CN102622688A - 基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动近场支付技术，特别是基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，通过电池不同的供电方式使得天线贴片可在不同情况实现移动终端的“主动”、“被动”及“标签”三种通信模式，并通过移动终端电源线，或无线链接，或LED光耦链接，实现天线系统与集成在终端SIM/SD卡上芯片的内部通信，以使近场支付业务关联运营商；该系统可很好地解决13.56Mhz系统的种种弊病，在用户不须更换移动终端的情况下，使近场支付业务普遍适合包括金属后盖及有电池遮挡的大小不同、款式各异的各类移动终端，还能实现在终端上同时融合银行、电信等诸多运营商的支付业务，可大大推动移动近场支付业务发展。

Description

基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统

技术领域

    本发明涉及移动终端近场支付技术，特别是基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统。

背景技术

近年来随着移动电子商务的不断深入，移动终端（包括移动终端）近场支付呼声高涨、市场日趋成熟。国内主要以2.4Ghz频率的RF_（U）SIM技术及13.56Mhz频率的SIMpass（双界面SIM卡）技术为代表，但由于其种种的不足限制了业务的发展。如2.4G的RF_（U）SIM由于与国际通行的13.56Mhz频率不一致，致使其在POS机的投放上投资非常巨大，另外在移动终端没电时便不能刷卡；而13.56M的SIMpass（含全卡SC）系统由于信号不能穿透金属后盖、电池以及对移动终端尺寸的苛刻要求，或须更换为NFC-SWP移动终端等缺陷大大地制约了进一步的推广。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了基于13.56Mhz通用贴片天线并防屏蔽移动支付系统，该系统可以很好地解决13.56M系统的种种弊病，在用户不须更换移动终端的情况下，使近场支付业务不仅普遍适合包括金属后盖及有电池遮挡的大小不一、款式各异的各类移动终端，还能实现移动终端的“主动”、“被动”及“标签”三种通信模式，同时还能在移动终端移动终端上还能融合包括银行、电信等诸多运营商的支付业务，可以大大推动移动近场支付业务的发展。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一种实施方案（即无源系统）：

基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，其特征在于：包括贴于电池上的通用的天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；所述支付、安全及通信芯片1通过天线耦合线圈耦合读卡器的电磁能量获得电源，该系统为无源系统。

根据“楞次定律”，磁通量Ψ=N×B×S，N为线圈匝数，为增加电池边壁线圈磁场感应量，并考虑到线圈电感对谐振电容制作难易度的影响，可在电池边壁线圈单面密绕多匝线圈或双面印绕多匝线圈以增大天线磁场感应量强度。

本发明的第二种实施方案（即有源系统）：

基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，其特征在于：包括贴于电池上通用的天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；其中，所述天线贴片的一个端面上集成3-5个电极耙，每个电极耙都设置有与之对应的两块电极触片，出厂时电极耙固定在天线贴片上，每个电极耙的一端均连接至支付、安全及通信芯片，每个电极耙的另一端通过两根细软圆线分别与该电极耙对应的两块电极触片连接；或者，所述天线贴片上集成两根细软圆线作为天线贴片的电源线，所述细软圆线的一端均连接天线贴片的支付、安全及通信芯片，另一端分别连接两块电极触片，所述两根细软圆线从支付、安全及通信芯片的位置开始沿天线耦合线圈走线，并以储线方式来回地弯绕多圈以增加长连线长度，该细软圆线的末端布放在天线贴片边角处，所述两块电极触片与电池电极槽的正负极触点接触，当其用于大尺寸电池时便有足够长的细软圆线从天线贴片的该边角处牵拉出来，便于电极触片能对准及嵌入电池电极槽，并同时将天线贴片该边沿多余的细软连线弯绕在天线贴片该边预留的空处；当移动终端的电池极柱在其他端时，只需将所述两根细软圆线绕过一定角度（当在对称端面时，则可以绕过180°）便可以嵌入电池电极槽；所述电极触片用于与电池电极槽正负电极触点接触而使天线贴片获得电源，所述支付、安全及通信芯片通过该电极触片与移动终端连接，使天线贴片的支付、安全及通信芯片与移动终端的系统通信，本系统为有源系统。

电极触片的长度略长于电池边壁，电极触片的一端可以固定贴于靠近电池边壁的边沿上，然后缠绕过电池该边壁将另一端粘贴于电池的另一面，这既固定了电极触片，又便于该面有电极触点的电池。当贴好的电极触片在电池插入移动终端时，利用移动终端的弹簧电极顶针将该两块电极触片很好地顶压在电池电极槽内，由此，该两块电极触片既与移动终端连通，又与天线贴片相连（对于多余的电极触片可以扯掉或剪断），这样电极耙、电极触片就可以利用电池为天线贴片系统提供电源。另一方面，利用细软圆线的弯绕特性便于电极触片在寻找电池电极槽槽位时能够左右移动位置，同一电极耙的两块电极触片可同极性也可不同极性。

根据第二种实施方案，可以进一步设计为条件有源系统：

所述天线贴片集成有电感耦合模块和条件有源模块两路供电模块，电感耦合模块由天线耦合线圈感应电源，条件有源模块由移动终端电池供电；所述电感耦合供电模块包括并联有电容的天线耦合线圈、整流二极管、隔离二极管VD、RC滤波组件及稳压器，在移动终端没电时，由天线耦合线圈耦合的读卡器信号经整流二极管整堆流后，通过隔离管二极管VD进行隔离、RC组件滤波、稳压器稳压后为支付、安全及通信芯片供电；所述条件有源模块包括开关管G1、开关管G2、回路导通开关管K1、回路导通开关管K2、RC滤波组件、稳压器和支付、安全及通信芯片，开关管G1、开关管G2的一端均与电池正极连接，开关管G1、开关管G2的另一端经隔离二极管VD与支付、安全及通信芯片连接；在移动终端刷卡时，由于开关管G1、开关管G2在天线耦合读卡器信号的正负半周轮流导通，因此电池通过开关管G1、开关管G2为支付、安全及通信芯片供电，此时，电感耦合供电模块耦合的电压也为支付、安全及通信芯片供电，两路电源在RC滤波组件处合为一路，条件有源模块和电感耦合模块通过隔离管二极管VD隔离。

同时，需要在移动终端上设置“主动模式、被动模式和标签模式”三种通信模式，其中，移动终端工作于“主动模式”时作为读卡器，天线贴片从移动终端的电池获取电源，当移动终端工作于“被动模式”或“标签模式”时，仅移动终端刷卡时，电池才为天线贴片辅助供电，即条件有源系统，同时还具备掉电刷卡功能。

所述天线贴片的电源启动原理：由外部信号在天线耦合线圈中直接感应出电压来启动供电模块，刷卡时，天线贴片捕获读卡器发出的13.56Mhz频率信号并谐振于该频点上，13.56Mhz信号正半周电压使低阀值电压的开关管G1导通、开关管G2截止，于是移动终端电源通过导通的开关管G1经滤波、稳压后给支付、安全及通信芯片提供电源；13.56Mhz信号负半周电压使开关管G1截止、开关管G2导通，移动终端的电池又通过导通的开关管G2经滤波、稳压后给支付、安全及通信芯片提供电源，如此循环；没有刷卡时，开关管G1、开关管G2均截止，由此，供电模块仅在刷卡时移动终端的电池方对支付系统供电；所述开关管G2、开关管G1均为MOS管，分别由开关管K1、开关管K2在开关管G2、开关管G1导通时提供回路通道；

所述供电模块的掉电刷卡工作流程：

当移动终端电池供电时，电池电压通过开关管G并经滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片供电；当电池没电时，由天线耦合线圈直接耦合读卡器信号并经整流、滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片供电，隔离二极管VD是防止感应电压经整流后从开关管K1、K2上泄掉；当移动终端电池没电时，由于天线贴片不能获取运营商关联数据，因此刷卡的种类、次数受限。

在上述两种实施方案中，为避免因天线耦合信号过弱致使系统工作不稳定，可对耦合的信号进行放大。即所述支付、安全及通信芯片集成有用于13.56Mhz的两个放大器，分别是接收信号放大器和正反馈谐振放大器；接收信号放大器用于放大天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号；正反馈谐振放大器用于放大向读卡器返回的应答信号，接收信号放大器与正反馈谐振放大器共用所述的天线耦合线圈，天线耦合线圈既用于信号的接收又用于信号的发射；接收信号放大器和正反馈谐振放大器分时工作，即，在信号接收阶段，接收信号放大器对天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号进行放大，此时正反馈谐振放大器不工作，但在信号应答阶段，正反馈谐振放大器对返回给读卡器的调制信号进行放大、应答，而接收信号放大器却停止工作；所述天线耦合线圈为谐振L/C线圈，作为正反馈谐振放大器的谐振负载；

所述正反馈谐振放大器的工作流程如下：

A、13.56Mhz信号接收阶段：在天线贴片的天线耦合线圈耦合读卡器信号阶段，由于还没进入信号的编码、调制应答阶段，因此支付、安全及通信芯片的“编码使能”电平为“0”，开关管K1截止，正反馈谐振放大器A2掉电停止工作，而接收信号放大器A1在开关管K2作用下得电并对13.56Mhz来波信号放大；

B、天线贴片向读卡器应答阶段，支付、安全及通信芯片的“编码使能”电平恒为“1”，信号经支付、安全及通信芯片曼切斯特或密勒编码后：①若“调制脉冲”为“1”，则异或门1输出逻辑电平“0”，开关管K1断开、正反馈谐振放大器A2失电停止工作，13.56Mhz信号没有在正反馈谐振放大器A2中放大，另一方面，谐振天线L/C线圈在高电平“调制脉冲”下被“负载调制管”短接，谐振天线L/C线圈失谐、Q值下降，对读卡器影响最小，读卡器判定该次返回的应答信号为“1”；②若“调制脉冲”为“0”，则异或门1输出逻辑电平“1”，开关管K1导通、正反馈谐振放大器A2得电工作，谐振L/C线圈中的13.56Mhz信号在正反馈谐振放大器A2中被放大，由于“调制脉冲”为“0”，使“负载调制管”截止，因此谐振L/C线圈不被短接、处于自然谐振状态，由于返回的信号在正反馈谐振放大器A2被放大，因此谐振L/C线圈与读卡器的互感增强，对读卡器的反射阻抗最大，读卡器判定该次返回的编码为“0”，此情况下，接收信号放大器A1因开关管K2截止而停止工作；

同时，所述支付、安全及通信芯片通过对编程电阻器阻值的增、减来自动调节正反馈谐振放大器的增益，以使刷卡距离符合规范要求，在校准距离后将电阻编码值存于支付、安全及通信芯片；

所述谐振L/C线圈上，谐振线圈L与电容C串联，电容C是为防止正反馈谐振放大器A2的杂散电容。

上述两种实施方案中，所述天线贴片上均集成有用于13.56M耦合信号的整流器件，因此方案二、三中的电极触片的正负极位置不影响芯片电源系统。由于所述电极触片在电池边壁上的左右位置随意可调，同时天线贴片在电池上还可以整体水平挪动，因此，设置有电极触片的天线贴片可普适大小各异、厚薄不同的各种移动终端，也包括各种移动终端。

