CN103186754B - 多频段多协议应用扩展方法及装置、读卡设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多频段多协议应用扩展方法及装置、读卡设备。其中，多频段多协议应用扩展方法包括：耦合第一射频信号并将所述第一射频信号转换为第一数字信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，所述第一数字信号遵循所述第一协议；对所述第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；将所述第二数字信号调制为第二射频信号并发射，所述第二射频信号处于第二频段、遵循所述第二协议。本发明的多频段多协议应用扩展方法及装置和读卡设备,实现了对现有读卡设备的多频段多协议应用拓展，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

Description

多频段多协议应用扩展方法及装置、读卡设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多频段多协议应用扩展方法及装置和一种读卡设备。

背景技术

目前在日常生活中，伴随着社会的发展，非接触卡在生活中的应用越来越广泛，在许多场合中使用非接触卡刷卡操作，例如门禁、公交、餐饮的小额现金支付等，已经成为人们日常生活中的一部分。同时，随着技术的进步与发展，移动电话及平板电脑等移动终端也已经越来越普及，特别是在城市中几乎人人都有移动电话或平板电脑等移动终端。利用移动终端进行刷卡操作，可以省去携带非接触卡的烦恼，自然成为一种趋势。

目前使用移动终端实现刷卡操作的技术使用频段主要有13.56MHz的NFC（NearField Communication，近场通信）方案和2.4GHz的RCC（Range ControlledCommunication，限域互联）方案。然而，传统的刷卡感应终端设备（以下称为读卡设备）一般遵循原有13.56MHz协议，其发射功率也遵循原协议要求不能支持多频段多协议设备使用。即使在传统非接触卡使用的13.56MHz频段上，仍具有ISO14443A协议、ISO14443B协议、Felica协议以及Mifare协议等多种协议，其协议规定发射功率也并不完全支持NFC方案所规定的要求。因此，传统的读卡设备，必须进行改造才可拓展实现多频段或多协议兼容性的需求。

目前，读卡设备的拓展方式一般是将读卡设备的数字电路部分接入拓展电路，通过修改读卡设备程序对拓展电路进行指令控制，实现拓展应用。但接入拓展电路需要对读卡设备原有数字电路部分进行硬件改造，同时对读卡设备进行软件修改，使得改造成本及改造时间大大增加。

申请号为200810067441.8的中国专利提出了一种射频智能卡读写转换装置，原13.56MHz的读写设备通过UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收/发装置）、RS232、RS485、USB和以太网接口等数字接口与射频智能卡读写转换装置连接，射频智能卡读写转换装置通过模拟及相应原读卡设备数字指令方式实现协议频段转换拓展。但在实践中，一方面，该方案对读卡设备的改造必须断开读卡设备的数字接口设备，而读卡设备的数字接口设备一般都直接焊接于读卡设备的电路板上，因此必须进行读卡设备的硬件改动，否则较难实现数字接口改造。另一方面，不同协议使用的数字接口线序、数据传输方式并不相同，对射频智能卡读写转换装置的设计提出较大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多频段多协议应用扩展方法及装置和读卡设备，能够实现现有读卡设备的多频段多协议应用扩展，减少改造成本，降低对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

为解决上述技术问题,本发明提出了一种多频段多协议应用扩展方法,包括：

耦合第一射频信号并将所述第一射频信号转换为第一数字信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，所述第一数字信号遵循所述第一协议；

对所述第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；

将所述第二数字信号调制为第二射频信号并发射，所述第二射频信号处于第二频段、遵循所述第二协议。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展方法还可具有以下特点，还包括：

接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展方法还可具有以下特点，所述第一频段和所述第一协议的组合为中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443A协议的组合。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展方法还可具有以下特点，所述第二频段和所述第二协议的组合，为如下组合中的任意一种:

中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443B协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合;

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

为解决上述技术问题,本发明还提出了一种多频段多协议应用扩展方法,包括：

接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

为解决上述技术问题,本发明还提出了一种多频段多协议应用扩展装置,包括：

第一耦合模块,用于耦合第一射频信号并将所述第一射频信号转换为第一数字信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，所述第一数字信号遵循所述第一协议；

