CN102426658A - 支持双协议的非接触通讯智能卡 - Google Patents

Abstract

一种无线通信技术领域的支持双协议的非接触通讯智能卡，包括：带有的内置天线线圈的SIM卡基，支持14443协议和7816协议的双界面模块、支持SWP协议和7816协议的SWP安全模块，其中：内置天线线圈与双界面模块相连并传输非接触信息；双界面模块与手机相连接并传输符合7816协议的指令信息；双界面模块与SWP安全模块相连并以7816规范传输外部非接触指令信息；SWP安全模块通过C6引脚与移动终端内的CLF芯片相连接，并发送的符合SWP协议的指令信息。本装置解决了同一张SIM卡分别插入在普通非NFC手机和NFC手机里对目前两种主流非接触式移动支付技术方案无法同时兼备的问题。

Description

支持双协议的非接触通讯智能卡

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的装置，具体是一种支持双协议的非接触通讯智能卡。

背景技术

移动支付，即用户通过移动终端(通常为手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种方式。整个移动支付价值链包括移动运营商、第三方服务商、设备提供方、系统集成商、金融机构、商家以及终端用户。

在移动支付技术方面，目前市场上有两种主流的技术方案：基于13.56M SWP(Single WireProtocol，单线协议)的NFC(Near Field Communication近距离非接触)方案和基于13.56M14443协议的双界面卡，这两种方式都是将射频芯片集成在SIM卡上，通过无线射频信号实现信息传输，区别在于NFC方案将需要改造手机，在手机中增加CLF模块和非接触天线方可投入使用；而双界面方案则自带非接触天线，无需改造手机。

目前13.56M已经明确作为国家移动支付标准频段，可广泛用于金融、交通、社保、政府、市民卡等非接触通信领域，其技术成熟度、安全性已经得到充分证明。双界面卡方案借以不换手机即插即用的先天技术优势已经在多个公交、行业应用领域得到市场的认可，存有较大的用户数量。但是由于制造工艺及产品形态不够稳定，双界面卡方案存在使用不稳定，长期使用易损坏的弊病，并且不能与以后的SWP国际规范相适配，不能实现兼容过渡的目标。而SWP方案由于涉及手机终端改造，使得产业链各方利益较难整合，业务部署周期漫长，目前在国际上还未出现大范围的商用案例。但是SWP方案作为主流的国际标准，目前已经有很多手机厂商明确将会推出基于SWP方案的手机，届时用户需要跟换一张支持SWP协议的SIM卡才能在此类手机上实现手机支付的功能。

因此，如果在移动支付升温时期能够先采用双界面卡方案来发展用户，使业务方迅速发展手机支付用户，以丰富的应用和良好的体验培养用户的移动支付习惯。在SWP方案成为主流时候又能够进行无缝的过渡，则肯定可以大大方便移动支付产业的发展速度。采用双协议集成SIM卡方案就可以很好的解决以上问题：凭借双界面卡广泛应用在公共交通系统、公用收费领域、公用收费系统、金融、证券、社保领域的优势前期圈揽用户，而智能卡上的SWP协议可以预留到终端改造完毕后使用，满足了运营商一卡多协议，不换卡一劳永逸的需求。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN 201311648，公开日2009-09-16，记载了“一种高频双协议无线射频识别复合卡”，该技术包括无线射频识别嵌体层，在所述的无线射频识别嵌体层的两边依次复合上、下卡体层，上、下印刷层和上、下保护层，所述的无线射频识别嵌体层将ISO 14443 TYPE A和ISO 15693两种协议的标签芯片贴合在天线的不同位置。

但是该技术仅仅提升了两种非接触协议的双协议卡的成品率，不仅不支持移动支付的国际规范SWP协议，而且不拥有多协议数据信息分发的处理能力。并且该技术无法适用于手机内部，无法满足移动支付相关需求。

进一步检索发现，中国专利文献号CN101334913，公布日2008-1101，记载了“自适应SIM芯片操作系统接收处理多终端信息的方法”，该技术首先将移动终端的数据通信接口与SIM芯片上的C6引脚相连接；然后移动终端内的NFC模块按照14443无线通讯协议通过非接方式接收外部终端POS机发送的PBOC数据指令；SIM芯片通过双向7816规范数据传输方式或SWP数据传输方式接收数据；在7816数据传输方式中，SIM卡接收到PBOC数据后，进入进场操作，PBOC逻辑处理模块处理PBOC数据指令所对应的圈提交易操作和圈存交易操作，然后进入出场操作并返回至GSM工作模式。在SWP数据传输方式中，SIM芯片通过C6引脚接收数据并执行相关操作，操作结束后SIM芯片处于GSM工作模式；两种传输方式互补而相互独立，可兼容各类移动终端和SIM芯片硬件层面。

