照磁信号场强值与距离的对应关系，通过将检测到的磁信号场强值与预设的门限值进行比较，根据比较结果来判断本装置与磁信号发射装置之间的距离,进而确定是否通过射频通道进行数据交换。

步骤104，探测磁场强度，即检测磁信号的场强值；

在设置好门限值后，在后续整个工作过程中，本装置一直不间断地对磁信号场强值进行检测，以随时掌握磁信号场强值的变化情况。

步骤105，判断磁场强度是否大于门限2，若是则执行步骤106，否则执行步骤104；

当检测到的磁信号场强值小于门限2时，本装置认为当前本装置与磁信号发射装置之间的距离还没有达到有效交易距离范围（或者称为交易距离区间,是指最远交易距离处与最近交易距离处之间的距离区间）内，禁止与磁信号发射装置通过射频通道进行数据交换；本装置不停地进行磁信号场强值检测，当检测到的磁信号场强值大于门限2时，本装置认为当前本装置与磁信号发射装置之间的距离进入了有效交易距离范围，本装置开始接收磁信息，并将磁信息进行存储。

步骤106，收集磁信息；

在本装置检测到的磁信号场强值大于门限2时，本装置认为当前本装置与磁信号发射装置之间的距离进入了有效交易距离范围，本装置开始接收磁信息，并将磁信息进行存储。

步骤107，判断磁场强度是否大于门限1，若是则执行步骤111，否则执行步骤108；

在本装置检测到的磁信号场强值大于门限2且小于门限1时，本装置认为当前没有出现由于磁信号发射装置的发射磁场强度超出规定值而导致实际交易距离变远的问题（也就是说，当前磁信号发射装置的发射磁场强度是正常的），当前本装置与磁信号发射装置之间的实际距离进入了有效交易距离范围，允许启动交易流程。如果本装置检测到的磁信号场强值大于门限1,则本装置认为当前出现了由于磁信号发射装置的发射磁场强度超出规定值而导致实际交易距离变远的情况,立即中断本次交易，并报警,即发出报警信号。

步骤108，提取磁信息；

提取磁信息的目的是从磁信息中获得磁信号发射装置的身份标识等信息，以用于后续射频通信。

步骤109，执行交易，判断交易期间磁场强度是否大于门限2且小于门限1，若是执行步骤110，否则执行步骤111；

交易过程是通过射频通道来完成的，射频通道适于高速的数据传输，通过射频通道进行交易过程中的数据交换有利于提高交易的效率。通过射频通道进行的射频通信是指使用工作在超高频SHF频段、甚高频VHF频段或者特高频UHF频段的信号进行信息交互，例如433MHz、2.4GHz、5GHz等频段。

步骤110，完成交易，结束；

交易期间磁场强度必须满足大于门限2且小于门限1的要求。

步骤111，中断交易，执行步骤104。

中断交易后，根据检测到的磁信号强度值的情况重新判断本装置与磁信号发射装置之间的距离。

从上述的流程可以看出，本发明的距离控制方法利用设置的两个门限值确定允许交易的门限区间（该门限区间可以是以前述的门限1为上限、门限2为下限的闭区间、开区间、半开半闭区间或半闭半开区间），即确定有效刷卡距离范围，使得只有磁信号强度值满足在门限区间内时才允许进行交易，而一旦超过门限区间的上限（即前述的门限1），本装置就会报警并中断交易，有效地提高了交易距离的可靠性，这样就可以有效地阻止人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，从而一定程度上保证了用户的刷卡安全，提升了用户体验。