根据天线耦合线圈在天线贴片上圈绕方式的不同，包括有：天线耦合线圈完全横穿电池表面及电池边壁的方式印制于天线贴片上，或者天线耦合线圈完全横穿电池表面并环绕电池边壁圈绕的方式印制于天线贴片上，天线贴片与电池合为一体。

当贴于电池边壁的天线贴片部分比贴于电池表面的天线贴片部分长时，由于其线圈的面积多出一截，因此耦合效果更佳。但当其用于小尺寸移动终端时，该长出的天线贴片部分可折贴到电池无极柱的电池边壁，若该面有电池极柱，则将天线贴片旋转180°后在其对面的边壁粘贴。

为适应各种尺寸的移动终端，将天线贴片集成在于大尺寸且两面均有高导磁率吸波材料的薄软基片上，所述吸波片的薄软基片由若干可撕剪的网格组成，可以沿网格撕剪，制作吸波片时将高导磁粉喷射在其两面，由于网格化的吸波片以大移动终端电池为基准制备，因此使用时可以根据电池的大小按需撕剪以适应不同尺寸的电池。对于大尺寸移动终端，由于本天线贴片尺寸小于其尺寸，因此完全可以合身粘合；而对于小尺寸移动终端，则可以调整（或剪切）天线贴片吸波片的尺寸。

当系统为有源系统时，为防止天线贴片因向电池取电而影响移动终端的阻抗匹配，因此可以在天线贴片上集成匹配电阻。

对于上述两种实施方案的结构形式，所述系统的内部数据通信方式利用移动终端自身的电源线进行内部通信，以使支付业务关联运营商，天线贴片的支付、安全及通信芯片与SIM/SD卡上集成的芯片进行通信，自动完成内部数据的交互，每次刷卡或交易时，天线贴片的支付、安全及通信芯片均向SIM/SD卡的芯片索要运营商标识或国际移动用户识别码数据（IMSI），在规定时间内等待SIM/SD卡回传数据，并判断其属性，若是本运营商用户则允许交易，否则不允许交易，国际移动用户识别码（IMSI）也用于绑定用户的银行帐号；若天线贴片的支付、安全及通信芯片在规定时限内没有收到回传数据，则以最近存储的关联数据交易；其中根据市场发展的不同阶段，本系统具有不更换移动终端方案和采用定制移动终端的方案两种方案应对不同阶段；

A、不更换移动终端方案的通信流程如下：集成在天线贴片上的支付、安全及通信芯片集成有支付功能、安全及通信功能，当天线贴片安装完毕、电池插入移动终端时，利用电池及移动终端电源线传输内部关联数据，采用抗干扰的“直接序列扩频”（DSSS）技术，即将天线贴片及SIM/SD卡芯片2处的电源线回路上分别串接有一采样电阻，通过采样电阻上馈以经过扩频调载波调制（BFSK频移键控或BPSK相移键控）的信号在移动终端电源线上传输，支付、安全及通信芯片与SIM/SD卡上集成的芯片分别对两个采样电阻上的电流、电压的变化进行采样、滤波、解调、解扩及判别，完成芯片间内部数据的交互；为实现该功能，将与电池接触的电极触片的端面用绝缘膜隔离成两半，其中一半连接天线贴片的支付、安全及通信芯片及移动终端电极顶针，另一半则与电池电极接触；

当移动终端加电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片和SIM/SD卡的芯片之间的内部通信流程以获取运营商或用户关联数据：

①当天线贴片装贴完毕且电池插入移动终端的时候，SIM/SD卡的芯片获得电源，为保证电源线上电流的稳定、保障内部数据的准确，此时SIM/SD卡的芯片通过长闭开关管K1断开SIM/SD卡与移动终端的I/O连线，并由SIM/SD卡的芯片的存储器将移动终端发往SIM/SD卡的开机指令暂存；

②电池插入移动终端的同时也对启动电容充电，启动电阻上的电压使天线贴片上的支付、安全及通信芯片获得电源并通过天线贴片上的采样电阻向SIM/SD卡的芯片发送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，天线贴片上的采样电阻上电压、电流的变化通过电池电极及电源线传到SIM/SD卡的采样电阻，SIM/SD卡的芯片对SIM/SD卡上的采样电阻的电量变化作采样、解扩、滤波、解调及解析；在SIM/SD卡的芯片回送数据阶段，为减少对移动终端电源系统的影响，SIM/SD卡的芯片模拟SIM/SD卡工作状况、电气参数，通过开关管K2将自身负载调低，然后通过电源线及电池触点向天线贴片上的采样电阻1回送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，于是天线贴片上的支付、安全及通信芯片便从SIM/SD卡的芯片处获取运营商或用户的关联数据；

③天线贴片上的支付、安全及通信芯片通过对天线贴片上的采样电阻的电量变化信号进行采样并滤波、解扩、解调、解析，若数据校验正确，则通知SIM/SD卡的芯片结束通信；由此天线贴片上的支付、安全及通信芯片便与SIM/SD卡的芯片完成内部通信；

④SIM/SD卡的芯片经由电源线通过SIM/SD卡上的采样电阻收到天线贴片上的支付、安全及通信芯片的拆线信号，便恢复长闭开关管K1状态使SIM/SD卡I/O线畅通，并向SIM/SD卡转发其存储器暂存的移动终端指令；

⑤移动终端完成开机流程后约几分钟，启动电容充电电压上升使启动电阻掉电，天线贴片上的支付、安全及通信芯片停止工作以节省电源；

通过上述过程，在电池插入移动终端时便完成支付、安全及通信芯片、SIM/SD卡的芯片的内部通信以获取运营商或用户关联数据；

当移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片和SIM/SD卡的芯片之间的内部通信流程以获取运营商或用户关联数据：

为使支付业务关联本运营商，防止人为地天线贴片电极触片与电池的连接软线撕断，在移动终端刷卡、天线贴片上的支付、安全及通信芯片获得电源的同时，通过天线贴片上的采样电阻经电池触点及其电源线向SIM/SD卡的芯片索取运营商或用户的关联数据，天线贴片上的支付、安全及通信芯片对如下三种情况进行研判：

①天线贴片上的采样电阻没有信号电平：

此情况可能是移动终端电池没电或者天线贴片与电池的连接软线（就是前面说的细圆线，可以任意弯绕的）被人为撕断，由于电池插入移动终端时天线贴片上的支付、安全及通信芯片已从SIM/SD卡的芯片处获取了关联数据，因此不论是掉电或是连接软线已断，天线贴片上的支付、安全及通信芯片均按最近存储记录中的运营商或用户标识进行交易，但交易的累计次数受限；当电池有电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片与SIM/SD卡的芯片重新建立通信，则用于累计交易次数的累加器清零；

②天线贴片上的采样电阻有信号电平，但内部通信受干扰：

若天线贴片上的支付、安全及通信芯片、SIM/SD卡的芯片内部通信不成功，即在规定时限没收到SIM/SD卡的芯片回送数据或支付、安全及通信芯片对回送的数据多次校验出错，则所述移动支付系统按最近存储记录中的运营商或用户标识进行交易； 

③天线贴片上的采样电阻有信号电平，内部通信无干扰：

此时由于移动终端没有通信事件，因此移动终端电源线上的电流很平稳，天线贴片上的支付、安全及通信芯片从SIM/SD卡的芯片获得的最新运营商或用户标识进行交易；

B、采用定制移动终端的方案：此情况下，是将通用天线贴片支付、安全芯片集成在SIM/SD卡的芯片内，天线贴片上只保留通信芯片，并通过电池电极触点及移动终端电源线传输通信芯片与SIM/SD卡的芯片间的内部数据，在天线贴片上的通信芯片及SIM/SD卡的芯片的串/并I/O通信口物理上设置一根单工或两根双工数据线，该一根单工或两根双工数据线通过在电池任一壁面增设一或两个电极触片即可，同时在天线贴片上的通信芯片、SIM/SD卡的芯片之间再增设一根天线感应电源线，以便在电池没电时天线贴片上的通信芯片与SIM/SD卡的芯片间仍能完成内部通信以获取运营商或用户标识，并在电池边壁上增设相应的连接电极，当电池插入移动终端时便连接上，或在电池及移动终端上加装可拔插的电极凹凸弹簧片插座或插针，便于电池上的天线贴片与SIM/SD卡引出该数据及电源线的连接。

对于上述三种方案的结构形式，本系统的芯片间的内部通信方式还可以采用无线链接方式，无线链接方式包括：射频或基带链接，芯片之间通过用射频RF或基带链接进行内部通信。

对于上述三种方案的结构形式，本系统的芯片间的内部通信方式或者还可以采用LED（Light Emitting Diode）光耦链接，在通用天线贴片及SIM/SD卡的芯片上均设置有LED光电管，天线贴片上的支付、安全及通信芯片和SIM/SD卡的芯片之间通过LED光电管光耦链接完成内部通信以获取运营商或用户关联数据，可利用红外线、紫外线或可见光等相应的光谱进行通信，传输数据率可达数Mbit/s，为增大调制光发射距离，通过减小LED光电管脉冲信号占空比。

天线贴片上的光电通信模块与SIM/SD卡的芯片的模块类似，天线贴片上的支付、安全及通信芯片通过天线贴片耦合获得电源或如前所述的方法从移动终端电池获取电源。

当采用LED光耦链接时，有如下结构：

1、将LED集成在SIM/SD卡上：由于SIM/SD卡在移动终端的上下左右位置不定，为了保证光电管光通量，同时兼顾各类型的移动终端的应用（特别是卡在电池下面），在SIM/SD卡上下左右四个方向分别集成四套LED光电管，LED作为收发管。考虑到SIM卡卡槽的空间甚小，LED管集成时应不超过SIM/SD卡卡平面以便于在其卡槽的拔插，光通信主要通过光线在移动终端内的反射进行。

2、为克服因避开电池极柱需将天线贴片旋转180°反而使光电管LED射光方向背向SIM/SD卡的缺点，在所述的通用天线贴片上也集成一套LED光电管，LED光电管作为收发管，所述LED光电管与支付、安全及通信芯片的光耦连线采用圆导线与扁平线混合连线而并非单纯的扁平线，并以弯曲或弯折圆导线与天线贴片上的支付、安全及通信芯片连接，因此光电管LED可以很容易地在与天线贴片平行平面上平绕180°或其垂直平面上翻转180°，从而使LED光线射向SIM/SD卡；或者，所述LED光电管与天线贴片的支付、安全及通信芯片的光耦连线采用细软圆线与扁平线连接形成混合连线，所述混合连线的中间部分为扁平线，混合连线的一端连接天线贴片的支付、安全及通信芯片，另一端连接LED光电收发管，混合连线的细软圆线以弯绕的储线方式在天线耦合线圈旁边走线，当其用于大尺寸电池时便有足够长的细软圆线从天线贴片的该边角处牵出，以使LED光线射向SIM/SD卡，对于多余的细软连线可以圈绕在天线贴片该边预留的空处；若SIM/SD卡位于电池下面，则将天线贴片上的LED光电管弯绕到电池下面，混合连线的扁平线可以很容易地穿过电池与移动终端间的窄缝弯绕到电池的另一面，这样，光耦连线不会挤压电池而影响对电池的取放操作。