但是在该技术中，只是在除了SWP国际规范意外，该技术又提供了一种7816规范的通信方法。不论使用其所描述的任何方法，都需要手机进行改造，因此无法实现移动支付快速发展，平滑过渡的要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种支持双协议的非接触通讯智能卡，应用于移动支付业务中不同协议数据信息的传输，解决了同一张SIM卡分别插入在普通非NFC手机和NFC手机里对目前两种主流非接触式移动支付技术方案无法同时兼备的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：带有的内置天线线圈的SIM卡基，支持14443协议和7816协议的双界面模块、支持SWP协议和7816协议的SWP安全模块，其中：内置天线线圈与双界面模块相连并传输非接触信息；双界面模块与手机相连接并传输符合7816协议的指令信息；双界面模块与SWP安全模块相连并以7816规范传输外部非接触指令信息；SWP安全模块通过C6引脚与移动终端内的CLF芯片相连接，并发送的符合SWP协议的指令信息。

所述的双界面模块包括：双界面指令单元、分发单元和双界面应用单元，其中：双界面指令单元选择性地通过7816协议与手机相连接或通过内置天线与外部非接触读写设备以14443协议相连接，将来自手机的以7816协议发送的标准指令或将来自外部非接触读写设备的指令完整转发至分发单元进行逻辑判断和分发处理，分发单元对收到的指令进行逻辑判断并得到指令类型，同时根据指令类型和指令接口对收到的指令进行缓存和防冲突控制，并按照预先编程设定的优先顺序分发至双界面应用单元或SWP安全模块，双界面应用单元内置预编程的应用处理逻辑并对来自分发单元的指令进行处理和响应。

所述的应用单元包括：指令处理子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

所述的SWP安全模块包括：安全通信单元和安全应用单元，其中：安全通信单元的输入端分别与双界面模块和SIM卡的C6引脚相连且输出端与安全应用单元相连，同时通过7816协议与双界面模块连接并将双界面模块以7816协议发送的标准指令完整转发至安全应用单元并通过SIM卡C6引脚与手机CLF芯片相连接并将CLF芯片以SWP协议发送的指令完整转发至安全应用单元，安全应用单元内置预编程的应用处理逻辑并对来自安全通信单元的指令进行处理和响应。

所述的安全应用单元包括：安全应用子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

本发明具体工作过程包括以下两个部分：

A.在双界面模块中：

第一步、接收数据格式判断，具体步骤包括：

1.1双界面指令单元通过C7引脚与手机相连接，在手机开机后接收手机通过7816协议发送的指令

1.2双界面指令单元与内置天线相连接，当内置天线进入到非接触环境时，接收符合14443协议的指令。

1.3双界面指令单元将上述收到的指令交给分发单元。

第二步、数据处理，针对第一步得到的两种数据格式，分别进行以下处理：

2.1分发单元根据指令中的指令类型，指令索引等信息进行判断。根据预先编程设点的分发逻辑，将不同的指令分发给双界面应用单元，或分发给SWP安全模块进行处理。

2.2如果指令分发给双界面应用单元，分发单元会等待应用单元的响应，并将响应再回复给双界面模块的指令通信单元。

2.3如果指令分发给SWP安全模块，分发单元会将指令转换成为符合7816规范的格式，并通过与SWP安全模块相连接的接口发送给SWP安全模块，等待SWP安全模块的响应。并将响应再回复给双界面模块的指令通信单元。

第三步、针对上述的数据处理结果，进行以下操作：

3.1双界面指令单元会依据接收本条指令时使用的接口对外进行响应。如果本条指令是从C7引脚收到的符合7816规范的指令，双界面模块中的通信单元会以7816格式向手机发送响应。如果本条指令是从内置天线受到的符合14443规范的指令，双界面模块中的通信单元会以14443格式向外部设备发送响应。

B.在SWP安全模块中：

第一步、接收数据格式判断，具体步骤包括：

1.1安全通信单元从分发单元接收到符合7816协议的指令。

1.2安全通信单元可以通过C6引脚，接收手机CLF芯片发送的符合SWP协议的指令。

第二步、数据处理，针对第一步得到的两种数据格式，进行以下处理：

2.1安全应用单元根据预先编程的应用对指令进行处理，并返回处理结果。

第三步、针对上述的数据处理结果，进行以下操作：

3.1安全通信单元会依据接收本条指令时使用的接口对外进行响应。如果本条指令是从双界面模块收到的符合7816规范的指令，SWP安全模块中的通信单元会以7816格式向双界面模块发送响应。如果本条指令是从C6引脚接收到的符合SWP规范的指令，SWP安全模块中的通信单元会以SWP格式向手机CLF芯片发送响应。