下面通过一个具体应用实例对本发明距离控制方法的原理进行进一步阐述。

本应用实例中，本装置为射频SIM卡，磁信号发射装置为读卡器。

图2为读卡器未受攻击时以及受到攻击时其发射磁场强度随距离衰减的曲线示意图。如图2所示，假设与射频SIM卡配套的读卡器在未受攻击时发射磁场强度随距离衰减的曲线为曲线1，攻击者通过增大发射功率等方式，使读卡器实际的磁场强度随距离衰减的曲线变成了曲线2,即曲线2为读卡器受到攻击时发射磁场强度随距离衰减的曲线。若要求最远交易距离为4cm，则设置距离读卡器0cm（最近交易距离）处对应的磁信号场强值作为射频SIM卡的门限1，门限1即报警门限，设置距离读卡器4cm处对应的磁信号场强值作为射频SIM卡的门限2，门限2即交易启动的门限。在攻击者的读卡器上，门限1与门限2所对应的交易距离范围为一个很小的区间[31,48]cm。由图2可以看到，此时由于在<31cm的范围内，射频SIM卡检测到的磁信号场强值已经大于门限1，这时射频SIM卡片就会报警并中断交易，此时的报警概率约为31/48=64.5%。

图3为本发明应用实例中射频SIM卡的距离控制流程图。如图3所示，在读卡器受到攻击者通过增大发射功率的方式进行攻击时，射频SIM卡的距离控制流程包括如下步骤：

步骤301，受攻击读卡器发射低频磁信号；

步骤302，射频SIM卡上电初始化；

步骤303，射频SIM卡设置门限1为40dB(A/m)和门限2为28dB(A/m)；

步骤304，射频SIM卡由远及近靠近读卡器时，射频SIM卡不断探测磁场强度，即检测磁信号的场强值，当射频SIM卡距离受攻击读卡器30cm时，射频SIM卡探测到的磁信号场强值为42dB(A/m)；

步骤305，射频SIM卡判断此时磁场强度已经超过门限1，即大于门限1；

步骤306，射频SIM卡报警并终止交易。

从上述应用实例的流程可以看出，本发明的距离控制方法在检测到的磁信号场强值超过最高门限时及时报警并中断交易，阻止了攻击者通过增大读卡器的发射功率达到盗刷卡的目的，保证了用户的刷卡安全。

本发明的距离控制方法利用设置的两个门限值确定有效刷卡距离范围，使得只有磁信号强度值满足在门限区间内时才允许进行交易，而一旦超过门限区间的上限，就会报警并中断交易，提高了交易距离的可靠性，有效地阻止了人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证了用户的刷卡安全，提升了用户体验。

本发明还提出了一种距离控制装置，用以实施上述的距离控制方法。图4为本发明实施例中距离控制装置的结构图。如图4所示,本实施例中,距离控制装置10包括检测模块11、比较模块12和控制模块13，检测模块11、比较模块12和控制模块13顺次相连，其中检测模块11用于检测接收到的磁信号的场强值，该磁信号由磁信号发射装置发射；比较模块12用于将检测模块11检测到的场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，第一门限值大于第二门限值；控制模块13用于根据比较模块12的比较结果进行距离控制。

图5为图4中控制模块13的一种结构图。如图5所示,本实施例中,控制模块13可以进一步包括第一控制单元131、第二控制单元132和第三控制单元133，其中，第一控制单元131用于在检测模块11检测到的场强值处于以第二门限值为上限的区间范围内时，禁止与磁信号发射装置通过射频通道进行数据交换；第二控制单元132用于在检测模块11检测到的场强值处于以第一门限值为上限、以第二门限值为下限的区间范围内时，允许与磁信号发射装置通过射频通道进行数据交换，其中以第一门限值为上限、以第二门限值为下限的区间可以是闭区间、开区间、半开半闭区间或半闭半开区间；第三控制单元133用于在检测模块11检测到的场强值处于以第一门限值为下限的区间范围时报警。

在本发明的其他实施例中，距离控制装置还可以包括设置模块，设置模块用于设置第一门限值和第二门限值。例如，可以通过设置模块设置：第一门限值等于最近交易距离处的磁信号的场强值，第二门限值等于最远交易距离处的磁信号的场强值。当然，距离控制装置可以不包括设置模块，第一门限值和第二门限值可以在距离控制装置出厂前设置好，这时设置的第一门限值和第二门限第一门限值和第二门限值不能够更改。在距离控制装置包括设置模块的情况下，可以更改第一门限值和第二门限值。