上述方式适用于目前常用的2.5×1.5cm的SIM卡，但是针对1.5×1.2cm的小SIM卡（Micro SIM），如苹果移动终端（Apple）等，对于该小卡类移动终端，由于其SIM卡很小以致难以容下支付系统芯片，所以需要将小SIM卡的卡托设计为集成有通信芯片的SIM卡卡托，且卡托的中心与SIM卡触脚及移动终端弹簧片接触的8个电极触片与卡托上集成的通信芯片连接，并采用如前所述的通信方式以使贴于电池上的通用天线贴片芯片与卡托通信芯片内部通信以获取运营商或用户关联数据，实现小SIM卡移动终端的支付业务与运营商关联。

为更有效地捆绑、吸引用户，移动支付业务需与各个运营商关联，即每次刷卡或交易时，移动支付系统均需判定该SIM卡是否是本运营商用户。移动终端每次开机SIM卡的芯片2均要从SIM卡读取能识别运营商或用户的标识，以防止异网用户上网交易。SIM卡的芯片通过SIM卡的C7管脚对SIM卡I/O线进行监测，在SIM卡与网络（移动交换机MSC）完成开机流程且I/O线（C7管脚）上没有数据流且为高电平“1”时，SIM/SD卡的芯片借用SIM卡C3管脚的时钟（或自身时钟），模拟移动终端与SIM卡通信指令及格式读取SIM卡中的IMSI（国际移动用户识别码）并存储。移动终端每次刷卡或交易时，天线贴片的支付、安全及通信芯片通过电源线或射频/基带或LED光耦向SIM卡上芯片索要用户标识码IMSI（或ICCID等），天线贴片的支付、安全及通信芯片支付交易流程均要研判该标识，若属本运营商标识码则允许交易，否则交易失败；另一方面，该IMSI数据还用于“移动终端钱包”业务的银行帐号绑定。

同时，本系统还可以实现与多银行卡融合的功能。为多渠道地开展移动支付业务，本方案在移动终端上实现移动支付业务与银行商关联。为了能独立地开展移动支付业务，利用移动终端的Micro-sd（secure digital card）闪存卡搭载支付系统，仍通过如前所述的天线贴片的支付、安全及通信芯片与SD卡进行内部数据交互，并经由贴于移动终端电池表面及边壁的通用天线贴片与外面的读卡器（或POS）完成刷卡交易流程。Micro-sd闪存卡内集成有支付系统所需的SD卡芯片、存储器、数据收/发FIFO、缓存器、编解码器、串/并转换器和通信收发器等，天线贴片上的支付、安全及通信芯片与SD卡的芯片内部通信仍用如前所述的电源线或射频（或基带）或LED光耦方式。该方式下，天线贴片上的支付、安全及通信芯片从SD卡处获取用户的银行帐号而非用户的IMSI数据。

由于SD卡内集成多银行卡系统数据，因此需在SD卡内集成中央控制模块，并通过总线（bus）方式管理、调度卡内各支付子系统，其内有MPU、存储器、通信模块及对外接口等，中央控制模块随时监听并解析移动终端与SIM卡的通信指令，由于各支付子系统由中央控制模块统一管理，因此，若本控制模块判定通信数据属支付类指令，则经控制器解析后对其所辖的子系统进行调度、管理。本控制器与移动终端系统以并联连接、监听方式工作，因此不会影响移动终端系统的通信的性能。用户通过移动终端STK菜单预设定主用银行及卡号，其他非主用支付芯片（或银行）被中央控制模块禁止通信。当移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片与SD卡的芯片通信，由于非主用系统已被禁止，因此仅有主用芯片能与天线贴片上的支付、安全及通信芯片交互数据。用户若要换用其他银行及卡号，仍通过移动终端STK菜单改换设置，就象现在用户换用银行卡一样。

同时，本系统还可以实现与多运营商融合的功能。为了共享科技成果、和谐发展共赢，本方案可以将中国移动、中国电信、中国联通公司等运营商支付系统均融入移动终端，既可用于GSM体系，也可用于CDMA制式。由于SIM卡发卡权掌握在各电信运营商手中，因此需借助如下所述“多系统贴片”实现融合。

多支付系统融合同时，本系统还可以实现多支付系统融合同时多运营商融合的功能。本方案通过融合的“多系统贴片”粘贴在SIM卡上开展支付业务，且不占用SIM卡的C4、C8管脚（高速RFU端口）。考虑到更换SIM卡的时间及投资成本，目前更换一张2.4G频率SIM卡的费用约100-120元，一张13.56M频率的SIMPASS的费用约30-50元，若发展5亿移动终端支付用户，则换卡成本至少150-500亿元，因此在移动支付业务培植期或过渡期可使用智能贴片。

①多系统贴片

该贴片与SIM卡大小一致并紧贴其下表面且有6个电极的智能贴片，其上集成有射频（或基带）或电源线或光耦LED通信系统或LED收发放大器、以及存储器、数据收/发FIFO、缓存器、串/并转换器和I/O控制器等，贴片一方面通过SIM卡的C1、C5管脚获取电源，另一方面经由其C7、C3管脚与SIM卡通信，该贴片与SIM卡通信符合ISO/IEC 7816规范，并可通过GSM规范的APDU等命令调用移动终端如屏显、内存等资源，由此实现移动支付业务与多运营商关联，其通信及连接方式同如上所述。

②芯片位置安排

由于SIM卡槽空间非常有限，本方案利用SIM卡的卡体体前半部分与弹簧组间的空间容纳支付系统芯片。

为了节能，很多移动终端在完成开机流程后会关闭一些不用的部件、功能，如SIM/SD卡时钟等。在SIM/SD卡的芯片模拟移动终端指令读取SIM/SD卡信息时需借用SIM/SD卡时钟，为使支付业务适用于各类移动终端，在SIM/SD卡的芯片或天线贴片内集成与SIM/SD卡完全一样的R/W读写时钟，以便在移动终端处于节能模式、停发时钟时，本芯片能利用自身的时钟通过其管脚向SIM/SD卡读取SIM/SD卡IMSI或ICCID等数据，或通过GSM规范的APDU命令调用移动终端如内存、键盘、屏显等资源记录、展示交易数据。

考虑到部分移动终端I/O接收器在待机时移动终端存储器仍处于接收状态，为避免SIM/SD卡的芯片与SIM/SD卡自身芯片交互数据时对移动终端系统干扰，同时由于“多系统贴片”上集成了多运营商系统，因此在SIM/SD卡的芯片内集成中央控制模块及I/O数据导换开关，以总线方式对各子系统进行统一管理。另外，贴片与SIM /SD卡 C7管脚对应的电极一分为二，其一个电极片与C7接触（C7-1），另一电极片与卡弹簧片接触（C7-2），该两块电极片与本控制模块开关组连接，同时将其两电极片用绝缘膜隔开。移动终端开机时，其长闭开关管K1与 C7-1电极连通，移动终端与SIM/SD卡通道连通并交互数据、完成通信；当移动终端完成开机流程且中央控制模块常闭开关管K2监测到I/O线为高电平“1”时，便向SIM/SD卡索取用户IMSI数据，同时在中央控制器控制下开关管K1断开C7-1电极转而接通管脚C5，使移动终端I/O为低电平“0”，也即切断移动终端与SIM/SD卡的通道，这样就避免了本系统对移动终端系统的影响。当本中央控制器获取了SIM/SD卡IMSI数据或与之通信完成后，常闭开关管K1断开管脚C5又重新接通C7-1电极，中央控制模块交出I/O串口控制权，保持移动终端与SIM/SD卡通道畅通。当本系统需调用移动终端资源时（如显示交易记录等），常闭开关管K2接通C7-2电极，同时常闭开关管K1倒向空置档。本系统与移动终端系统完成通信后开关管K1、K2又恢复原态。

中央控制模块随时监听并解析移动终端与SIM卡的通信指令，由于各支付子系统由中央控制模块统一管理，因此，若本控制模块判定通信数据属支付类指令，则经控制器解析后对其所辖的子系统进行调度、管理。本控制器与移动终端系统以并联连接、监听方式工作，因此不会影响移动终端系统的通信的性能。

为合理利用技术资源、节省开发成本，同时培植用户习惯、迅速拓展业务、挖掘市场，可以设计为双频全移动终端射频系统。

所述双频方案利用2.4Ghz频率的RFID-（U）SIM卡，将13.56M及2.4Ghz两套频率的移动支付系统容于移动终端中，两系统既有机结合又彼此独立，在2.4G环境下，由RFID-（U）SIM完成封闭环境的门禁打卡或车票等刷卡业务；而在13.56M环境下，使用如POS机类的公众支付业务。在2.4G的RFID-（U）SIM卡上集成有如前所述的与13.56M系统的芯片2或多系统贴片，同时在移动终端内装载有如前所述的13.56M天线系统。平时两套频率的系统彼此独立使用，但当两套频率的读卡器共存一个读卡设备时，由于2.4G系统宜在封闭环境使用，因此用户可在移动终端中可以通过STK菜单预设定2.4G系统优先。当2.4G系统刷卡失效时，系统便启动 13.56M系统。由于移动终端内或外有两套频率的支付系统，因此本方案在RFID-（U）SIM卡内还集成有中央控制模块，由此来控制、协议两套系统的有序运行，集成在RFID-（U）SIM卡的13.56M芯片2和2.4G芯片均连接该中央控制模块接并受其控制、调度。本控制模块上集成有MPU、存储器、通信模块、调度控制器以及对外接口等，并转发支付子系统调用移动终端及（U）SIM卡资源指令。当仅有一个芯片系统向控制器提出通信请求时，控制器不启动调度、仲裁控制流程而直接允许通信；而当有两个芯片系统（即其两个端口）同时向控制器通信请求时，本控制器仅允许2.4G系统启动，同时将13.56M系统的请求挂起，2.4G系统刷卡流程完成后向控制器回送通信报文，若2.4G系统刷卡成功，则中央控制模块终止整个流程；若其刷卡失败，则控制模块启动13.56M系统，

当移动终端的后盖为非金属材质，或者移动终端的后盖为金属材质且边缘为非金属时，将所述通用天线贴片贴于电池及边壁上即可；当移动终端的外壳为全金属并且边缘也镶金时，则在移动终端后盖的内、外面各加装天线贴片，但该后盖外侧的天线贴片没有集成通信及信号处理芯片，仅设置有涂覆有高导磁吸波材料的天线耦合线圈，天线耦合线圈将耦合读卡器的信号经穿过后盖侧边缝隙的扁平连线传与后盖内侧的天线贴片，视SIM/SD卡与电池的位置不同，后盖内侧天线贴片与SIM/SD卡的芯片（2）内部通信有两种情况：①若SIM/SD卡位置与电池同平面，则不需要在电池上粘贴通用天线贴片，后盖内侧天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）直接通过无线链接或LED光耦方式与SIM/SD卡的芯片（2）通信；②若SIM/SD卡位于电池下面，则后盖内侧天线贴片没有集成通信及信号处理芯片，而仅有涂覆有高导磁吸波材料的天线耦合线圈（含谐振电容），后盖内侧天线贴片仅作为后盖外侧天线贴片的延续，后盖内侧天线贴片与贴于电池上的通用天线贴片进行电感耦合、传递信号，电池上的该天线贴片通过移动终端的电池触点及移动终端的电源线，或LED光耦与电池下的SIM/SD卡芯片（2）以相应的方式通信、交互数据，或通过无线射频RF方式传送数据。