第一转换模块,用于对所述第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；

射频发射模块,用于将所述第二数字信号调制为第二射频信号并发射，所述第二射频信号处于第二频段、遵循所述第二协议。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展装置还可具有以下特点，还包括：

射频接收模块, 用于接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

第二转换模块,用于对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

第二耦合模块,用于将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展装置还可具有以下特点，所述第一频段和所述第一协议的组合为中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443A协议的组合。

进一步地，上述多频段多协议应用扩展装置还可具有以下特点，所述第二频段和所述第二协议的组合，为如下组合中的任意一种:

中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443B协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合;

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

为解决上述技术问题,本发明还提出了一种多频段多协议应用扩展装置,包括：

射频接收模块, 用于接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

第二转换模块,用于对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

第二耦合模块,用于将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

为解决上述技术问题,本发明还提出了一种读卡设备，包括主控模块、协议处理及射频收发模块以及权利要求6至9项任一项所述的多频段多协议应用扩展装置,其中：

所述主控模块，用于将第一数据信息发送给所述协议处理及射频收发模块，以及从所述协议处理及射频收发模块获取第二数据信息，所述第一数据信息为所述主控模块发送给非接触卡的数据信息，所述第二数据信息为所述非接触卡发送给所述主控模块的数据信息；

所述协议处理及射频收发模块，用于将所述第一数据信息加载到第一射频信号上发射出去，以及对从所述多频段多协议应用扩展装置耦合的第一射频信号进行解调和协议解析，获得所述第二数据信息，所述第一射频信号遵循第一协议、处于第一频段。

为解决上述技术问题,本发明还提出了一种读卡设备，包括主控模块、协议处理及射频收发模块以及权利要求10所述的多频段多协议应用扩展装置,其中：

所述主控模块，用于将第一数据信息发送给所述协议处理及射频收发模块，以及从所述协议处理及射频收发模块获取第二数据信息，所述第一数据信息为所述主控模块发送给非接触卡的数据信息，所述第二数据信息为所述非接触卡发送给所述主控模块的数据信息；

所述协议处理及射频收发模块，用于将所述第一数据信息加载到第一射频信号上发射出去，以及对从所述多频段多协议应用扩展装置耦合的第一射频信号进行解调和协议解析，获得所述第二数据信息，所述第一射频信号遵循第一协议、处于第一频段。

本发明的多频段多协议应用扩展方法及装置和读卡设备,实现了对现有读卡设备的多频段多协议应用拓展，只需要在现有读卡设备上增加硬件模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，也不需要对读卡设备的读卡对象如非接触卡等进行改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

附图说明

图1为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的一种流程图；

图2为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的另一种流程图；

图3为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的又一种流程图；

图4为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的一种结构框图；

图5为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的另一种结构框图；

图6为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的又一种结构框图；

图7为本发明实施例中读卡设备的一种结构框图；

图8为本发明实施例中读卡设备的另一种结构框图；

图9为本发明实施例中读卡设备的又一种结构框图;

图10为本发明实施例中读卡设备与非接触卡的交互示意图。

具体实施方式

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为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的一种流程图。如图1所示，本实施例中，多频段多协议应用扩展方法包括如下步骤：

步骤101，耦合第一射频信号，并将耦合到的该第一射频信号转换为第一数字信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，第一数字信号遵循该第一协议；

这里，第一射频信号是现有读卡设备发出的，确切地说，第一射频信号是从现有读卡设备的射频发射天线发出的。第一射频信号中心频点所处的频段（即上述的第一频段）就是现有读卡设备所支持的频段。第一射频信号所遵循的协议（即上述的第一协议）就是现有读卡设备所支持的协议。例如，现有的13.56MHz读卡设备所支持的频段为中心频率为13.56MHz的频段，所遵循的协议为ISO14443A协议。

以第一频段为13.56MHz为例，对下面的步骤进行说明。

步骤102，对第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；

协议转换的过程是将数据信息由一种协议格式转换为另一种协议格式的过程。

协议转换过程可以是：对第一数字信号用第一协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第二协议进行封装，就得到了遵循第二协议的第二数字信号。

