CN102957457B - 基于倏逝波的移动通讯系统及方法、读卡器及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于倏逝波的移动通讯系统，包括移动终端及读卡器，读卡器发出倏逝波；移动终端接收读卡器发出的倏逝波；基于倏逝波的移动通讯系统通过控制倏逝波的辐射范围进而控制移动终端与读卡器之间的通讯距离。本发明实施例还提供了一种读卡器、移动终端及一种基于倏逝波的移动通讯方法。本发明实施例的基于倏逝波的移动通讯系统及方法解决了移动通讯中距离控制难题，克服了移动通讯多样性所导致的距离控制差异问题，减少了用户在移动通讯时的通讯失败及误刷的情况，保证了移动通讯准确的距离控制性与高安全性。

Description

基于倏逝波的移动通讯系统及方法、读卡器及移动终端

【技术领域】

本发明涉及物联网领域，特别涉及一种基于倏逝波的移动通讯系统及方法，本发明还涉及读卡器及移动终端。

【背景技术】

移动终端是一种可实现中近距离无线通信及电子支付为一体的电子商务模式，此技术是一个集移动通讯电子钱包，钥匙和身份证的全方位服务平台。它在移动终端集成了微型RF模块，并通过内置的接收装置与外部设备进行通讯。在现有的通讯技术中大多使用13.5MHz和2.4GHz进行数据通讯，通讯方式是由读卡器向空间中发出13.5MHz和2.4GHz的电磁波信号，移动终端接收到空间中电磁波信号对信号进行解调提取出数据信息最终实现数据通讯，由于电磁波在空间中的传播是发散的所以通讯距离的控制十分困难，且由于移动终端的多样性及不确定性使现有距离控制技术受到了很大程度上的制约。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于倏逝波的移动通讯系统及方法、读卡器及移动终端。

本发明实施例提供了一种基于倏逝波的移动通讯系统，包括移动终端及读卡器，读卡器发出倏逝波；移动终端接收读卡器发出的倏逝波；基于倏逝波的移动通讯系统通过控制倏逝波的辐射范围进而控制移动终端与读卡器之间的通讯距离。

根据本发明的一优选实施例，读卡器包括：射频模块，发出电磁波；介质，电磁波耦合到介质上以产生倏逝波。

根据本发明的一优选实施例，介质的折射率大于空气，电磁波耦合到介质的里面从而在介质的外侧产生倏逝波。

根据本发明的一优选实施例，射频模块使用不同频率或不同波长的电磁波。

根据本发明的一优选实施例，射频模块通过多个电磁波发射天线、金属反射或电磁波在介质表面不同的入射点来控制读卡器发出的倏逝波的辐射范围。

根据本发明的一优选实施例，通过调整读卡器发出的倏逝波的功率强度来调整倏逝波的辐射范围。

根据本发明的一优选实施例，移动终端包括：倏逝波接收模块，接收由读卡器发出的倏逝波，以及移动终端射频模块，向读卡器发出电磁波。

本发明实施例还提供了一种读卡器，读卡器包括：射频模块，发出电磁波；以及介质，电磁波耦合到介质上以产生倏逝波，读卡器通过控制倏逝波的辐射范围进而控制其与移动终端之间的通讯距离。

本发明实施例还提供了一种移动终端，该移动终端包括倏逝波接收模块和移动终端射频模块，倏逝波接收模块接收读卡器发出的倏逝波，移动终端射频模块向读卡器发出电磁波，移动终端通过基于倏逝波的辐射范围控制其与读卡器之间的通讯距离。

本发明实施例还提供了一种基于倏逝波的移动通讯方法，该方法包括以下步骤：读卡器发出倏逝波；移动终端接收倏逝波；控制倏逝波的辐射范围进而控制移动终端与读卡器之间的通讯距离。

本发明实施例的基于倏逝波的移动通讯系统及方法、读卡器及移动终端解决了移动通讯中距离控制难题，克服了移动通讯多样性所导致的距离控制差异问题，减少了用户在移动通讯时的通讯失败及误刷的情况，保证了移动通讯准确的距离控制性与高安全性。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的移动通讯系统的结构示意图；