本发明的有益效果如下：

本发明可以通过贴于电池上的通用天线贴片不同的供电方案，实现无电源供电模式、有电源供电模式，在有电源供电时，还可以实现条件有源以达到节能的目的；提供了基于通用天线贴片并防屏蔽移动支付系统，该系统可以很好地解决目前13.56M技术的种种弊病，在用户不须更换移动终端的情况下，使近场支付业务普遍适合包括金属后盖及有电池遮挡的大小不一、款式各异的各类移动终端，还克服了SIMPASS技术需限制移动终端尺寸及限定后盖材质以及长度固定的“辩子”连线等缺陷，同时也避免了因国外NFC-SWP技术用户须更换移动终端的高额代价，还实现了NFC技术特有的移动终端的“主动”、“被动”及“标签”三种通信模式，而且还能在移动终端移动终端上融合包括银行、电信等诸多运营商的支付业务，可以大大推动移动近场支付业务的发展。

附图说明

图1为本发明的无源天线贴片的一种平铺结构示意图

图2为本发明的无源天线贴片的另一种平铺的结构示意图

图3为图1的无源天线贴片贴于电池上的结构示意图

图4为图2的无源天线贴片贴于电池上的结构示意图

图5为本发明的并联型的无源天线贴片的结构示意图

图6为本发明的另一种并联型的无源天线贴片的结构示意图

图7为本发明的天线贴片粘贴在电池边壁及表面的示意图

图8为本发明的双面无源多层天线贴片结构示意图

图9为本发明采用有源系统的天线贴片及通用电极触片的示意图

图10为本发明采用有源系统的天线贴片时电池电极槽及电极触片的装贴示意图

图11为本发明采用有源系统的天线贴片时顶进电池槽内的电极触片的示意图

图12为本发明在有源天线贴片上的细软圆线作电源线及LED光耦连线结构示意图

图13为图12中的天线贴片集成两根细软圆线作为电源线及电极触片的装贴示意图

图14为本发明LED光耦连线与支付、安全及通信芯片及电池在终端对端的结构示意图

图15为本发明的支付移动终端工作于被动模式及掉电刷卡时的结构示意图

图16为本发明的支付移动终端主动模式及掉电刷卡时的另一示意图

图17为本发明的支付移动终端主/被动模式及掉电刷卡、自动调校距离的示意图

图18为本发明的信号调制及读卡器接收信号时序示意图

图19为本发明的网格化基片可撕剪吸波基片的示意图

图20为本发明的网格化基片可撕剪吸波基片的另一种示意图

图21为本发明的芯片之间采用移动终端电源线内部通信的原理图

图22为本发明的移动终端电池触点及贴片天线的连接图

图23为本发明利用移动终端电源线通信的流程图

图24为本发明采用定制支付移动终端内部数据线的示意图

图25为本发明的电池数据线触点及数据线弹簧插座示意图

图26为本发明的天线贴片RF射频收发的示意图

图27为本发明的天线贴片基带收发的示意图

图28为本发明的SIM/SD卡基带收发的示意图

图29为本发明的SIM/SD卡光-电耦合收发的示意图

图30为本发明的天线贴片光电耦收发的示意图

图31为本发明的SIM卡与电池同平面光电管布放示意图

图32为本发明的SIM卡与电池同平面光电管另一布放示意图

图33为本发明的SIM卡位于电池下光电管位置示意图

图34为图30的另一面的SIM卡位于电池下光电管位置示意图

图35为本发明的关联数据的验证流程图

图36为本发明的多银行卡近场支付系统示意图

图37为本发明的芯片放置于位于SIM卡与卡槽间的示意图

图38为本发明的芯片放置于位于SIM卡与卡槽间的侧面示意图

图39为本发明的多系统贴片数据导换开关的示意图

图40为本发明用于全金属外壳移动终端时将SIM/SD卡安装于电池下面的示意图

图41为本发明用于全金属外壳移动终端时将SIM/SD卡与电池同平面安装的示意图

图42为本发明的集成有支付系统的Micro-SIM卡卡托示意图

图43为本发明的中央控制器及两套支付系统的示意图

图44为本发明的双频全移动终端射频系统的启动流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1-8所示，基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，包括贴于电池上的通用天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片1；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；所述支付、安全及通信芯片1通过天线耦合线圈耦合读卡器的电磁能量获得电源，该系统为无源系统。

根据“楞次定律”，磁通量Ψ=N×B×S，N为线圈匝数，为增加电池边壁线圈磁场感应量，并考虑到线圈电感对谐振电容制作难易度的影响，可在电池边壁线圈单面密绕多匝线圈或双面印绕多匝线圈以增大天线磁场感应量强度。

所述支付、安全及通信芯片1集成有用于13.56M耦合信号的整流器件。

根据天线耦合线圈在天线贴片上圈绕的方式，天线耦合线圈完全横穿电池表面及电池边壁的方式印制于天线贴片上，或者天线耦合线圈完全横穿电池表面并环绕电池边壁圈绕的方式印制于天线贴片上，天线贴片与电池合为一体。

当贴于电池边壁的天线贴片部分比贴于电池表面的天线贴片部分长时，由于其线圈的面积多出一截，因此耦合效果更佳。但当其用于小尺寸移动终端时，该多出的天线贴片部分可折贴到电池无极柱的电池边壁，若该面有电池极柱，则将天线贴片旋转180°后在其对面的边壁粘贴。

为适应各种尺寸的移动终端，将天线贴片集成在于大尺寸的高导磁率吸波软薄片上，所述吸波软薄片的基片由若干可撕剪的网格组成，可以沿网格撕剪，制作吸波片时将高导磁的吸波材料粉喷射在其两面，由于网格化的吸波片以大移动终端电池为基准制备，因此使用时可以根据电池的大小按需撕剪以适应不同尺寸的电池。对于大尺寸移动终端，由于本天线贴片尺寸小于其尺寸，因此完全可以合身粘合；而对于小尺寸移动终端，则可以调整（或剪切）高导磁率的吸波基片的尺寸，如图19-20所示。

当移动终端后盖为非金属材质时，则只需要将天线贴片贴于其电池表面上即可使用。

当移动终端后盖为金属材质且其边缘为非金属时，则将天线贴片贴于电池表面及边壁上即可使用，电池的边壁天线利用其边缘非金属区域耦合信号。

所述系统的芯片1、2之间的内部数据通信方式可以利用移动终端自身的电源线通信，也可以采用无线链接方式，无线链接方式包括：射频或基带链接，如图26-28所示。

或者所述系统的芯片1、2之间通信还可以采用LED（Light Emitting Diode）光耦方式，如图29-30所示。

实施例2

如图9-11所示，基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，包括贴于电池上的通用的天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片1；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；其中，所述天线贴片的一个端面上集成3-5个电极耙，出厂时电极耙固定在天线贴片上，每个电极耙的一端均连接至支付、安全及通信芯片1，每个电极耙的另一端通过两根细软圆线分别同与该电极耙对应的两块电极触片连接；或者，如图12-14所示，所述天线贴片上集成两根细软圆线作为天线贴片的电源线，所述细软圆线的一端均连接天线贴片的支付、安全及通信芯片1，另一端分别连接两块电极触片，所述两根细软圆线从支付、安全及通信芯片1的位置开始沿天线耦合线圈走线最终以弯绕的储线方式集中在天线贴片的边角处，所述两块电极触片与电池电极槽的正负极触点接触，当其用于大尺寸电池时便有足够长的细软圆线从天线贴片的该边角处牵拉出来，便于电极触片能对准及嵌入电池电极槽，并同时将天线贴片该边沿多余的细软连线弯绕在天线贴片该边预留的空处；当移动终端的电池极柱在其他端时，只需将所述两根细软圆线绕过一定角度（当在对称端面时，则可以绕过180°）便可以嵌入电池电极槽；所述电极触片用于与电池电极槽正负触点接触，从而使天线贴片获得电源，所述支付、安全及通信芯片1通过所述两块电极触片与移动终端连接，使其与移动终端系统通信，本系统为有源系统。

电极触片的长度略长于电池边壁，电极触片的一端可以固定贴于靠近电池边壁的边沿上，然后缠绕过电池的边壁将另一端粘贴于电池的另一面。这既固定了电极触片，又便于该面有电极触点的电池。当贴好的电极触片在电池插入移动终端时，利用移动终端的弹簧电极顶针将电极触片很好地顶压在电池电极槽内，由此，该两块电极触片既与移动终端连通，又与天线贴片相连（对于多余的电极触片可以扯掉或剪断），这样电极耙、电极触片就可以利用电池为天线贴片提供电源。另一方面，利用细软圆线的弯绕特性便于电极触片在寻找电池电极槽槽位时能够在电池该壁面左右地移动位置，同一电极耙的两块电极触片可同极性也可不同极性。

所述支付、安全及通信芯片1集成有用于13.56M耦合信号的整流器件，所述电极触片的正负极位置不影响芯片电源系统。由于所述电极触片在电池该壁面的左右位置随意可调，同时天线贴片在电池上还可以整体水平挪动，因此，设置有电极触片的天线贴片可普适大小各异、厚薄不同的各种移动终端，也包括各种移动终端。

根据天线耦合线圈在天线贴片上圈绕的方式，天线耦合线圈完全横穿电池表面及电池边壁的方式印制于天线贴片上，或者天线耦合线圈完全横穿电池表面并环绕电池边壁圈绕的方式印制于天线贴片上，天线贴片与电池合为一体。

当贴于电池边壁的天线贴片部分比贴于电池表面的天线贴片部分长时，由于其线圈的面积多出一截，因此耦合效果更佳。但当其用于小尺寸移动终端时，该长出的天线贴片部分可折贴到电池无极柱的电池边壁，若该面有电池极柱，则将天线贴片旋转180°后在其对面的边壁粘贴。

为适应各种尺寸的移动终端，将天线贴片集成在于大尺寸且两面均有高导磁率吸波材料的薄软基片上，所述吸波片的薄软基片由若干可撕剪的网格组成，可以沿网格撕剪，制作吸波片时将高导磁粉喷射在其两面，由于网格化的吸波片以大移动终端电池为基准制备，因此使用时可以根据电池的大小按需撕剪以适应不同尺寸的电池。对于大尺寸移动终端，由于本天线贴片尺寸小于其尺寸，因此完全可以合身粘合；而对于小尺寸移动终端，则可以调整（或剪切）天线贴片吸波片的尺寸，如图19-20所示。

为防止天线贴片因向电池取电而影响移动终端的阻抗匹配，因此可以在本系统上集成匹配电阻。

所述系统的芯片1、2间内部数据通信方式可以利用移动终端自身的电源线通信，也可以采用无线链接方式以获取运营商或用户关联数据，无线链接方式包括：射频或基带链接，如图26-28所示。