需要说明的是，第一协议和第二协议可以相同。在第一协议和第二协议相同的情况下，步骤102实质上是数据的透传，即对第一数字信号不做任何处理，直接传输第一数字信号，此时，第二数字信号还是第一数字信号。

步骤103，将第二数字信号调制为第二射频信号并发射，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议。

步骤103的实质是将第二数字信号调制到新的射频频点上，用新射频频点的射频信号作为数据信息载体，对数据信息进行传输。

其中，第一频段和第一协议的组合,与第二频段和第二协议的组合可以有如下情形:

第一种,第一频段与第二频段不同，第一协议与第二协议不同，例如在13.56MHz的频段上有4种协议，即ISO14443A协议、ISO14443B协议、Felica协议以及Mifare协议，应用本发明的多频段多协议扩展方法，可以在13.56MHz频段的四种协议之间任意转换；

第二种，第一频段与第二频段相同，第一协议与第二协议相同，此种情况实际上是不需要协议转换的，只是信号的透传，我们把这种不需要协议转换的情况作为一种特殊的协议转换类型；

第三种，第一频段与第二频段相同，第一协议与第二协议不同，例如13.56MHz频段和2.4GHz频段不同，两个频段上所采用的协议也是不同的。

第一频段和第一协议的组合,或者，第二频段和第二协议的组合，都可以为如下组合中的任意一种：

中心频率为13.56MHz的频段,和ISO14443A协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段,和ISO14443B协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合;

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

利用图1所示的多频段多协议应用扩展方法,可以将现有读卡设备所发出的信息转换为其他频段其他协议（这里的其他频段其他协议指现有读卡设备不支持的频段和协议）的射频信号发出,使得与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡也能够接收该读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理。例如，采用用图1所示的多频段多协议应用扩展方法,仅需将现有的13.56MHz读卡设备的天线部分耦合即可实现多频段及多协议的拓展。

本发明实施例的多频段多协议应用扩展方法,通过射频耦合方式实现了现有读卡设备的多频段多协议应用扩展，只需要在现有读卡设备上增加耦合等模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图2为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的另一种流程图。如图2所示，本实施例中，多频段多协议应用扩展方法包括如下步骤：

步骤201，接收第二射频信号并将该第二射频信号转换为第二数字信号，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，第二数字信号遵循第二协议；

这里，第二射频信号是由现有读卡设备的读卡对象（例如非接触卡）发出的。

步骤201与前述的步骤103是相逆的过程。

步骤202，对第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

步骤202的协议转换过程与前述的步骤102的协议转换原理相同，过程相逆，此处不再详述。

步骤203，将第一数字信号调制为第一射频信号并耦合第一射频信号，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

步骤203与前述的步骤101是相逆的过程。步骤203中的耦合与步骤101中的耦合方向相反，在步骤203中，是将第一射频信号耦合到读卡设备上，确切地说，是将第一射频信号耦合到读卡设备的射频接收天线上。

利用图2所示的多频段多协议应用扩展方法, 可以使只支持一个频段一种协议的现有读卡设备能够接收与该现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡等读卡对象所发出的信息并进行处理。例如，采用用图2所示的多频段多协议应用扩展方法,仅需对现有的13.56MHz读卡设备的天线部分耦合即可实现多频段及多协议的拓展。

本发明实施例的多频段多协议应用扩展方法,通过射频耦合方式实现了现有读卡设备的多频段多协议应用扩展，只需要在现有读卡设备上增加耦合等模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图3为本发明实施例中多频段多协议应用扩展方法的又一种流程图。如图3所示，本实施例中，多频段多协议应用扩展方法的流程既包括图1中的步骤101、步骤102和步骤103，也包括图2中的步骤201、步骤202和步骤203。步骤101、步骤102、步骤103、步骤201、步骤202和步骤203在前面已有详细描述，此处不再赘述。