与现有技术相比，本发明的优点在于：作为一种拥有多协议数据信息分发处理能力的非接触式通讯SIM卡，通过分发单元对不同协议下的数据信息进行识别和分发，实现与两种协议非接触通信设备的无缝连接。

利用本发明可以在一张卡上同时部署SWP方案和双界面卡方案，适用于不同场景。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为双界面模块和SWP安全模块内部单元连接示意图；

图3为插入任意手机中，双协议智能卡与移动通讯芯片连接及数据流程示意图；

图4为插入普通手机中，双协议智能卡与非接读卡设备连接及数据流程示意图；

图5为插入NFC手机中，双协议智能卡与手机CLF芯片连接及数据流程示意图；

图6为多个通信接口同时工作时，双协议智能卡内部的数据处理流程示意图；

图中：智能卡1、双界面模块2、SWP安全模块3、双界面模块与SWP安全模块的模块通信接口4、智能卡上的内置天线线圈5、与C6引脚相连接的支持SWP协议的通信接口6、与C7引脚相连接的支持7816协议的通信接口7。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本实施例包括：带有的内置天线线圈5的SIM卡基1，支持14443协议和7816协议的双界面模块2、支持SWP协议和7816协议的SWP安全模块3，其中：内置天线线圈5与双界面模块2相连并传输非接触信息；双界面模块2与手机相连接并传输符合7816协议的指令信息；双界面模块2与SWP安全模块3相连并以7816规范传输外部非接触指令信息；SWP安全模块3通过C6引脚与移动终端内的CLF芯片相连接，并发送的符合SWP协议的指令信息。

如图2所示，所述的双界面模块2包括：双界面指令单元8、分发单元9和双界面应用单元10，其中：双界面指令单元8选择性地通过7816协议与手机相连接或通过内置天线与外部非接触读写设备以14443协议相连接，将来自手机的以7816协议发送的标准指令或将来自外部非接触读写设备的指令完整转发至分发单元9进行逻辑判断和分发处理，分发单元9对收到的指令进行逻辑判断并得到指令类型，同时根据指令类型和指令接口对收到的指令进行缓存和防冲突控制，并按照预先编程设定的优先顺序分发至双界面应用单元10或SWP安全模块3，双界面应用单元10内置预编程的应用处理逻辑并对来自分发单元9的指令进行处理和响应。

所述的应用单元包括：指令处理子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

所述的SWP安全模块3包括：安全通信单元11和安全应用单元12，其中：安全通信单元11的输入端分别与双界面模块2和SIM卡的C6引脚相连且输出端与安全应用单元12相连，同时通过7816协议与双界面模块2连接并将双界面模块2以7816协议发送的标准指令完整转发至安全应用单元12并通过SIM卡C6引脚与手机CLF芯片相连接并将CLF芯片以SWP协议发送的指令完整转发至安全应用单元12，安全应用单元12内置预编程的应用处理逻辑并对来自安全通信单元11的指令进行处理和响应。

所述的安全应用单元12包括：安全应用子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

如图3，本实施例具体使用时，当本装置非接触智能SIM卡插入任意手机时，然后进行通讯时，数据信息处理步骤如下：

步骤①，移动终端中的通讯芯片通过智能卡的7816通信接口7，发送的符合7816协议的指令传输给本装置非接智能SIM卡中的双界面模块2中的指令通信单元8；

步骤②，本装置非接智能SIM卡内的双界面模块2中指令通信单元8将指令交给分发单元9，分发单元9对来自通讯芯片中指令进行判断和分发处理，对需要双界面模块2中的应用单元10处理的7816指令传输给应用单元10，对需要SWP模块3处理的7816指令传输给SWP模块3；

步骤③④，若7816指令被分发给双界面模块2中的应用单元10，应用单元10对7816指令进行处理，然后把处理结果返回给双界面模块2中的分发单元9；若7816指令分发给SWP模块3，SWP模块3对7816指令进行处理，然后把处理结果返回给双界面模块2中的分发单元9；

步骤⑤⑥，最后，双界面模块2中的分发单元9把指令传输给指令通信单元8，指令通信单元8把双界面模块2中的应用单元10的处理结果或SWP模块3的处理结果通过7816通信接口7返回给移动终端的通讯芯片。

如图4，本实施例具体使用时，当本装置非接智能SIM卡插入普通非NFC手机时，使用内置天线5与非接触读卡设备通信时，数据信息处理步骤如下：

步骤①，非接读卡设备与设置于智能卡1内的内置天线线圈5通过无线电波或电磁场感应方式产生无线射频信号；

步骤②，内置天线线圈5把符合14443协议的指令传输给本装置非接智能SIM卡中的双界面模块2；

步骤③，本装置非接智能SIM卡中的双界面模块2中的分发单元9对来自非接读卡设备的指令进行分发处理，对需要双界面模块2中的应用单元10处理的指令传输给双界面模块2中的应用单元10，对需要SWP模块3处理的指令传输给SWP模块3；