或者所述系统的芯片1、2之间通过采用LED（Light Emitting Diode）光耦链接，如图29-30所示。

实施例3

根据有源系统的实施方案，可以进一步设计为条件有源系统：

所述天线贴片集成有电感耦合模块和条件有源模块两路供电模块，电感耦合模块由天线耦合线圈感应电源，条件有源模块由移动终端电池供电；所述电感耦合供电模块包括并联有电容的天线耦合线圈、整流二极管、隔离二极管VD、RC滤波组件及稳压器，在移动终端没电时，由天线耦合线圈耦合的读卡器信号经整流二极管整堆流后，通过隔离管二极管VD进行隔离、RC组件滤波、稳压器稳压后为支付、安全及通信芯片1供电；所述条件有源模块包括开关管G1、开关管G2、回路导通开关管K1、回路导通开关管K2、RC组件、稳压器和支付、安全及通信芯片1，开关管G1、开关管G2的一端均与电池正极连接，开关管G1、开关管G2的另一端经隔离二极管VD与支付、安全及通信芯片1连接；在移动终端刷卡时，由于开关管G1、开关管G2在天线耦合读卡器信号的正负半周轮流导通，因此电池通过开关管G1、开关管G2为支付、安全及通信芯片1供电，此时，电感耦合供电模块耦合的电压也为支付、安全及通信芯片1供电，两路电源在RC滤波组件处合为一路，条件有源模块和电感耦合模块通过隔离管二极管VD隔离。

同时，需要在移动终端上设置“主动模式、被动模式和标签模式”三种通信模式，其中，移动终端工作于“主动模式”时作为读卡器，天线贴片从移动终端的电池获取电源，当移动终端工作于“被动模式”或“标签模式”时，仅在移动终端刷卡时，电池才为天线贴片辅助供电，即条件有源系统，同时还具备掉电刷卡功能，如图15-16所示。

所述天线贴片的电源启动原理：由外部信号在天线耦合线圈中直接感应出电压来启动供电模块，刷卡时，天线贴片捕获读卡器发出的13.56Mhz频率信号并谐振于该频点上，13.56Mhz信号正半周电压使低阀值电压的开关管G1导通、开关管G2截止，于是移动终端电源通过导通的开关管G1经滤波、稳压器稳压后给支付、安全及通信芯片1提供电源；13.56Mhz信号负半周电压使开关管G1截止、开关管G2导通，移动终端的电池又通过导通的开关管G2经滤波、稳压后给支付、安全及通信芯片1提供电源，如此循环；没有刷卡时，开关管G1、开关管G2均截止，由此，供电模块仅在刷卡时移动终端的电池方对支付系统供电；所述开关管G2、开关管G1均为MOS管，分别由开关管K1、开关管K2在开关管G2、开关管G1导通时提供回路通道；

所述供电模块的掉电刷卡工作流程：

当移动终端电池供电时，电池电压通过开关管G并经滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片1供电；当电池没电时，由天线耦合线圈直接耦合读卡器信号并经整流、滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片1供电，隔离二极管VD是防止感应电压经整流后从开关管K1、K2上泄掉；当移动终端电池没电时，由于天线贴片不能获取运营商关联数据，刷卡的种类、次数受限。

在上述两种实施方案中，为避免因天线耦合信号过弱致使系统工作不稳定，可对耦合的信号进行放大，即支付、安全及通信芯片1集成有用于13.56Mhz的两个放大器，分别是接收信号放大器和正反馈谐振放大器；接收信号放大器用于放大天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号；正反馈谐振放大器用于放大向读卡器返回的应答信号，接收信号放大器与正反馈谐振放大器共用所述的天线耦合线圈，天线耦合线圈用于信号接收和信号发射；接收信号放大器和正反馈谐振放大器分时工作，即，在信号接收阶段，接收信号放大器对天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号进行放大，此时正反馈谐振放大器不工作，但在信号应答阶段，正反馈谐振放大器对返回给读卡器的调制信号进行放大、应答，而接收信号放大器却停止工作；所述天线耦合线圈为谐振L/C线圈，作为正反馈谐振放大器的谐振负载；

所述正反馈谐振放大器的工作流程如下：

A、13.56Mhz信号接收阶段：在天线贴片的天线耦合线圈耦合读卡器信号阶段，由于还没进入信号的编码、调制应答阶段，因此支付、安全及通信芯片1的“编码使能”电平为“0”，开关管K1截止，正反馈谐振放大器A2掉电停止工作，而接收信号放大器A1在开关管K2作用下得电并对13.56Mhz来波信号放大；

B、天线贴片向读卡器应答阶段，支付、安全及通信芯片1的“编码使能”电平恒为“1”，信号经支付、安全及通信芯片1曼切斯特或密勒编码后：①若“调制脉冲”为“1”，则异或门1输出逻辑电平“0”，开关管K1断开、正反馈谐振放大器A2失电停止工作，13.56Mhz信号没有在正反馈谐振放大器A2中放大，另一方面，谐振天线L/C线圈在高电平“调制脉冲”下被“负载调制管”短接，谐振天线L/C线圈失谐、Q值下降，对读卡器影响最小，读卡器判定该次返回的应答信号为“1”；②若“调制脉冲”为“0”，则异或门1输出逻辑电平“1”，开关管K1导通、正反馈谐振放大器A2得电工作，谐振L/C线圈中的13.56Mhz信号在正反馈谐振放大器A2中被放大，由于“调制脉冲”为“0”，使“负载调制管”截止，因此谐振L/C线圈不被短接、处于自然谐振状态，由于返回的信号在正反馈谐振放大器A2被放大，因此谐振L/C线圈与读卡器的互感增强，对读卡器的反射阻抗最大，读卡器判定该次返回的编码为“0”，此情况下，接收信号放大器A1因开关管K2截止而停止工作；

同时，所述支付、安全及通信芯片1通过对编程电阻器阻值的增、减来自动调节正反馈谐振放大器的增益，以使刷卡距离符合规范要求，在校准距离后将电阻编码值存于芯片1，如图17-18所示；

所述谐振L/C线圈上，谐振线圈L与电容C串联，电容C是为防止正反馈谐振放大器A2的杂散电容。

当系统为有源系统时，为防止天线贴片因向电池取电而影响移动终端的阻抗匹配，因此可以在天线贴片上集成匹配电阻。

所述系统的内部数据通信方式利用移动终端自身的电源线通信，天线贴片的支付、安全及通信芯片1与SIM/SD卡上集成的芯片2利用移动终端自身的电源线进行内部通信以获取运营商或用户关联数据，自动完成内部数据的交互；每次刷卡或交易时，天线贴片均向SIM/SD卡索要运营商标识或国际移动用户识别码数据（IMSI），在规定时间内等待SIM/SD卡回传数据，并判断其属性，若是本运营商用户则允许交易，否则不允许交易，国际移动用户识别码（IMSI）也用于绑定用户的银行帐号；若天线贴片的支付、安全及通信芯片1在规定时限内没有收到回传数据，则以最近存储的关联数据交易；其中根据市场发展的不同阶段，本系统具有不更换移动终端方案和采用定制移动终端的方案两种方案应对不同阶段；

A、不更换移动终端方案的通信流程如下：集成在天线贴片上的支付、安全及通信芯片1集成有支付功能和安全功能，当天线贴片安装完毕、电池插入移动终端时，利用电池及移动终端电源线传输内部关联数据，并采用抗干扰的“直接序列扩频”（DSSS）方法，即将天线贴片上的支付、安全及通信芯片1与SIM/SD卡上集成的芯片2分别与移动终端电源线形成的回路上均串接有一采样电阻，通过采样电阻上馈以经过扩频调载波调制（BFSK频移键控或BPSK相移键控）的信号在移动终端电源线上传输，支付、安全及通信芯片1与SIM/SD卡上集成的芯片2分别对两个采样电阻上的电流、电压的变化进行采样、滤波、解调、解扩及判别，完成芯片1、2之间内部数据的交互；为实现该功能，将与电池接触的电极触片的端面用绝缘膜隔离成两半，其中一半连接天线贴片及移动终端，另一半则与电池触点连接；

当移动终端加电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1和SIM/SD卡的芯片2之间的内部通信流程以获取运营商或用户关联数据：

①当天线贴片贴装完毕且电池插入移动终端的时候，SIM/SD卡的芯片2获得电源，为保证电源线上电流的稳定、保障内部数据的准确，此时SIM/SD卡的芯片2通过长闭开关管K1断开SIM/SD卡与移动终端的I/O连线，并由SIM/SD卡的芯片2的存储器将移动终端发往SIM/SD卡的开机指令暂存；

②电池插入移动终端的同时也对启动电容充电，启动电阻上的电压使天线贴片上的支付、安全及通信芯片1获得电源并通过天线贴片上的采样电阻R1向SIM/SD卡的芯片2发送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，天线贴片上的采样电阻上R1电压、电流的变化通过电源线传到SIM/SD卡的采样电阻R2，SIM/SD卡的芯片2对SIM/SD卡上的采样电阻R2的电量变化作采样、解扩、滤波、解调及解析；在SIM/SD卡的芯片2回送数据阶段，为减少对移动终端电源系统的影响，SIM/SD卡的芯片2模拟SIM/SD卡工作状况、电气参数，通过开关管K2将自身负载调低，然后通过电源线及电池触点向天线贴片上的采样电阻R1回送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1从SIM/SD卡的芯片2处获取运营商或用户关联数据；

③天线贴片上的支付、安全及通信芯片1通过天线贴片上的采样电阻R1对电量变化信号进行滤波、解扩、解调、解析，若数据校验正确，则通知SIM/SD卡的芯片2结束通信；由此天线贴片上的支付、安全及通信芯片1便与SIM/SD卡芯片2完成内部通信以获取运营商或用户关联数据；

④SIM/SD卡的芯片2经由电源线通过SIM/SD卡上的采样电阻R2收到天线贴片上的支付、安全及通信芯片1的拆线信号，便恢复长闭开关管K1状态使SIM/SD卡I/O线畅通，并向SIM/SD卡转发其存储器暂存的移动终端指令；

⑤移动终端完成开机流程后约几分钟，启动电容充电电压上升使启动电阻掉电，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1停止工作以节省电源；

通过上述过程，在电池插入移动终端时便完成支付、安全及通信芯片1、SIM/SD卡的芯片2的内部通信以获取运营商或用户关联数据；

当移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1和SIM/SD卡的芯片2之间的通信流程以获取运营商或用户关联数据：

为使支付业务关联本运营商，防止人为地天线贴片电极触片与电池的连接软线撕断，在移动终端刷卡、天线贴片上的支付、安全及通信芯片1获得电源的同时，通过天线贴片上的采样电阻R1电池触点及其电源线向SIM/SD卡的芯片2取得运营商或用户关联数据，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1对如下三种情况进行研判：

①天线贴片上的采样电阻R1没有信号电平：

此情况可能是移动终端电池没电或者天线贴片与电池的连接软线（就是前面说的细圆线，可以任意弯绕的）被人为撕断，由于电池插入移动终端时天线贴片上的支付、安全及通信芯片1已从SIM/SD卡的芯片2处获取了关联数据，因此不论是掉电或是连接软线已断，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1均按最近存储记录中的运营商或用户标识刷卡、交易，但交易的累计次数受限；当电池有电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1与SIM/SD卡的芯片2重新建立通信，则用于累计交易次数的累加器清零；

②天线贴片上的采样电阻R1有信号电平，但内部通信受干扰：

若天线贴片上的支付、安全及通信芯片1、SIM/SD卡的芯片2内部通信不成功，即在规定时限没收到SIM/SD卡的芯片2回送数据或支付、安全及通信芯片1对回送的数据多次校验出错，则所述移动支付系统按最近存储记录中的运营商或用户标识进行刷卡、交易；