利用图3所示的多频段多协议应用扩展方法,既能够将只支持一个频段一种协议的现有读卡设备所发出的信息转换为其他频段其他协议的射频信号发出,使得与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡也能够接收该读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理，也能够使只支持一个频段一种协议的现有读卡设备能够接收与该现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡等读卡对象所发出的信息并进行处理，从而使得只支持一个频段一种协议的现有读卡设备能够和与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的各种非接触卡进行读卡操作，既拓展了读卡设备的应用范围，也拓展了非接触卡的应用范围。并且，本发明实施例的多频段多协议应用扩展方法,只需要在现有读卡设备上增加耦合等模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，也不需要对读卡设备的读卡对象如非接触卡等进行改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图4为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的一种结构框图。如图4所示，本实施例中，第一多频段多协议应用扩展装置10包括第一耦合模块110、第一转换模块120和射频发射模块130。第一耦合模块110用于耦合第一射频信号并将该第一射频信号转换为第一数字信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，第一数字信号遵循第一协议。第一转换模块120用于对第一耦合模块110输出的第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号。射频发射模块130用于将第一转换模块120输出的第二数字信号调制为第二射频信号并发射，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议。图4所示的第一多频段多协议应用扩展装置10可以用于实施图1所示的多频段多协议应用扩展方法的流程。

其中，第一耦合模块110所耦合的第一射频信号是现有读卡设备（只支持一个频段一种协议）发出的，确切地说，第一射频信号是从现有读卡设备的射频发射天线发出的。第一射频信号中心频点所处的频段（即上述的第一频段）就是现有读卡设备所支持的频段。第一射频信号所遵循的协议（即上述的第一协议）就是现有读卡设备所支持的协议。例如，现有的13.56MHz读卡设备所支持的频段为中心频率为13.56MHz的频段，所遵循的协议为协议A。

其中，第一转换模块120的协议转换的过程是将数据信息由一种协议格式转换为另一种协议格式的过程。

其中，射频发射模块130的功能实质是将第二数字信号调制到新的射频频点上，用新射频频点的射频信号作为数据信息载体，对数据信息进行传输。

如前所述，第一频段和第一协议的组合,与第二频段和第二协议的组合可以有如下情形:第一种,第一频段与第二频段不同，第一协议与第二协议不同；第二种，第一频段与第二频段相同，第一协议与第二协议相同；第三种，第一频段与第二频段相同，第一协议与第二协议不同。

第一频段和第一协议的组合,或者，第二频段和第二协议的组合，都可以为如下组合中的任意一种：

中心频率为13.56MHz的频段,和ISO14443A协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段,和ISO14443B协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合;

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合;

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

利用图4所示的第一多频段多协议应用扩展装置10,可以将现有读卡设备所发出的信息转换为其他频段其他协议（这里的其他频段其他协议指现有读卡设备不支持的频段和协议）的射频信号发出,使得与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡也能够接收该读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理。

本发明实施例的多频段多协议应用扩展装置,通过射频耦合方式实现了现有读卡设备的多频段多协议应用扩展，只需要在现有读卡设备上增加硬件模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图5为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的另一种结构框图。如图5所示，本实施例中，第二多频段多协议应用扩展装置20包括射频接收模块210、第二转换模块220和第二耦合模块230。射频接收模块210用于接收第二射频信号并将该第二射频信号转换为第二数字信号，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，第二数字信号遵循第二协议。第二转换模块220用于对射频接收模块210所输出的第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号。第二耦合模块230用于将第二转换模块220输出的第一数字信号调制为第一射频信号并耦合第一射频信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。图5所示的第二多频段多协议应用扩展装置20可以用于实施图2所示的多频段多协议应用扩展方法的流程。

其中，射频接收模块210所接收的第二射频信号是由现有读卡设备的读卡对象（例如非接触卡）发出的。射频接收模块210与图4中射频发射模块130的功能是相逆的。

其中，第二转换模块220的协议转换过程与图4中第一转换模块120的协议转换原理相同，过程相逆，此处不再详述。

其中，第二耦合模块230与图4中第一耦合模块110的耦合方向相反。第二耦合模块230是将第一射频信号耦合到读卡设备上，确切地说，是将第一射频信号耦合到读卡设备的射频接收天线上。

利用图5所示的第二多频段多协议应用扩展装置20, 可以使现有读卡设备能够接收与该现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡等读卡对象所发出的信息并进行处理。