图2显示了图1中射频模块11采用不同入射点的电磁波在介质表面产生不同位置的倏逝波；

图3显示了图1中射频模块11通过多个天线或金属反射控制倏逝波的辐射范围；

图4是本发明一实施例的移动通讯方法的流程示意图；

图5是本发明又一实施例的移动通讯方法的流程示意图；

图6是本发明又一实施例的移动通讯系统的结构示意图；以及

图7是本发明又一实施例的移动通讯方法的流程示意图；

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明一实施例的移动通讯系统的结构示意图，如图1所示，移动通讯系统包括读卡器10与移动终端20，读卡器10与移动终端20之间通过倏逝波进行数据通讯，读卡器10发出倏逝波13；移动终端20接收读卡器10发出的倏逝波13并提取其中的通讯信息。

更具体的，请参阅图1，读卡器10包括射频模块11及介质12。

其中，射频模块11发出电磁波，该电磁波耦合到介质12上以产生倏逝波13。

更具体的，请参阅图1，移动终端20包括倏逝波接收模块22。

倏逝波接收模块22用于接收读卡器10发出的倏逝波13并提取其中的通讯信息。此外，该移动终端20还包括移动终端射频模块(未标示)，用于向读卡器发出射频。

介质12的折射率大于空气，射频模块11所发射的电磁波的频率可以是任何用来通讯的频率。通过将电磁波耦合到折射率大于空气的介质12的里面形成全反射，则在介质12的外侧将产生倏逝波13。

由于倏逝波在读卡器10表面的强度随着距离按指数关系衰减，依据此特性以及移动终端20在不同距离接收到的读卡器10所发出倏逝波13的平均功率密度，便可得出移动终端20与读卡器10之间的通讯距离，从而有效控制移动通讯的距离范围，解决了一般电磁波在空间传播时的方向及辐射范围的难于控制的问题。

因此，控制读卡器10与移动终端20之间的通讯距离可以采用如下几种方式进行控制：例如通过射频模块11使用不同频率或不同波长的电磁波来控制读卡器10表面的倏逝波13的辐射范围；图2是图1中射频模块11采用不同入射点的电磁波在介质表面产生不同位置的倏逝波，如图2所示，可以通过设置射频模块11发出的电磁波在介质表面不同的入射点来控制读卡器10发出的倏逝波的辐射范围，进而实现倏逝波的位置可调；图3是图1中射频模块11通过多个天线111或金属112反射控制倏逝波的辐射范围的示意图，如图3所示，可以通过将射频模块11设置多个电磁波发射天线或利用金属反射来控制读卡器10发出的倏逝波的辐射范围；此外，还可以通过调节读卡器10发出的倏逝波的功率强度来控制读卡器10发出的倏逝波的辐射范围。

本发明另一实施例还提供了一种读卡器，该读卡器通过倏逝波进行数据通信，读卡器包括射频模块及介质。其中，射频模块及介质的结构和设置与上一实施例的移动通讯系统中的射频模块11和介质12的结构与设置相同，另外，该读卡器控制其与移动终端之间的通讯距离的方式与上一实施例中的的基于倏逝波的移动通讯系统控制通讯距离的方式原理相同，此处都不再赘述。

本发明另一实施例还提供了一种移动终端，该移动终端通过倏逝波进行数据通信，该移动终端包括倏逝波接收模块，该倏逝波接收模块接收读卡器发出的倏逝波并提取其中的通讯信息。该倏逝波接收模块的结构和设置与上一实施例的移动通讯系统中的倏逝波接收模块22的结构与设置相同，此处不再赘述。

本发明另一实施例还提供了一种移动终端，该移动终端包括倏逝波接收模块，该倏逝波接收模块接收读卡器发出的倏逝波，移动终端通过控制倏逝波的辐射范围进而控制控制其与读卡器之间的通讯距离。该倏逝波接收模块的结构和设置与上一实施例的基于倏逝波的移动通讯系统中的倏逝波接收模块22的结构与设置相同，此处都不再赘述。

本发明另一实施例还提供了一种移动通讯方法，该方法包括以下步骤：

a.读卡器发出倏逝波；

b.移动终端接收读卡器发出的倏逝波并提取其中的通讯信息。

具体如图4所示，其中，步骤a包括发出电磁波，并通过该电磁波产生倏逝波。

步骤a还可以进一步包括使用不同频率或不同波长的电磁波来来控制所产生的倏逝波的辐射范围。

步骤a还可以进一步包括通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波在近场空间中的功率强度以控制移动通讯距离。