距离控制装置可以为射频SIM卡等射频智能卡，也可以为读卡器，此时，距离控制装置置于射频智能卡或读卡器中，作为射频智能卡或读卡器的一个组成部分。实质上，距离控制装置是一个具有磁信号接收、检测功能并利用磁信号发射装置发射的磁信号进行距离控制的装置。距离控制装置与磁信号发射装置是相互匹配的。

本发明的距离控制装置能够实施前述的距离控制方法，因此，它利用设置的两个门限值确定有效刷卡距离范围，使得只有磁信号强度值满足在门限区间内时才允许进行交易，而一旦超过门限区间的上限，就会报警并中断交易，提高了交易距离的可靠性，有效地阻止了人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证了用户的刷卡安全，提升了用户体验。

本发明还提出了一种距离控制系统，该系统包括用于发射磁信号的磁信号发射装置和上述的距离控制装置。其中，磁信号发射装置可以为读卡器，距离控制装置可以为射频智能卡；或者，磁信号发射装置可以为射频智能卡，距离控制装置可以为读卡器。

本发明的距离控制系统能够实施上述的距离控制方法，因此该距离控制系统能够提高交易距离的可靠性，有效地阻止人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证用户的刷卡安全，提升用户体验。

本发明还提出了一种射频智能卡，该射频智能卡具有上述的距离控制装置。因此，该射频智能卡能够提高交易距离的可靠性，有效地阻止人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证用户的刷卡安全，提升用户体验。

本发明还提出了一种读卡器，该读卡器具有上述的距离控制装置。因此，该读卡器能够提高交易距离的可靠性，有效地阻止人为地改造读卡器等磁信号发射装置导致误刷卡和盗刷卡的现象，保证用户的刷卡安全，提升用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种距离控制方法，其特征在于，包括：

检测接收到的磁信号的场强值；

将所述场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，所述第一门限值大于或等于所述第二门限值；

根据比较结果确定是否通过射频通道进行数据交换，具体为：若所述场强值小于所述第二门限值，则禁止与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；若所述场强值小于所述第一门限值并且大于所述第二门限值，则允许与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；若所述场强值大于所述第一门限值，则发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的距离控制方法，其特征在于:

在所述检测接收到的磁信号的场强值之前还包括：

设置第一门限值和第二门限值。

3.根据权利要求2所述的距离控制方法，其特征在于:

设置所述第一门限值等于交易距离区间下限值处的磁信号的场强值,设置所述第二门限值等于交易距离区间上限值处的磁信号的场强值。

4.一种距离控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测接收到的磁信号的场强值；

比较模块，用于将所述场强值与预设的第一门限值和第二门限值进行比较，所述第一门限值大于或等于所述第二门限值；

控制模块，用于根据比较结果确定是否通过射频通道进行数据交换，所述控制模块包括：第一控制单元，用于在所述场强值小于所述第二门限值时，禁止与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；第二控制单元，用于在所述场强值小于所述第一门限值且大于所述第二门限值时，允许与所述磁信号的发射装置通过射频通道进行数据交换；第三控制单元，用于在所述场强值大于所述第一门限值时，发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的距离控制装置，其特征在于:

所述距离控制装置还包括：

设置模块，用于设置第一门限值和第二门限值。

6.根据权利要求5所述的距离控制装置，其特征在于:

所述第一门限值等于交易距离区间下限值处的磁信号的场强值,所述第二门限值等于交易距离区间上限值处的磁信号的场强值。

7.一种距离控制系统，其特征在于，该系统包括用于发射磁信号的磁信号发射装置和权利要求4至6任一项所述的距离控制装置。

8.根据权利要求7所述的距离控制系统，其特征在于:

所述磁信号发射装置为读卡器，所述距离控制装置为射频智能卡。

9.根据权利要求7所述的距离控制系统，其特征在于:

所述磁信号发射装置为射频智能卡，所述距离控制装置为读卡器。

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