本发明实施例的多频段多协议应用扩展装置,通过射频耦合方式实现了现有读卡设备的多频段多协议应用扩展，只需要在现有读卡设备上增加硬件模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图6为本发明实施例中多频段多协议应用扩展装置的又一种结构框图。如图6所示，本实施例中，第一多频段多协议应用扩展装置10中既包括图4中的第一耦合模块110、第一转换模块120和射频发射模块130，也包括图5中的射频接收模块210、第二转换模块220和第二耦合模块230。第一耦合模块110、第一转换模块120、射频发射模块130、射频接收模块210、第二转换模块220和第二耦合模块230的功能前面已有详细描述，此处不再重复。

利用图6所示的多频段多协议应用扩展装置,既能够将现有读卡设备所发出的信息转换为其他频段其他协议（这里的其他频段其他协议指现有读卡设备不支持的频段和协议）的射频信号发出,使得与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡也能够接收该读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理，也能够使现有读卡设备能够接收与该现有读卡设备所支持的频段和协议不同的非接触卡等读卡对象所发出的信息并进行处理，从而使得现有读卡设备能够和与现有读卡设备所支持的频段和协议不同的各种非接触卡进行读卡操作，既拓展了读卡设备的应用范围，也拓展了非接触卡的应用范围。并且，本发明实施例的多频段多协议应用扩展装置,只需要在现有读卡设备上增加硬件模块，不需要对现有读卡设备进行任何软件改动，也不需要对读卡设备的读卡对象如非接触卡等进行改动，不需要现有读卡设备厂商的参与和二次开发，减少了改造成本，降低了对现有读卡设备进行多频段多协议应用拓展的难度。

图7为本发明实施例中读卡设备的一种结构框图。如图7所示，本实施例中，第一读卡设备30包括图4所示的第一多频段多协议应用扩展装置10。第一多频段多协议应用扩展装置10包括第一耦合模块110、第一转换模块120和射频发射模块130。第一耦合模块110用于耦合第一射频信号并将该第一射频信号转换为第一数字信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，第一数字信号遵循第一协议。第一转换模块120用于对第一耦合模块110输出的第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号。射频发射模块130用于将第一转换模块120输出的第二数字信号调制为第二射频信号并发射，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议。

本发明实施例的读卡设备具有第一多频段多协议应用扩展装置10，能够通过射频耦合方式实现多频段多协议应用,使得支持不同频段、不同协议的非接触卡都能够接收本发明读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理。且与现有读卡设备相比，只增加了硬件模块，不需要进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的二次开发，因此改造成本低，进行多频段多协议应用拓展的难度小。

图8为本发明实施例中读卡设备的另一种结构框图。如图8所示，本实施例中，第二读卡设备40包括图5所示的第二多频段多协议应用扩展装置20。第二多频段多协议应用扩展装置20包括射频接收模块210、第二转换模块220和第二耦合模块230。射频接收模块210用于接收第二射频信号并将该第二射频信号转换为第二数字信号，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，第二数字信号遵循第二协议。第二转换模块220用于对射频接收模块210所输出的第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号。第二耦合模块230用于将第二转换模块220输出的第一数字信号调制为第一射频信号并耦合第一射频信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

本发明实施例的读卡设备具有第二多频段多协议应用扩展装置20, 能够通过射频耦合方式实现多频段多协议应用, 能够接收支持不同频段、不同协议的读卡对象所发出的信息并进行处理。且与现有读卡设备相比，只增加了硬件模块，不需要进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商二次开发，因此改造成本低，进行多频段多协议应用拓展的难度小。

图9为本发明实施例中读卡设备的又一种结构框图。如图9所示，本实施例中，第一读卡设备30包括图6所示的第一多频段多协议应用扩展装置10。第一多频段多协议应用扩展装置10包括第一耦合模块110、第一转换模块120、射频发射模块130、射频接收模块210、第二转换模块220和第二耦合模块230。

