CN102968656A

CN102968656A - 一种集成运动传感器的射频sim卡

Info

Publication number: CN102968656A
Application number: CN2011102572302A
Authority: CN
Inventors: 李丹; 兰天
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开一种带运动传感器的射频SIM卡及其工作方法，所述卡本身是一款SIM卡，支持电信应用。除此之外，还带有射频通讯芯片，能够支持射频通讯应用，为了保证射频通讯应用是使用者的一种主动行为，所述卡中还包含运动传感器芯片，当所述卡放置于移动终端中，并在人为控制下，产生一定的物理运动时，运动传感器芯片输出相应的运动轨迹数据给主控芯片，主控芯片对这一运动轨迹进行识别，将它识别为开启并接收射频信息的命令，同时，开启射频通讯模块，并接收射频信息。

Description

一种集成运动传感器的射频SIM卡

技术领域

本发明属于智能卡/集成电路芯片设计和应用领域，尤其涉及集成射频识别功能的智能卡芯片设计和应用。

背景技术

智能卡芯片(也称IC卡芯片)，是一种将数据处理功能、存储、安全、IO接口等集成到一个集成电路中的芯片。其中数据处理功能可采用数字逻辑实现，即存储卡，也可以采用微处理器芯片实现，即CPU卡。存储功能分为用于缓存运行时程序和数据的随机存取存储器(SRAM/SDRAM/DRAM)和用于存储程序代码的只读和非挥发性存储器(ROM/EEPROM/FLASH)，IO接口采用符合ISO/IEC 7816接口，这些模块通过内部总线进行互联。

智能卡中通常只包含一颗智能卡芯片，由于其国际标准化、智能化和安全特性，可以封装为各种卡形态，应用于各个领域，其中最主要的是在移动通讯设备即手机终端中的应用。如在GSM制式手机中的SIM(Subscriber IndentityModule Card，用户识别模块)卡。随着移动通讯设备的普及发展，手机已经成为一种人们交流中必不可少的日常用品，得到了越来越多的应用。手机的发展也从原来的单纯的通话工具，发展到具有收发短信的信息通讯功能，再到能够下载图片、拍照等多媒体功能，进而能够上网，收发电子邮件，进行银行、证券等业务处理，成为真正意义上的移动信息终端，使得人们越来越离不开手机。特别是手机用于移动支付技术的研究，使得手机的应用更加广阔。射频SIM卡就是移动支付的一种技术形式。

消费娱乐信息无处不在，在人们日常生活中，从购物到逛街，从收看电视到接收广告，随时随地都充满了各种信息，作为信息的发布者，可以是商场，也可以是商场中的商品；可以是某个户外广告，也可以是家中的电视；作为信息的接收者，人们通常采用的方式是用笔和纸进行记录，这种方式有局限性，而且不易保存。手机作为一种常用的通信工具，已经相当普及，人们身上可以没有带笔和纸，但不会不带手机。因此，利用手机、或者利用手机中的SIM卡作为信息收集和信息处理工具，具有广泛的应用前景。

专利“一种具有双频通讯机制的射频SIM卡”(申请号：201010546825.5)、“带无线射频通讯功能的手机智能卡及配套的外围处理装置”(申请号：200410036263.4)等一系列围绕射频SIM卡的相关专利，大部分都是关注于射频SIM卡如何将通讯距离控制在一个小的范围内，从而能够适用于近距离小额支付领域。由于2.4G频段的固有特性，使得不加约束的前提下，通讯距离能够达到数米到甚至百米，这对于中远距离的应用特别适合。本发明就是基于移动终端，将2.4G射频通讯功能集于SIM卡上，并以运动传感器芯片作为用户意愿的表现，构成的信息接收处理装置。

发明内容

本发明公开一种带运动传感器的射频SIM卡，在移动终端移动终端SIM卡中，不但嵌入具有射频通讯功能的芯片，以及与射频芯片相配套的射频天线，能够支持射频通讯应用，还嵌入了运动传感器芯片，能够感知SIM卡移动终端的运动。

所述卡的硬件构成包括主控芯片、射频通讯芯片、运动传感器芯片，以及与射频通讯芯片相配合的无源被动器件、射频天线、符合ISO7816协议的触点，所述主控芯片通过ISO7816触点和移动终端相连，实现ISO7816通讯。同时通过射频通讯芯片支持射频通讯应用。射频通讯芯片通过通用IO接口(如SPI)和主控芯片相连，射频天线通过无源被动器件与射频通讯芯片相连，起到阻抗匹配和功率控制作用，实现射频通讯功能。所述运动传感器芯片通过通用IO接口(如I²C)和主控芯片相连。

运动传感器用于感应SIM卡的运动轨迹，作为所述主控芯片控制射频通讯芯片的输入条件，当SIM卡产生物理运动且运动产生的轨迹数据达到或超过运动传感器设定的阈值时，运动传感器产生中断唤醒主控芯片，主控芯片开启射频通讯芯片，射频通讯芯片接收射频信息；当接收完射频信息后，主控芯片控制射频通讯芯片进入低功耗状态，然后，主控芯片通过指令使自身进入低功耗状态，运动传感器仍保持正常工作状态；