本发明实施例的移动通讯系统、读卡器、移动终端及通讯方法利用倏逝波的特性同时实现了移动通讯的数据通讯与距离控制的问题，减少了用户的接入时间以及用户在移动通讯时的通讯失败及误刷的情况，同时还为用户提供了安全通讯的保障，提升了用户体验。本发明实施例尤其可应用于移动电子支付领域。

本发明另一实施例还提供了一种基于倏逝波的移动通讯方法，该方法包括以下步骤：

S1.读卡器发出倏逝波；

S2.移动终端接收该倏逝波；

S3.控制倏逝波的辐射范围进而控制控制移动终端与读卡器之间的通讯距离。

具体如图5所示，其中，步骤S1包括发出电磁波，并通过该电磁波产生倏逝波。

步骤S1还可以进一步包括使用不同频率或不同波长的电磁波来控制所产生的倏逝波的辐射范围。

步骤S1还可以进一步包括通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波在近场空间中的功率强度以控制移动通讯距离。

该方法控制通讯距离的方式与上一实施例中的的基于倏逝波的移动通讯系统控制通讯距离的方式原理相同，此处不再赘述。

本发明实施例的基于倏逝波的移动通讯系统及方法、读卡器及移动终端解决了移动通讯中距离控制难题，克服了移动通讯多样性所导致的距离控制差异问题，减少了用户在移动通讯时的通讯失败及误刷的情况，保证了移动通讯准确的距离控制性与高安全性。

图6是本发明又一实施例的基于倏逝波的移动通讯系统的结构示意图，如图6所示，基于倏逝波的移动通讯系统包括读卡器10’及移动终端20’。读卡器10’发出倏逝波13’；移动终端20’接收读卡器10’发出的倏逝波13，基于倏逝波的移动通讯系统根据移动终端20’接收到的倏逝波来判断移动终端20’与读卡器10’之间的通讯距离。

更具体的，请参阅图1，移动终端20’包括第一射频模块21’、倏逝波接收模块22’及判断模块23’。

其中，倏逝波接收模块22’接收读卡器10’发出的倏逝波13’。判断模块23’根据移动终端20’接收到的倏逝波来判断移动终端20’与读卡器10’之间的通讯距离。第一射频模块21’发出数据信号。在本实施例中，判断模块23’根据移动终端20’接收到的倏逝波的平均功率强度来判断移动终端20’与读卡器10’之间的通讯距离。

更具体的，请进一步参阅图6，读卡器10’包括第二射频模块11’及介质12’。

其中，第二射频模块11’发出电磁波，该电磁波耦合到介质12’上以产生倏逝波13’。

介质12’的折射率大于空气，射频模块11’所发射的电磁波的频率可以是任何用来通讯的频率。通过将电磁波耦合到折射率大于空气的介质12’的里面形成全反射，则在介质12’的外侧将产生倏逝波13’。

由于倏逝波在读卡器10’表面的强度随着距离按指数关系衰减，依据此特性以及移动终端20’在不同距离接收到的读卡器10’所发出倏逝波13’的平均功率密度，便可得出移动终端20’与读卡器10’之间的通讯距离，基于判断结果进行后续通讯，从而有效控制移动通讯的距离范围，解决了一般电磁波在空间传播时的方向及辐射范围的难于控制的问题。依据这一原理，在本实施例中，根据倏逝波的平均功率强度与通讯距离之间的这一关系对第一射频模块21’设置两个门限阈值，第一门限阈值用于控制移动终端20’与读卡器10’之间的通讯距离，第二门限阈值用于控制读卡器10’与移动终端20’之间的有效数据通讯距离。

如图6所示，本发明实施例中，使用倏逝波实现读卡器10’与移动终端20’之间的数据通讯。实现过程分为两个步骤：

第一步，当移动终端20’靠近读卡器10’表面一定距离(如图6中a所示)时，此时移动终端20’上的倏逝波接收模块22’接收到读卡器10’发出的倏逝波的平均功率强度达到了第一门限阈值，移动终端20’将被唤醒进入通讯准备状态；同时移动终端20’将会发送身份确认信息给读卡器10’，读卡器10’收到身份确认信息后准备发生通讯数据。