第一耦合模块110用于耦合第一射频信号并将该第一射频信号转换为第一数字信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，第一数字信号遵循第一协议。第一转换模块120用于对第一耦合模块110输出的第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号。射频发射模块130用于将第一转换模块120输出的第二数字信号调制为第二射频信号并发射，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议。

射频接收模块210用于接收第二射频信号并将该第二射频信号转换为第二数字信号，其中，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，第二数字信号遵循第二协议。第二转换模块220用于对射频接收模块210所输出的第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号。第二耦合模块230用于将第二转换模块220输出的第一数字信号调制为第一射频信号以及耦合第一射频信号，其中，第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

本发明实施例的读卡设备具有多频段多协议应用扩展装置，能够通过射频耦合方式实现多频段多协议应用,既使支持不同频段、不同协议的非接触卡都能够接收本发明读卡设备所发出的数据及指令等信息并进行处理，又能够接收支持不同频段、不同协议的读卡对象所发出的信息并进行处理。且与现有读卡设备相比，只增加了硬件模块，不需要进行任何软件改动，不需要现有读卡设备厂商的二次开发，因此改造成本低，进行多频段多协议应用拓展的难度小。

下面通过一个具体实施例来说明本发明的多频段多协议应用扩展装置、读卡设备与非接触卡之间的交互过程。

图10为本发明实施例中读卡设备与非接触卡的交互示意图。图10中，读卡设备包括主控模块、协议处理及射频收发模块和多频段多协议应用扩展装置。其中，主控模块和协议处理及射频收发模块是读卡设备原有的模块。其中，主控模块用于将第一数据信息发送给协议处理及射频收发模块，以及从协议处理及射频收发模块获取第二数据信息，这里，第一数据信息为主控模块发送给非接触卡的数据信息，第二数据信息为非接触卡发送给主控模块的数据信息。协议处理及射频收发模块用于将第一数据信息加载到第一射频信号上发射出去，以及对从多频段多协议应用扩展装置耦合的第一射频信号进行解调和协议解析，获得第二数据信息，第一射频信号遵循第一协议、处于第一频段。假定主控模块和协议处理及射频收发模块支持中心频点为13.56MHz的频段和ISO14443A协议，也即，假定第一频段为中心频点为13.56MHz的频段，第一协议为ISO14443A协议。多频段多协议应用扩展装置将读卡设备支持的频段和协议拓展为：中心频率为13.56MHz的频段, ISO14443A协议；中心频率为13.56MHz的频段, ISO14443B协议;中心频率为13.56MHz的频段, Felica协议；中心频率为13.56MHz的频段, Mefare协议中心频率为2.4GHz的频段，中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议。

图10中，假设第一非接触卡支持中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443A协议，第二非接触卡支持中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443B协议，第三非接触卡支持中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议。

图10中，多频段多协议应用扩展装置包括射频耦合模块、协议转换模块和射频收发模块。其中，射频耦合模块包括前述的第一耦合模块110和第二耦合模块230，协议转换模块包括前述的第一转换模块120和第二转换模块220，射频收发模块包括第一射频收发模块和第二射频收发模块，第一射频收发模块的工作频点为13.56MHz，第二射频收发模块的工作频点为2.4GHz。第一射频收发模块和第二射频收发模块中均包括前述的射频发射模块130和射频接收模块210。

概括来讲，图10中，射频耦合模块用于进行第一射频信号的双向耦合、第一射频信号和第一数字信号之间的双向转换以及收发第一数字信号，其中，第一射频信号处于中心频率为13.56MHz的频段、遵循ISO14443A协议，第一数字信号遵循ISO14443A协议；协议转换模块用于收发第一数字信号、进行第一数字信号和遵循第二协议的第二数字信号之间的双向协议转换以及收发第二数字信号；射频收发模块用于收发第二数字信号、进行第二数字信号和第二射频信号之间的双向转换以及收发第二射频信号，第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议。这里，第二频段和第二协议的组合有如下三种：中心频率为13.56MHz的频段, ISO14443A协议；中心频率为13.56MHz的频段, ISO14443B协议;中心频率为2.4GHz的频段，中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议。