步骤④，若指令被分发给双界面模块2中的应用单元10，应用单元10对指令进行处理，然后把处理结果返回给双界面模块2中的分发单元9；若指令分发给SWP模块3，SWP模块3对指令进行处理，然后把处理结果返回给双界面模块2中的分发单元9；

步骤⑤⑥，最后，双界面模块2中的分发单元9把指令传输给指令通信单元8，指令通信单元8把双界面模块2中的应用单元10的处理结果或SWP模块3的处理结果通过内置天线5返回给非接触读卡设备。

如图5，本实施例具体使用时，当本装置非接智能SIM卡插入NFC手机时，然后用手机与非接触读卡设备通信，数据信息处理步骤如下：

步骤①，移动终端内的CLF芯片通过SWP通信接口6，将非接触读卡设备的指令以SWP协议，通过SWP通信接口6传输给SWP安全模块3中的指令通信单元11；

步骤②③，SWP安全模块3中的指令通信单元11将指令转发给应用单元12进行处理；应用单元12以预制在应用逻辑对指令进行处理后，将处理响应发回给指令通信单元11。

步骤④，然后SWP安全模块3内的指令通信单元11将处理结果以通过SWP通信接口6传输给手机中的CLF芯片。由手机与非接触读卡设备通信。

如图6，本实施例具体使用时，当本装置非接智能SIM卡同时接收到来自内置天线5、7816通信接口7和SWP通信接口6的通信指令时，数据信息处理逻辑如下：

步骤①，移动终端中的通讯芯片通过智能卡的7816通信接口7，发送的符合7816协议的指令传输给本装置非接智能SIM卡中的双界面模块2中的指令通信单元8；同时非接读卡设备与设置于智能卡1内的内置天线线圈5通过无线电波或电磁场感应方式产生无线射频信号；同时移动终端内的CLF芯片通过SWP通信接口6，将非接触读卡设备的指令以SWP协议，通过SWP通信接口6传输给SWP安全模块3中的指令通信单元11；这些指令会由指令通信单元8和指令通信单元11分别进行缓存。

步骤②，双界面模块2中的指令通信单元8接收到的指令会交给分发单元9进行处理。分发单元9会根据预先编程决定的防冲突逻辑将接收到的指令进行排序，将优先级高的指令首先分发。

步骤③，SWP安全模块3中的指令通信单元11通过模块通信接口4接收到来自分发单元9和SWP通信接口6的指令，会分别进行缓存，并更具预先编程的防冲突逻辑进行排序，将优先级高的指令转发给应用单元12进行处理。

Claims (5)

1.一种支持双协议的非接触通讯智能卡，其特征在于，包括：带有的内置天线线圈的SIM卡基，支持14443协议和7816协议的双界面模块、支持SWP协议和7816协议的SWP安全模块，其中：内置天线线圈与双界面模块相连并传输非接触信息；双界面模块与手机相连接并传输符合7816协议的指令信息；双界面模块与SWP安全模块相连并以7816规范传输外部非接触指令信息；SWP安全模块通过C6引脚与移动终端内的CLF芯片相连接，并发送的符合SWP协议的指令信息。

2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述的双界面模块包括：双界面指令单元、分发单元和双界面应用单元，其中：双界面指令单元选择性地通过7816协议与手机相连接或通过内置天线与外部非接触读写设备以14443协议相连接，将来自手机的以7816协议发送的标准指令或将来自外部非接触读写设备的指令完整转发至分发单元进行逻辑判断和分发处理，分发单元对收到的指令进行逻辑判断并得到指令类型，同时根据指令类型和指令接口对收到的指令进行缓存和防冲突控制，并按照预先编程设定的优先顺序分发至双界面应用单元或SWP安全模块，双界面应用单元内置预编程的应用处理逻辑并对来自分发单元的指令进行处理和响应。

3.根据权利要求2所述的智能卡，其特征是，所述的应用单元包括：指令处理子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

4.根据权利要求1所述的智能卡，其特征是，所述的SWP安全模块包括：安全通信单元和安全应用单元，其中：安全通信单元的输入端分别与双界面模块和SIM卡的C6引脚相连且输出端与安全应用单元相连，同时通过7816协议与双界面模块连接并将双界面模块以7816协议发送的标准指令完整转发至安全应用单元并通过SIM卡C6引脚与手机CLF芯片相连接并将CLF芯片以SWP协议发送的指令完整转发至安全应用单元，安全应用单元内置预编程的应用处理逻辑并对来自安全通信单元的指令进行处理和响应。

5.根据权利要求4所述的智能卡，其特征是，所述的安全应用单元包括：安全应用子单元、内存子单元和内置应用处理逻辑的可编程存储器子单元。

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