移动终端移动终端移动终端带有射频收发功能的SIM卡作为物联网应用的一种表现形态，可用于广泛收集各种信息。一个系统包括两个部分，一部分是放置在信息源中的射频发送模块，通过相关的控制逻辑和存储单元，不断发出与信息源相关的信息；另一部分则是放置在移动终端SIM卡的射频接收芯片，主控芯片通过运动传感器芯片控制射频通讯芯片的信息接收，收到信息后，利用移动终端的键盘、显示、网络等功能进行信息的存储、显示和进一步处理，如接收到一个网络URL信息，可通过移动终端网络上网，访问该URL，获得更详细的信息。

所述卡的工作方式如下：

1)将所述卡放置在移动终端内，假设在系统初始化后或在未进行射频数据通讯，不考虑射频SIM卡用于电信应用时的通过7816接口和移动终端的通讯，主控芯片和射频数据通讯模块处于休眠状态，运动传感器芯片处于激活状态；

2)当需要接收信息时，移动终端在人为控制下，产生一定的物理运动时，运动传感器芯片输出相应的运动轨迹数据给主控芯片，主控芯片对这一运动轨迹进行识别，在满足一定的规则时，将它识别为开启并接收射频信息的命令，同时，开启射频通讯模块，并接收射频信息。

3)当接收完成后，主控芯片控制射频通讯芯片进入低功耗状态，然后，主控芯片通过指令使自身进入低功耗状态。运动传感器仍保持正常工作状态，或由移动终端界面管理运动传感器的开启与休眠。

附图说明

图1为SIM原理框图

图2为SIM卡外观示意图

具体实施方案

下面结合本发明的具体实现方案来对本发明做进一步描述。

图1描述了一种具有运动传感器功能的射频SIM卡的连接原理图，图2为该射频SIM卡的外形图，尺寸与普通的SIM卡外形图相同。

如图1所示，所述射频SIM卡包括运动传感器芯片101，主控芯片102，射频通讯芯片103，射频天线以及连接射频天线与射频通讯芯片的组件104。各芯片和元器件组件通过SIP封装的方式装配在一块SIM卡大小的PCB板的正面，PCB板的反面包含符合ISO7816协议的触点。

主控芯片102包含支持电信应用的COS，通过7816触点和移动终端终端相连，完成电信功能。主控芯片102通过通用IO接口(如SPI)和射频通讯芯片103相连，控制对射频芯片102的开启、初始化、数据通讯、进入低功耗模式等操作，射频通讯芯片103与被动元器件和射频天线104相连，实现射频信号的接收和发射。主控芯片102通过通用IO接口(如I²C)和运动传感器芯片101相连。主控芯片102初始化运动传感器芯片101，接收运动传感器芯片101的数据，根据数据识别移动终端的动作，再决定是否开启射频通讯芯片103，并接收数据。

各款芯片连接在一起后，整个系统的工作模式如下：

1)将带运动传感器芯片的射频SIM卡100置于移动终内，移动终端开机后，移动终端对所述卡初始化时，主控芯片102对射频通讯芯片103和运动传感器芯片101进行初始化，然后，主控芯片102控制射频通讯芯片103进入低功耗模式。主控芯片102在完成与移动终端的初始化操作后，不考虑主控芯片102作为SIM卡用于电信应用时的通过7816接口和终端的通讯，主控芯片102处于休眠状态，运动传感器芯片101处于激活状态；

2)当需要接收信息时，移动终端在人为控制下，产生一定的物理运动，运动传感器芯片101将产生相应的运动轨迹数据，当运动轨迹数据(如距离、速度、加速度等)达到或超过运动传感器芯片101的设定阈值时(该阈值表明这是一个有效的接收信息的信号，而不是由于干扰或无效的信号导致移动终端的运动)，将产生中断唤醒主控芯片102，并输出相应的运动轨迹数据给主控芯片102，主控芯片102对这一运动轨迹进行识别，在满足一定的规则时，将它识别为开启并接收射频信息的命令，同时，开启射频通讯芯片103，接收射频信息。

当接收完成后，主控芯片102控制射频通讯芯片103进入低功耗状态，然后，主控芯片101通过指令使自身进入低功耗状态。运动传感器芯片101仍保持正常工作状态。

Claims

1.一种集成运动传感器的射频SIM卡，其特征在于所述卡由主控芯片、射频通讯芯片、运动传感器以及与射频通讯芯片相配合的无源被动器件、射频天线、符合ISO7816协议的触点组成；其中：

射频通讯芯片通过IO接口和主控芯片相连，射频天线通过无源被动器件与射频通讯芯片相连，运动传感器通过IO接口和主控芯片相连；主控芯片通过符合ISO7816协议的触点和手持终端相连；

SIM卡放置在手持终端内，通过符合ISO7816协议的触点支持电信应用，同时通过射频通讯芯片支持射频通讯应用。

2.移动终端移动终端如权利要求1所述的一种集成运动传感器的射频SIM卡，其特征在于：SIM卡在系统初始化后或在未进行射频数据通讯时，主控芯片和射频通讯芯片处于休眠状态，运动传感器处于激活状态。

3.如权利要求1所述的一种集成运动传感器的射频SIM卡，其特征在于当SIM卡产生物理运动时，运动传感器输出相应的运动轨迹数据给主控芯片，主控芯片对运动轨迹进行识别，开启射频通讯芯片，并接收射频信息。

4.如权利要求3所述的一种集成运动传感器的射频SIM卡，其特征在于当接收完成后，主控芯片控制射频通讯芯片进入低功耗状态，然后，主控芯片通过指令使自身进入低功耗状态，运动传感器仍保持正常工作状态。