图10中，读卡设备与非接触卡的交换过程如下：

读卡设备向非接触卡发送信息的过程包括：

主控模块将需要传送给非接触卡的数据及指令等信息发送给协议处理及射频收发模块；

协议处理及射频收发模块采用ISO14443A协议对主控模块传来的信息进行封装处理，并将处理后的信息调制到中心频率为13.56MHz的射频信号上发射出去；

射频耦合模块耦合协议处理及射频收发模块发出的射频信号，并将该耦合到的射频信号解析为遵循ISO14443A协议的数字信号，发送给协议转换模块；

协议转换模块对遵循ISO14443A协议的数字信号作如下处理：如果读卡设备是向第一非接触卡发送信息，则协议转换模块将遵循ISO14443A协议的数字信号直接透传，输出遵循ISO14443A协议的数字信号；如果读卡设备是向第二非接触卡发送信息，则协议转换模块将遵循ISO14443A协议的数字信号通过协议转换为遵循ISO14443B协议的数字信号，输出遵循ISO14443B协议的数字信号；如果读卡设备是向第三非接触卡发送信息，则协议转换模块将遵循ISO14443A协议的数字信号通过协议转换为遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的数字信号，输出遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的数字信号；

射频收发模块根据协议转换模块输出的数字信号作相应的处理：如果是遵循ISO14443A协议的数字信号或是遵循ISO14443B协议的数字信号，都由第一射频收发模块调制到中心频率为13.56MHz的射频信号上发射出去；如果是遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的数字信号，则由第二射频收发模块调制到中心频率为2.4GHz的射频信号上发射出去；

第一非接触卡接收中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443A协议的射频信号，第二非接触卡接收中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443B协议的射频信号，第三非接触卡接收中心频率为2.4GHz、且遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的射频信号。

非接触卡向读卡设备发送信息的过程包括：

第一非接触卡发出中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443A协议的射频信号，第二非接触卡发出中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443B协议的射频信号，第三非接触卡发出中心频率为2.4GHz、且遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的射频信号；

射频收发模块对不同非接触卡发出的射频信号作相应的处理：如果是第一非接触卡或第二非接触卡发出的射频信号，都由第一射频收发模块接收并解调，输出遵循ISO14443A协议的数字信号或是遵循ISO14443B协议的数字信号给协议转换模块；如果是第三非接触卡发出的射频信号，则由第二射频收发模块接收并解调，输出遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的数字信号给协议转换模块；

协议转换模块将遵循不同协议的数字信号都转换为遵循ISO14443A协议的数字信号并传送给射频耦合模块：将遵循ISO14443B协议的数字信号通过协议转换为遵循ISO14443A协议的数字信号；将遵循中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的数字信号通过协议转换为遵循协议的数字信号；遵循ISO14443A协议的数字信号无需协议转换，直接进行透传；

射频耦合模块将遵循ISO14443A协议的数字信号调制到中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443A协议的射频信号上，然后将该射频信号耦合到协议处理及射频收发模块的接收天线上；

协议处理及射频收发模块通过耦合方式接收射频耦合模块发出的中心频率为13.56MHz、且遵循ISO14443A协议的射频信号，对该射频信号进行解调、协议解析，获得来自非接触卡的数据信息，传送给主控模块；

主控模块接收该数据信息并进行处理。

由上可见，本发明采用耦合射频信号的方式，实现了读卡设备的多频段多协议应用拓展, 与现有读卡设备相比，只增加了硬件模块，不需要进行任何软件改动，并且不需要现有读卡设备的开发厂商参与，改造成本低，进行多频段多协议应用拓展的难度小。

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 (10)

1.一种多频段多协议应用扩展方法,其特征在于,包括：

耦合第一射频信号并将所述第一射频信号转换为第一数字信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，所述第一数字信号遵循所述第一协议；

对所述第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；所述协议转换的过程为：对第一数字信号用第一协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第二协议进行封装，得到遵循第二协议的第二数字信号；

将所述第二数字信号调制为第二射频信号并发射，所述第二射频信号处于第二频段、遵循所述第二协议；

还包括：

接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；所述协议转换的过程为：对第二数字信号用第二协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第一协议进行封装，得到遵循第一协议的第一数字信号；