第二步，在第一步的基础上，当移动终端20’继续靠近读卡器10’到一定距离(如图6中b所示)时，此时移动终端20’上接收到读卡器10’发出的倏逝波的平均功率强度达到了第二门限阈值。移动终端20’开始通过第一射频模块21’迅速对倏逝波接收模块22’接收到的读卡器10’发出的倏逝波信号进行处理并提取出其中的通讯数据；读卡器10’则开始通过第二射频模块11’迅速对接收到的移动终端20’发出的数据信号进行处理并提取出其中的通讯数据。最终完成移动支付系统的数据通信工作。

本发明另一实施例还提供了一种基于倏逝波的移动通讯方法，具体如图7所示，该方法包括以下步骤：

SS1.读卡器发出倏逝波；

SS2.移动终端接收读卡器发出的倏逝波；

SS3.将移动终端接收到的倏逝波的平均功率强度与第一门限阈值进行比较；

SS4.移动终端被唤醒进入通讯准备状态并将身份确认信息发送给读卡器；

SS5.将移动终端接收到的倏逝波的平均功率强度与第二门限阈值进行比较；

SS6.移动终端接收读卡器发出的倏逝波并提取其中的通讯信息。

步骤SS1还可以进一步包括使用不同频率或不同波长的电磁波来来控制所产生的倏逝波的辐射范围。

步骤SS1还可以进一步包括通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波在近场空间中的功率强度以控制移动通讯距离。

该方法控制通讯距离的方式与上一实施例中的的基于倏逝波的移动通讯系统控制通讯距离的方式原理相同，此处不再赘述。

本发明实施例的基于倏逝波的移动通讯系统及方法利用倏逝波的特性判断移动终端与读卡器之间的通讯距离，同时实现了移动通讯的距离控制问题，减少了用户的接入时间以及用户在移动通讯时的通讯失败及误刷的情况，同时还为用户提供了安全通讯的保障，提升了用户体验。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (10)

1.一种基于倏逝波的移动通讯系统，包括移动终端及读卡器，其特征在于，

所述读卡器发出倏逝波；

所述移动终端接收所述读卡器发出的倏逝波；

所述基于倏逝波的移动通讯系统通过使用不同频率或不同波长的电磁波控制所述倏逝波的辐射范围进而通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波的功率强度以控制所述移动终端与所述读卡器之间的通讯距离。

2.根据权利要求1所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，所述读卡器包括：

射频模块，发出电磁波；

介质，所述电磁波耦合到所述介质上以产生倏逝波。

3.根据权利要求2所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，所述介质的折射率大于空气，所述电磁波耦合到所述介质的里面从而在所述介质的外侧产生倏逝波。

4.根据权利要求2所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，所述射频模块使用不同频率或不同波长的电磁波。

5.根据权利要求2所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，所述射频模块通过多个电磁波发射天线、金属反射或电磁波在介质表面不同的入射点来控制所述读卡器发出的所述倏逝波的辐射范围。

6.根据权利要求1所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，通过调整所述读卡器发出的倏逝波的功率强度来调整所述倏逝波的辐射范围。

7.根据权利要求1所述的基于倏逝波的移动通讯系统，其特征在于，所述移动终端包括：

倏逝波接收模块，接收由所述读卡器发出的倏逝波，以及

移动终端射频模块，向所述读卡器发出电磁波。

8.一种读卡器，其特征在于，所述读卡器包括：

射频模块，发出电磁波；以及

介质，所述电磁波耦合到所述介质上以产生倏逝波，

所述读卡器通过使用不同频率或不同波长的电磁波控制所述倏逝波的辐射范围进而通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波的功率强度以控制其与移动终端之间的通讯距离。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括倏逝波接收模块和移动终端射频模块，所述倏逝波接收模块接收读卡器发出的倏逝波，所述移动终端射频模块向所述读卡器发出电磁波，所述读卡器通过使用不同频率或不同波长的电磁波控制所述倏逝波的辐射范围进而通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波的功率强度以控制其与所述移动终端之间的通讯距离。

10.一种基于倏逝波的移动通讯方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

读卡器发出倏逝波；

移动终端接收所述倏逝波；

使用不同频率或不同波长的电磁波控制所述倏逝波的辐射范围进而通过改变发出的倏逝波的功率强度控制倏逝波的功率强度以控制所述移动终端与所述读卡器之间的通讯距离。