③天线贴片上的采样电阻R1有信号电平，内部通信无干扰：

此时由于移动终端没有通信事件，因此移动终端电源线上的电流很平稳，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1从SIM/SD卡的芯片2获得的最新运营商或用户标识进行刷卡、交易；

完成上述通信流程，具体的实现电路结构为：

开关管K以及采样阻抗和采样/放大等分别集成在天线贴片上及SIM/SD卡内，虚线左边的是本系统的部件，全部集成在天线贴片里面或芯片1内；右边的是SIM卡里面的，其全部集成在SIM卡里面或芯片2内，如图21-23所示。

B、采用定制移动终端的方案：此情况下，是将支付、安全芯片集成在SIM/SD卡的芯片2内，天线贴片上只保留通信芯片1a，并通过电池电极触点及移动终端电源线传输通信芯片1a与SIM/SD卡的芯片2间的内部数据通过电池电极和移动终端电源线路传输内部通信数据，在天线贴片上的通信芯片1a及SIM/SD卡的芯片2的串/并I/O通信口物理上设置一根单工或两根双工数据线，该一根单工或两根双工数据线通过在电池任一壁面增设一或两个电极触片即可，同时在天线贴片上的通信芯片1a与SIM/SD卡的芯片2间再增设一根天线感应电源线，以便在电池没电时天线贴片上的通信芯片1a、SIM/SD卡的芯片2间仍能完成内部通信以获取运营商或用户标识，并在电池边壁上增设相应的连接电极，当电池插入移动终端时便连接上，或在电池及移动终端上加装可拔插的电极凹凸弹簧片插座（针），便于与SIM/SD卡引出该数据及电源线连接，如图24-25所示。

本系统的内部通信方式还可以采用无线链接方式，无线链接方式包括：射频或基带链接，芯片之间通过用射频RF或基带链接进行内部通信。

如图29所示，本系统的内部通信方式或者还可以采用LED（Light Emitting Diode）光耦链接，在通用天线贴片及SIM/SD卡的芯片2上均设置有LED光电管，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1和SIM/SD卡的芯片2之间通过LED光电管光耦链接完成内部通信以获取运营商或用户关联数据，可利用红外线、紫外线或可见光等相应的光谱进行通信，传输数据率可达数Mbit/s，为增大调制光发射距离，通过减小LED光电管脉冲信号占空比。

天线贴片上的支付、安全及通信芯片1的光电通信模块与SIM/SD卡的芯片2的模块类似，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1通过天线耦合获得电源或如前所述的方法从移动终端电池获取电源，如图30所示。

当采用LED光耦链接完成内部通时，有如下结构：

1、将LED集成在SIM/SD卡上：由于SIM/SD卡在移动终端上下左右位置不定，为了保证光电管光通量，同时兼顾各类型的移动终端的应用（特别是卡在电池下面），在SIM/SD卡上下左右四个方向分别集成四套LED光电管，LED作为收发管。考虑到SIM卡卡槽的空间甚小，LED管集成时不超过SIM/SD卡平面以便在其卡槽的拔插；同样，在通用天线贴片上也集成一套光电LED管，LED作为收发管。光通信主要通过光线在移动终端内的反射进行。

2、如图31-34所示，为解决因避开电池极柱而将天线贴片旋转180°但反而使光电管LED射光方向背向SIM/SD卡的缺点，所述光电管LED与支付、安全及通信芯片1的光耦连线采用圆导线与扁平线混合连线而并非单纯的扁平线，圆导线被弯曲或弯折后与天线贴片上的支付、安全及通信芯片1连接，因此光电管LED可以很容易地在与天线贴片平行平面上平绕180°或其垂直平面上翻转180°，从而使LED光线射向SIM卡；或者，如图12-14所示，所述LED光电管与天线贴片的支付、安全及通信芯片1的光耦连线采用细软圆线与扁平线连接形成混合连线，所述混合连线的中间部分为扁平线，混合连线的一端连接天线贴片的支付、安全及通信芯片1，另一端连接LED光电收发管，混合连线的细软圆线以弯绕的储线方式在天线耦合线圈旁边走线，当其用于大尺寸电池时便有足够长的细软圆线从天线贴片的该边角处牵出，以使LED光线射向SIM/SD卡，对于多余的细软连线可以圈绕在天线贴片该边预留的空处；若SIM/SD卡位于电池下面，则将天线贴片上的LED光电管弯绕到电池下面，混合连线的扁平线可以很容易地穿过电池与移动终端间的窄缝弯绕到电池的另一面，这样，光耦连线不会挤压电池而影响对电池的取放操作。

实施例4

如图42所示，本发明的基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，针对1.5×1.2cm的小SIM卡，将小SIM卡的卡托设计为集成有通信芯片的SIM卡的卡托，且所述卡托的中心与SIM卡触脚及移动终端弹簧片接触的8个电极触片与卡托上集成的通信芯片连接，贴于电池上的通用天线贴片可采用移动终端电源线方式进行芯片间的内部通信，或者通过无线链接方式或者采用LED光耦链接方式进行内部通信以获取运营商或用户关联数据。

实施例5                    

本系统可以实现与电信商关联、多银行卡融合。为更有效地捆绑、吸引用户，移动支付业务需与各个运营商关联，即每次刷卡或交易时，移动支付系统均需判定该SIM卡是否是本运营商用户。移动终端每次开机SIM卡的芯片2均要从SIM卡读取能识别运营商或用户的标识，以防止异网用户上网交易。SIM卡的芯片2通过SIM卡的C7管脚对SIM卡I/O线进行监测，在SIM卡与网络（移动交换机MSC）完成开机流程且I/O线（C7管脚）上没有数据流且为高电平“1”时，SIM/SD卡的芯片2借用SIM卡C3管脚的时钟（或自身时钟），模拟移动终端与SIM卡通信指令及格式读取SIM卡中的IMSI（国际移动用户识别码）并存储。移动终端每次刷卡或交易时，天线贴片的支付、安全及通信芯片1通过电源线或射频/基带或LED光耦向SIM卡的芯片2索要用户标识码IMSI（或ICCID等），天线贴片的支付、安全及通信芯片1支付交易流程均要研判该标识，若属本运营商标识码则允许交易，否则交易失败；另一方面，该IMSI数据还用于“移动终端钱包”业务的银行帐号绑定，如图35所示。

同时，本系统还可以实现与多银行卡融合的功能。为多渠道地开展移动支付业务，本方案在移动终端上实现移动支付业务与银行商关联。为了能独立地开展移动支付业务，利用移动终端的Micro-sd（secure digital card）闪存卡搭载支付系统，仍通过如前所述的贴于电池的通用天线贴片的支付、安全及通信芯片1与SD卡进行内部数据交互，并经由贴于移动终端电池表面及边壁的天线贴片与外面的读卡器（或POS）完成刷卡交易流程。Micro-sd闪存卡内集成有支付系统所需的SD卡的芯片2、存储器、数据收/发FIFO、缓存器、编解码器、串/并转换器和通信收发器等，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1与SD卡的芯片2内部通信仍用如前所述的电源线或射频（或基带）或LED光耦方式传输银行卡号等。

由于SD卡内集成多银行卡系统数据，因此需在SD卡内集成中央控制模块，并通过总线（bus）方式管理、调度卡内各支付子系统，其内有MPU、存储器、通信模块及对外接口等，中央控制模块随时监听并解析移动终端与SIM卡的通信指令，由于各支付子系统由中央控制模块统一管理，因此，若本控制模块判定通信数据属支付类指令，则经控制器解析后对其所辖的子系统进行调度、管理。本控制器与移动终端系统以并联连接、监听方式工作，因此不会影响移动终端系统的通信的性能。用户通过移动终端STK菜单预设定主用银行及卡号，其他非主用支付芯片（或银行）被中央控制模块禁止通信。当移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片1与SIM卡的芯片2通信，由于非主用系统已被禁止，因此仅有主用芯片能与天线贴片上的支付、安全及通信芯片1交互数据。用户若要换用其他银行及卡号，仍通过移动终端STK菜单改换设置，就象现在用户换用银行卡一样，如图36所示。

同时，本系统还可以实现与多运营商融合的功能。为了共享科技成果、和谐发展共赢，本方案可以将中国移动、中国电信、中国联通公司等运营商支付系统均融入移动终端，既可用于GSM体系，也可用于CDMA制式。由于SIM卡发卡权掌握在各电信运营商手中，因此需借助如下所述“多系统贴片”实现融合。

多支付系统融合同时，本系统还可以实现多支付系统融合同时多运营商融合的功能。本方案通过融合的“多系统贴片”粘贴在SIM卡上开展支付业务，且不占用SIM卡的C4、C8管脚（高速RFU端口）。考虑到更换SIM卡的时间及投资成本，目前更换一张2.4G频率SIM卡的费用约100-120元，一张13.56M频率的SIMPASS的费用约30-50元，若发展5亿移动终端支付用户，则换卡成本至少150-500亿元，因此在移动支付业务培植期或过渡期可使用智能贴片。

①多系统贴片

该贴片与SIM卡大小一致并紧贴其下表面且有6个电极的智能贴片，其上集成有射频（或基带）或电源线或光耦LED通信系统或LED收发放大器、以及存储器、数据收/发FIFO、缓存器、串/并转换器和I/O控制器等，贴片一方面通过SIM卡的C1、C5管脚获取电源，另一方面经由其C7、C3管脚与SIM卡通信，该贴片与SIM卡通信符合ISO/IEC 7816规范，并可通过GSM规范的APDU等命令调用移动终端如屏显、内存等资源，由此实现移动支付业务与多运营商关联，其通信及连接方式同如上所述。

②芯片位置安排

由于SIM卡槽空间非常有限，本方案利用SIM卡的卡体的前半部分与弹簧组间的空间容纳支付系统芯片1，如图37-38所示。

为了节能，很多移动终端在完成开机流程后会关闭一些不用的部件、功能，如SIM/SD卡时钟等。在SIM/SD卡的芯片2模拟移动终端指令读取SIM/SD卡信息时需借用SIM/SD卡时钟，为使支付业务适用于各类移动终端，在SIM/SD卡的芯片2或智能薄片内集成与SIM/SD卡完全一样的R/W读写时钟，以便在移动终端处于节能模式、停发时钟时，本芯片能利用自身的时钟通过其管脚向SIM/SD卡读取SIM/SD卡IMSI或ICCID等数据，或通过GSM规范的APDU命令调用移动终端如内存、键盘、屏显等资源记录、展示交易数据。