将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

2.根据权利要求1所述的多频段多协议应用扩展方法,其特征在于,所述第一频段和所述第一协议的组合为中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443A协议的组合。

3.根据权利要求2所述的多频段多协议应用扩展方法,其特征在于,所述第二频段和所述第二协议的组合，为如下组合中的任意一种:

中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443B协议的组合；

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合；

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合；

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

4.一种多频段多协议应用扩展方法,其特征在于,包括：

接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；所述协议转换的过程为：对第二数字信号用第二协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第一协议进行封装，得到遵循第一协议的第一数字信号；

将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

5.一种多频段多协议应用扩展装置,其特征在于,包括：

第一耦合模块,用于耦合第一射频信号并将所述第一射频信号转换为第一数字信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议，所述第一数字信号遵循所述第一协议；

第一转换模块,用于对所述第一数字信号进行协议转换，得到遵循第二协议的第二数字信号；所述协议转换的过程为：对第一数字信号用第一协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第二协议进行封装，得到遵循第二协议的第二数字信号；

射频发射模块,用于将所述第二数字信号调制为第二射频信号并发射，所述第二射频信号处于第二频段、遵循所述第二协议；

还包括：

射频接收模块,用于接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

第二转换模块,用于对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；所述协议转换的过程为：对第二数字信号用第二协议进行解析，得到原始数据信息，然后对该原始数据信息按照第一协议进行封装，得到遵循第一协议的第一数字信号；

第二耦合模块,用于将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

6.根据权利要求5所述的多频段多协议应用扩展装置,其特征在于,所述第一频段和所述第一协议的组合为中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443A协议的组合。

7.根据权利要求6所述的多频段多协议应用扩展装置,其特征在于,所述第二频段和所述第二协议的组合为如下组合中的任意一种:

中心频率为13.56MHz的频段和ISO14443B协议的组合；

中心频率为13.56MHz的频段和felica协议的组合；

中心频率为13.56MHz的频段和Mifare协议的组合；

中心频率为2.4GHz的频段和中国移动手机支付RFID-SIM卡射频协议的组合。

8.一种多频段多协议应用扩展装置,其特征在于,包括：

射频接收模块,用于接收第二射频信号并将所述第二射频信号转换为第二数字信号，所述第二射频信号处于第二频段、遵循第二协议，所述第二数字信号遵循所述第二协议；

第二转换模块,用于对所述第二数字信号进行协议转换，得到遵循第一协议的第一数字信号；

第二耦合模块,用于将所述第一数字信号调制为第一射频信号并耦合所述第一射频信号，所述第一射频信号处于第一频段、遵循第一协议。

9.一种读卡设备，其特征在于，包括主控模块、协议处理及射频收发模块以及权利要求5-8任一项所述的多频段多协议应用扩展装置,其中：

所述主控模块，用于将第一数据信息发送给所述协议处理及射频收发模块，以及从所述协议处理及射频收发模块获取第二数据信息，所述第一数据信息为所述主控模块发送给非接触卡的数据信息，所述第二数据信息为所述非接触卡发送给所述主控模块的数据信息；

所述协议处理及射频收发模块，用于将所述第一数据信息加载到第一射频信号上发射出去，以及对从所述多频段多协议应用扩展装置耦合的第一射频信号进行解调和协议解析，获得所述第二数据信息，所述第一射频信号遵循第一协议、处于第一频段。

10.一种读卡设备，其特征在于，包括主控模块、协议处理及射频收发模块以及权利要求8所述的多频段多协议应用扩展装置,其中：

所述主控模块，用于将第一数据信息发送给所述协议处理及射频收发模块，以及从所述协议处理及射频收发模块获取第二数据信息，所述第一数据信息为所述主控模块发送给非接触卡的数据信息，所述第二数据信息为所述非接触卡发送给所述主控模块的数据信息；

所述协议处理及射频收发模块，用于将所述第一数据信息加载到第一射频信号上发射出去，以及对从所述多频段多协议应用扩展装置耦合的第一射频信号进行解调和协议解析，获得所述第二数据信息，所述第一射频信号遵循第一协议、处于第一频段。