考虑到部分移动终端I/O接收器在待机时移动终端存储器仍处于接收状态，为避免SIM/SD卡的芯片2与SIM/SD卡自身芯片交互数据时对移动终端系统干扰，同时由于“多系统贴片”上集成了多运营商系统，因此在芯片2内集成中央控制模块及I/O数据导换开关，以总线方式对各子系统进行统一管理。另外，贴片与SIM卡/SD C7管脚对应的电极一分为二，其一个电极片与C7接触（C7-1），另一电极片与卡弹簧片接触（C7-2），该两块电极片与本控制模块开关组连接，同时将其两电极片用绝缘膜隔开。移动终端开机时，其长闭开关管K1与 C7-1电极连通，移动终端与SIM/SD卡通道连通并交互数据、完成通信；当移动终端完成开机流程且中央控制模块常闭开关管K2监测到I/O线为高电平“1”时，便向SIM/SD卡索取用户IMSI数据，同时在中央控制器控制下开关管K1断开C7-1电极转而接通管脚C5，使移动终端I/O为低电平“0”，也即切断移动终端与SIM/SD卡的通道，这样就避免了本系统对移动终端系统的影响。当本中央控制器获取了SIM/SD卡IMSI数据或与之通信完成后，常闭开关管K1断开管脚C5又重新接通C7-1电极，中央控制模块交出I/O串口控制权，保持移动终端与SIM/SD卡通道畅通。当本系统需调用移动终端资源时（如显示交易记录等），常闭开关管K2接通C7-2电极，同时常闭开关管K1倒向空置档。本系统与移动终端系统完成通信后开关管K1、K2又恢复原态。

中央控制模块随时监听并解析移动终端与SIM卡的通信指令，由于各支付子系统由中央控制模块统一管理，因此，若本控制模块判定通信数据属支付类指令，则经控制器解析后对其所辖的子系统进行调度、管理。本控制器与移动终端系统以并联连接、监听方式工作，因此不会影响移动终端系统的通信的性能，如图39所示。

实施例6

为合理利用技术资源、节省开发成本，同时培植用户习惯、迅速拓展业务、挖掘市场，可以设计为双频全移动终端射频系统。

所述双频方案利用2.4Ghz频率的RFID-（U）SIM卡，将13.56M及2.4Ghz两套频率的移动支付系统容于移动终端中，两系统既有机结合又彼此独立，在2.4G环境下，由RFID-（U）SIM完成封闭环境的门禁打卡或车票等刷卡业务；而在13.56M环境下，使用如POS机类的公众支付业务。在2.4G的RFID-（U）SIM卡上集成有如前所述的与13.56M系统的芯片2或多系统贴片，同时在移动终端内装载有如前所述的13.56M天线系统。平时两套频率的系统彼此独立使用，但当两套频率的读卡器共存一个读卡设备时，由于2.4G系统宜在封闭环境使用，因此用户可在移动终端中可以通过STK菜单预设定2.4G系统优先。当2.4G系统刷卡失效时，系统便启动 13.56M系统。由于移动终端内或外有两套频率的支付系统，因此本方案在RFID-（U）SIM卡内还集成有中央控制模块，由此来控制、协议两套系统的有序运行，集成在RFID-（U）SIM卡的13.56M芯片2和2.4G芯片均连接该中央控制模块接并受其控制、调度。本控制模块上集成有MPU、存储器、通信模块、调度控制器以及对外接口等，并转发支付子系统调用移动终端及（U）SIM卡资源指令。当仅有一个芯片系统向控制器提出通信请求时，控制器不启动调度、仲裁控制流程而直接允许通信；而当有两个芯片系统（即其两个端口）同时向控制器通信请求时，本控制器仅允许2.4G系统启动，同时将13.56M系统的请求挂起，2.4G系统刷卡流程完成后向控制器回送通信报文，若2.4G系统刷卡成功，则中央控制模块终止整个流程；若其刷卡失败，则控制模块启动13.56M系统，如图43-44所示。

实施例7

当移动终端的后盖为非金属材质，或者移动终端的后盖为金属材质但边缘为非金属时，将本发明的通用天线贴片贴于电池及边壁上即可。

当移动终端的外壳为全金属并且其边缘也镶金时，则在移动终端后盖的内、外面各加装天线贴片，后盖外侧的天线贴片耦合读卡器的信号经穿过后盖侧边缝隙的连线向后盖内侧天线贴片传递信号。视SIM/SD卡与电池位置的不同，后盖内侧的天线贴片与SIM/SD卡芯片2内部通信方式分为：①若SIM/SD卡与电池同平面，则内侧天线的天线贴片上的支付、安全及通信芯片1通过无线或LED光耦方式直接与SIM/SD卡芯片2内部通信以获取运营商或用户关联数据；②若SIM/SD卡在电池同下面，则后盖内侧的天线贴片与贴于电池上的通用天线贴片进行电感耦合，该通用天线贴片的支付、安全及通信芯片1通过电源线方式与电池下的SIM/SD卡芯片2通信，或通过LED光耦方式或通过无线方式与SIM/SD卡芯片2通信以获取运营商或用户关联数据，如图40-41所示。

Claims (10)

1.基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，其特征在于：包括贴于电池上的通用的天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，该天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，该天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片（1）；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；所述支付、安全及通信芯片（1）通过天线耦合线圈耦合读卡器的电磁能量获得电源，该系统为无源系统。

2.基于防屏蔽通用天线贴片的近场支付系统，其特征在于：包括贴于电池上通用的天线贴片，该天线贴片的基片两面均涂有高导磁率的吸波材料，其中天线贴片的一面粘贴于移动终端电池表面及电池边壁上，天线贴片的另一面印制有若干匝天线耦合线圈，天线贴片上集成有用于支付业务的支付、安全及通信芯片（1）；所述天线耦合线圈作为本支付系统的天线，用于接收读卡器信号并应答读卡器；其中，所述天线贴片的一个端面上集成3-5个电极耙，电极耙固定在天线贴片上，每个电极耙都设置有与之对应的两块电极触片，每个电极耙的一端均连接至支付、安全及通信芯片（1），每个电极耙的另一端通过两根细软圆线分别与该电极耙对应的两块电极触片连接；或者，所述天线贴片上集成两根细软圆线作为天线贴片的电源线，所述细软圆线的一端均连接天线贴片的支付、安全及通信芯片（1），另一端分别连接两块电极触片，所述两根细软圆线从支付、安全及通信芯片（1）的位置开始沿天线耦合线圈走线，并以储线方式来回地弯绕多圈以增加长连线长度，该细软圆线的末端布放在天线贴片边角处，所述两块电极触片与电池电极槽的正负极触点接触，当移动终端的电池极柱在其他端时，只需将所述两根细软圆线绕过一定角度（当电池在对称端面时，则将电极触片及细软圆线绕过180°）便可以嵌入电池电极槽；所述电极触片用于与电池电极槽的正负极触点接触，从而使天线贴片获得电源，所述支付、安全及通信芯片（1）通过所述两块电极触片又与移动终端连接，使其与移动终端的系统通信，本系统为有源系统。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述贴于电池上通用的天线贴片集成有电感耦合模块和条件有源模块两路供电模块，电感耦合模块由天线耦合线圈感应电源，条件有源模块由移动终端电池供电；所述电感耦合供电模块包括并联有电容的天线耦合线圈、整流二极管、隔离二极管（VD）、RC滤波组件及稳压器，在移动终端没电时，由天线耦合线圈耦合的读卡器信号经整流二极管整堆流后，通过隔离管二极管（VD）进行隔离、RC组件滤波以及稳压器稳压后为支付、安全及通信芯片（1）供电；所述条件有源模块包括开关管（G1）、开关管（G2）、回路导通开关管（K1）、回路导通开关管（K2）、RC组件滤波、稳压器和支付、安全及通信芯片（1），开关管（G1）、开关管（G2）的一端均与电池正极连接，开关管（G1）、开关管（G2）的另一端经隔离二极管VD与支付、安全及通信芯片（1）连接；在移动终端刷卡时，由于开关管（G1）、开关管（G2）在天线耦合读卡器信号的正负半周轮流导通，因此电池通过开关管（G1）、开关管（G2）为支付、安全及通信芯片（1）供电，此时，天线电感耦合供电模块耦合的电压也为支付、安全及通信芯片（1）供电，两路电源在RC滤波组件处合为一路，条件有源模块和电感耦合模块通过隔离管二极管（VD）隔离；同时，需要在移动终端上设置“主动模式、被动模式和标签模式”三种通信模式，其中，移动终端工作于“主动模式”时作为读卡器，天线贴片从移动终端的电池获取电源，当移动终端工作于“被动模式”或“标签模式”时，仅在移动终端刷卡时电池才为天线贴片辅助供电，即条件有源系统，同时还具备掉电刷卡功能；所述供电模块的掉电刷卡工作流程：当移动终端电池供电时，电池电压通过开关管并经滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片（1）供电；当电池没电时，由天线耦合线圈直接耦合读卡器信号并经整流、滤波、稳压后为支付、安全及通信芯片（1）供电，隔离二极管（VD）是防止感应电压经整流后从开关管（K1）、开关管（K2）上泄掉；当移动终端电池没电时，由于天线贴片不能获取运营商关联数据，因此刷卡的种类、次数受限。

4.根据权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于：所述支付、安全及通信芯片（1）集成有用于13.56Mhz的两个放大器，分别是接收信号放大器和正反馈谐振放大器；接收信号放大器用于放大天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号；正反馈谐振放大器用于放大向读卡器返回的应答信号，接收信号放大器与正反馈谐振放大器共用所述的天线耦合线圈，天线耦合线圈既用于信号的接收又用于信号的发射；接收信号放大器和正反馈谐振放大器分时工作，即，在信号接收阶段，接收信号放大器对天线耦合线圈耦合读卡器的来波信号进行放大，此时正反馈谐振放大器不工作，但在信号应答阶段，正反馈谐振放大器对返回给读卡器的调制信号进行放大、应答，而接收信号放大器却停止工作；所述天线耦合线圈为L/C谐振线圈，作为正反馈谐振放大器的谐振负载；所述正反馈谐振放大器的工作流程如下：A、13.56Mhz信号接收阶段，在天线贴片的天线耦合线圈耦合读卡器信号阶段，由于还没进入信号的编码、调制应答阶段，因此支付、安全及通信芯片（1）的“编码使能”电平为“0”，开关管（K1）截止，正反馈谐振放大器（A2）掉电停止工作，而接收信号放大器（A1）在开关管（K2）作用下得电并对13.56Mhz来波信号放大；B、天线贴片向读卡器应答阶段，支付、安全及通信芯片（1）的“编码使能”电平恒为“1”，信号经支付、安全及通信芯片（1）曼切斯特或密勒编码后：①若“调制脉冲”为“1”，则异或门（1）输出逻辑电平“0”，开关管（K1）断开、正反馈谐振放大器（A2）失电停止工作，13.56Mhz信号没有在正反馈谐振放大器（A2）中放大，另一方面，谐振天线L/C线圈在高电平“调制脉冲”下被“负载调制管”短接，谐振天线L/C线圈失谐、Q值下降，对读卡器影响最小，读卡器判定该次返回的应答信号为“1”；②若“调制脉冲”为“0”，则异或门（1）输出逻辑电平“1”，开关管（K1）导通、正反馈谐振放大器（A2）得电工作，谐振L/C线圈中的13.56Mhz信号在正反馈谐振放大器（A2）中被放大，由于“调制脉冲”为“0”，使“负载调制管”截止，因此谐振L/C线圈不被短接、处于自然谐振状态，由于返回的信号在正反馈谐振放大器（A2）被放大，因此谐振L/C线圈与读卡器的互感增强，对读卡器的反射阻抗最大，读卡器判定该次返回的编码为“0”，此情况下，接收信号放大器（A1）因开关管（K2）截止而停止工作；同时，所述支付、安全及通信芯片（1）通过对编程电阻器阻值的增、减来自动调节谐振放大器的增益，以使刷卡距离符合规范要求，在校准距离后将电阻编码值存于芯片（1）；所述谐振L/C线圈上，谐振线圈L与电容C串联，电容C是为防止正反馈谐振放大器A2的杂散电容。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：根据天线耦合线圈在天线贴片上圈绕方式的不同，包括有：天线耦合线圈完全横穿电池表面及电池边壁的方式印制于天线贴片上，或者天线耦合线圈完全横穿电池表面并环绕电池边壁圈绕的方式印制于天线贴片上；所述天线贴片的基片是两面均喷涂有高导磁材料的可撕剪、可折撇网格化软薄片。

6.根据权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于：所述通用天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）与SIM/SD卡上集成的芯片（2）利用移动终端自身的电源线进行内部通信以获取运营商标识，以使移动支付业务关联运营商；每次刷卡或交易时，天线贴片均向SIM/SD卡索要运营商标识或国际移动用户识别码，在规定时间内等待SIM/SD卡回传数据，并判断其属性，若是本运营商用户则允许交易，否则不允许交易，国际移动用户识别码也用于绑定用户的银行帐号；若天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）在规定时限内没有收到回传数据，则以最近存储的关联数据刷卡、交易；其中根据市场发展的不同阶段，本系统具有不更换移动终端方案和采用定制移动终端的方案两种方案应对不同阶段：

A、不更换移动终端方案的内部通信流程如下：当移动终端加电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）和SIM/SD卡的芯片（2）之间的内部通信以获取运营商或用户标识流程为：

①当天线贴片贴装完毕且电池插入移动终端时刻，SIM/SD卡的芯片（2）获得电源，为保证电源线上电流的稳定、保障内部数据的准确，此时SIM/SD卡的芯片（2）通过长闭开关管（K1）断开SIM/SD卡与移动终端的I/O连线，并由SIM/SD卡的芯片（2）的存储器将移动终端发往SIM/SD卡的开机指令暂存；

②电池插入移动终端的同时也对启动电容充电，启动电阻上的电压使天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）获得电源，并通过天线贴片上的采样电阻（R1）经由电池电极及电源线向SIM/SD卡的芯片（2）发送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，天线贴片上的采样电阻（R1）上电压、电流的变化经电池电极及电源线传到SIM/SD卡的采样电阻（R2），SIM/SD卡的芯片（2）对SIM/SD卡上的采样电阻（R2）的电量变化作采样、解扩、滤波、解调及解析；在SIM/SD卡的芯片（2）回送数据阶段，为减少对移动终端电源系统的影响，SIM/SD卡的芯片（2）模拟SIM/SD卡工作状况、电气参数，通过开关管（K2）将自身负载调低，然后通过电源线及电池触点向天线贴片上的采样电阻（R1）回送经扩频调制及载波调制有前导码的数据帧，于是天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）便从SIM/SD卡的芯片（2）以获取运营商或用户关联数据；

③天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）通过天线贴片上的采样电阻（R1）对电量变化信号进行采样、滤波、解扩、解调，若数据校验正确，则通知SIM/SD卡的芯片（2）结束通信；由此天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）便与SIM/SD卡的芯片（2）完成内部通信以获取运营商或用户关联数据；

④SIM/SD卡的芯片（2）通过SIM/SD卡上的采样电阻（R2）收到天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）的拆线信号，便恢复长闭开关管（K1）状态使SIM/SD卡I/O线畅通，并向SIM/SD卡转发其存储器暂存的移动终端指令；

⑤移动终端完成开机流程后约几分钟，启动电容充电电压上升使启动电阻掉电，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）停止工作以节省电源；

通过上述过程，在电池插入移动终端时便完成支付、安全及通信芯片（1）、SIM/SD卡的芯片（2）的内部通信以获取运营商或用户关联数据；当移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）和SIM/SD卡的芯片（2）之间的内部通信流程以获取运营商或用户关联数据为：

为使移动支付业务关联本运营商，防止人为地撕断天线贴片电极触片与电池电极触点的连接软线，在移动终端刷卡时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）获得电源的同时，也通过天线贴片上的采样电阻（R1）经电池触点及其电源线向SIM/SD卡的芯片（2）索取运营商或用户的关联数据，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）对如下三种情况进行研判：

①天线贴片上的采样电阻（R1）没有信号电平

此情况可能是移动终端电池没电或者天线贴片电极触片与电池电极的连接软线被人为撕断或已断，由于电池插入移动终端时天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）已从SIM/SD卡的芯片（2）处获取了运营商的关联数据或国际移动用户识别码，因此不论是掉电或是连接软线已断，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）均按最近存储记录中的运营商标识或国际移动用户识别码进行刷卡、交易，但刷卡、交易的累计次数受限；当电池有电时，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）与SIM/SD卡的芯片（2）重新建立通信，则用于累计交易次数的累加器清零；

②天线贴片上的采样电阻（R1）有信号电平，但内部通信受干扰

若天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）、SIM/SD卡的芯片（2）内部通信不成功，在规定时限没收到SIM/SD卡的芯片（2）回送数据或支付、安全及通信芯片（1）对回送的数据多次校验出错，则所述移动支付系统按最近存储记录中的运营商标识或国际移动用户识别码进行刷卡、交易；

③天线贴片上的采样电阻（R1）有信号电平，内部通信无干扰

此时由于移动终端没有通信事件，因此移动终端电源线上的电流很平稳，天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）从SIM/SD卡的芯片（2）获得的最新的运营商标识或国际移动用户识别码标识进行刷卡、交易；

B、采用定制移动终端的方案：此情况下，是将支付、安全芯片集成在SIM/SD卡的芯片（2）内，天线贴片上只保留通信芯片（1a），并通过电池电极触点及移动终端电源线传输通信芯片（1a）与SIM/SD卡的芯片（2）间的内部数据，在天线贴片上的通信芯片（1a）及SIM/SD卡的芯片（2）的串/并I/O通信口物理上设置一根单工或两根双工数据线，该一根单工或两根双工数据线通过在电池任一壁面增设一或两个电极触片即可，同时在天线贴片上的通信芯片（1a）、SIM/SD卡的芯片（2）之间再增设一根天线感应电源连线，以便在电池没电时天线贴片上的通信芯片（1a）与SIM/SD卡的芯片（2）间仍能完成内部通信，能交互运营商标识或国际移动用户识别码，同时在电池边壁上增设相应的连接电极，当电池插入移动终端时便连接上，或在电池及移动终端上加装可拔插的电极凹凸弹簧片插座或插针，便于电池上的天线贴片与SIM/SD卡引出的数据线及电源线的连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述系统的芯片间的内部通信方式采用无线链接方式，无线链接方式包括：射频或基带链接，芯片之间通过用射频RF或基带链接进行内部通信；或者，所述系统芯片间的内部通信方式采用LED光耦链接，在通用天线贴片的安全、支付及通信芯片（1）及SIM/SD卡的芯片（2）上均设置有LED光电管，通用天线贴片上的安全、支付及通信和SIM/SD卡的芯片（2）之间通过LED光电管光耦链接完成内部通信，利用相应的光谱进行通信，传输数据率达数Mbit/s，为增大调制光发射距离，通过减小LED光电管脉冲信号占空比；当采用LED光电管光耦链接时，有如下结构：

A、在SIM/SD卡一面的上下左右四个方向分别集成四套LED光电管，LED光电管作为收发管，光电管LED集成时不超过SIM/SD卡平面以便于SIM/SD卡在卡槽中的拔插，光电通信主要通过光线在移动终端内部的反射进行；

B、在所述的通用天线贴片上也集成一套LED光电管，LED光电管作为收发管，所述LED光电管与天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）的光耦连线采用圆导线与扁平线混合连线，圆导线被弯曲或弯折后与天线贴片上的支付、安全及通信芯片（1）连接，使得LED光电管在与天线贴片平行平面上平绕180°或其垂直平面上翻转180°，或弯绕到电池另一面，使LED光线射向SIM/SD卡；或者，所述LED光电管与天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）的光耦连线采用细软圆线与扁平线连接形成混合连线，所述混合连线的中间部分为扁平线，混合连线的一端连接天线贴片的支付、安全及通信芯片（1），另一端连接LED光电收发管，混合连线的细软圆线以弯绕的储线方式在天线耦合线圈旁边走线，若SIM/SD卡位于电池下面，则将天线贴片上的LED光电管弯绕到电池下面，混合连线的扁平线穿过电池与移动终端间的窄缝弯绕到电池的另一面。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：当移动终端的后盖为非金属材质，或者移动终端的后盖为金属材质且边缘为非金属时，将所述通用天线贴片贴于电池及边壁上即可；当移动终端的外壳为全金属并且边缘也镶金时，则在移动终端后盖的内、外面各加装天线贴片，后盖外侧的天线贴片仅设置有涂覆有高导磁吸波材料的天线耦合线圈，天线耦合线圈将耦合读卡器的信号经穿过后盖侧边缝隙的扁平连线传与后盖内侧的天线贴片，视SIM/SD卡与电池的位置不同，后盖内侧天线贴片与SIM/SD卡的芯片（2）内部通信有两种情况：①若SIM/SD卡位置与电池同平面，则不需要在电池上粘贴通用天线贴片，后盖内侧天线贴片的支付、安全及通信芯片（1），直接通过无线链接或LED光耦方式与SIM/SD卡的芯片（2）通信；②若SIM/SD卡位于电池下面，则后盖内侧天线贴片仅有涂覆有高导磁吸波材料的天线耦合线圈，此情况下后盖内侧天线贴片仅作为后盖外侧天线贴片的延续，后盖内侧天线贴片与贴于电池上的通用天线贴片进行电感耦合、传递信号，电池上的通用天线贴片通过移动终端的电池触点及移动终端的电源线，或LED光耦与电池下的SIM/SD卡芯片（2）以相应的方式通信、交互数据，或通过无线射频RF方式传送数据。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于：采用2.4Ghz频率的RFID-（U）SIM卡，在2.4G频率下，由RFID-（U）SIM完成封闭环境的刷卡业务；在13.56M环境下，使用公众支付业务；在2.4Ghz的RFID-（U）SIM卡上集成有所述的13.56Mhz系统芯片（2）或13.56Mhz多系统贴片，同时在移动终端内装载有所述贴于电池的13.56Mhz通用天线贴片系统；所述13.56Mhz多系统贴片与RFID-（U）SIM卡大小一致并紧贴于RFID-（U）SIM卡的电极面，13.56Mhz多系统贴片是在与RFID-（U）SIM卡的电极接触面设置有六个电极的智能贴片，智能贴片上集成有利用电源线与天线贴片的支付、安全及通信芯片（1）进行内部通信的系统，或采用射频或基带通信系统或LED光耦链接的内部通信系统，实现将13.56Mhz及2.4Ghz两套频率或多运营商移动支付系统容于移动终端中。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：针对1.5×1.2cm的小SIM卡，将小SIM卡的卡托设计为集成有通信功能芯片（2）的SIM卡卡托，且所述卡托的中心与SIM卡触脚及移动终端弹簧片接触的8个电极触片与卡托上集成的通信芯片（2）连接，通用天线贴片的安全、支付及通信芯片（1）通过移动终端的电源线，或者通过无线链接方式，或者采用LED光耦方式与SIM卡的通信芯片（2）以相应方式实现内部通信获取运营商或用户关联数据，以使支付业务关联运营商。

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