CN103347105B - 一种兼容swp功能的手机射频sim卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡，包括SIM微控制单元、SIM卡触点、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的SWIO接口、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口信号线，还包括射频模块、与该射频模块连接的SIM天线，以及连接所述的SIM微控制单元和射频模块的有线接口。本发明对NFC手机和非NFC手机均能实现移动支付、票证和身份识别的功能，而手机本身无须任何修改。

Description

一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡

技术领域

本发明涉及手机SIM（Subscriber Identity Module，客户识别模块）卡设计领域和无线通信领域，特别涉及兼容SWP（Single Wire Protocol，单线协议）功能手机射频SIM卡的实现方法。

背景技术

随着金融网络的不断发展，POS机等金融消费工具已深入到了家居、工作和出行等日常生活的每个角落。手机是现代人类生活中不可或缺的一种便携式移动终端，将支付、票证和身份识别等功能集成到手机中，是近年来手机及其周边产业的一个新兴热点。

在种类繁多的手机支付解决方案中，基于NFC（Near Field Communication，近场通信）手机和SWP SIM卡的方案，由于其在通信可靠性、信息安全性和用户操作灵活性上的优势，已逐渐成为当下的主流方案。

图1是现有技术中，基于NFC手机和SWP SIM卡的移动支付解决方案示意图，该方案至少包括了一款支持NFC的手机101，以及一款支持SWP功能的手机SIM卡102。其中，该支持NFC功能的手机101至少包括NFC CLF（Contactless Frontend，非接触式前端）107、手机基带108、NFC CLF与SIM卡触点之间的SWIO（Single Wire Input Output，单线输入输出）接口109、手机基带与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口信号线110、NFC天线111、NFC CLF与手机基带之间的有线接口112。该支持SWP功能的手机SIM卡102至少包括了SIM微控制单元（MCU，Micro Control Unit，103、SIM卡触点104、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的SWIO接口105、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口106。

参考图1，NFC CLF107同NFC天线111一起构成了支持NFC的手机101同POS机等读卡机之间的射频信号通道，SIM微控制单元103是实现加解密、充值、扣款等金融数据处理的模块。射频信号通道和SIM微控制单元一起，实现了移动支付的功能。

尽管上述移动支付的解决方案已比较成熟，但是，由于目前市场上仅有少数手机支持NFC功能。NFC手机从其出现到被大量使用，需要若干年的时间过渡，移动支付、票证和身份识别的快速发展，远远超过了NFC手机市场的增长速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡，使得NFC手机和非NFC手机在使用所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡后，均能实现移动支付、票证和身份识别的功能，而手机本身无须任何修改。

实现上述目的的核心方法是：将符合NFC通信规范的射频模块集成到兼容SWP功能的手机SIM卡上，为非NFC手机提供一个独立于手机的备用射频信号传输通道。由于现有技术中，兼容SWP功能的手机SIM卡不包含射频模块，为将原本并非应用在手机SIM卡上的射频模块集成到手机SIM卡上并正常工作，所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡上新增了SIM天线和有线接口。其中，SIM天线被用作射频模块进行射频信号接收和发射的中介，有线接口被用作SIM微控制单元对射频模块进行配置以及SIM微控制单元和射频模块进行低频信号传输的通道。为使得所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡在NFC手机和非NFC手机中均能使用，SIM微控制单元新增射频信号传输通道的检测和选择功能，检测并选择是由手机上的NFCCLF配合NFC天线，还是由所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡上的射频模块配合SIM天线作为射频信号传输的通道。

本发明的具体解决方案如下：

一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡，包括SIM微控制单元、SIM卡触点、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的SWIO接口、SIM微控制单元与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口信号线，其特点在于，还包括射频模块、与该射频模块连接的SIM天线，以及连接所述的SIM微控制单元和射频模块的有线接口。

所述的SIM微控制单元具有射频信号传输通道的检测和选择功能。

所述的SIM微控制单元具有射频信号传输通道的检测和选择功能，具体是指SIM微控制单元检测手机内是否存在NFC模块，并由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信。

所述的SIM微控制单元检测手机内是否存在NFC模块，指的是SIM微控制单元通过SWIO接口，按照SWP协议的规定，发送“询问”命令，并根据SWIO接口是否收到“询问”命令的反馈，判断手机是否安装有NFC模块。

所述的由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信，指的是根据SIM微控制单元对射频信号传输通道的检测结果，选择由手机上的NFC CLF配合NFC天线作为射频信号的传输通道，还是由所述手机射频SIM卡上的射频模块配合SIM天线作为射频信号的传输通道。

所述SIM天线可以工作在3-30MHz之间的短波频段，同读卡机的天线之间实现近场耦合，并配合射频模块进行射频信号的接收与发射。

所述的有线接口为SIM微控制单元与射频模块之间提供通信接口，实现SIM微控制单元对射频模块工作状态和工作模式的配置，实现SIM微控制单元与射频模块之间低频信号的传输。有线接口的通信规范符合SPI接口协议，或者GPIO接口协议，或者UART接口协议，或者I²C接口协议。

所述的射频模块具有以下特征：

1)被集成在所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡上；

2)符合ISO/IEC14443或其它遵循NFC通信规范的物理层；

3)可由SIM微控制单元对其工作状态和工作模式进行配置；

4)可通过有线接口实现同SIM微控制单元之间的低频信号传输。

所述SIM微控制单元对于射频信号传输通道的检测，可以在手机上电的操作过程中自动完成，也可以是由手机用户通过手机的可视化操作菜单，手动检测完成。

所述“询问”命令指的是，所述SIM微控制单元通过SWIO接口发送符合SWP协议规定的电信号。

所述SIM微控制单元通过SWIO接口发送的电信号可以是符合SWP协议的电压信号S1，也可以是符合SWP协议的电流信号S2。

所述SIM微控制单元对于射频信号传输通道的选择，可以是SIM微控制单元根据射频信号传输通道的检测结果自动选择完成，也可以是用户通过手机的可视化操作菜单，手动选择完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是对NFC手机和非NFC手机均能实现移动支付、票证和身份识别的功能，而手机本身无须任何修改。

附图说明

图1是现有技术中，基于NFC手机和兼容SWP功能的SIM卡的移动支付解决方案示意图。

图2是本发明兼容SWP功能的手机射频SIM卡的示意图。

图3是本发明所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡在NFC手机中的使用状态图。

图4是本发明所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡在非NFC手机中的使用状态图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请先参阅图2，图2是本发明兼容SWP功能的手机射频SIM卡的示意图，如图所示，一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡201，包括SIM微控制单元103、SIM卡触点104、SIM微控制单元103与SIM卡触点104之间的SWIO接口105、SIM微控制单元103与SIM卡触点104之间的ISO/IEC7816接口信号线106，还包括射频模块202、与该射频模块202连接的SIM天线203，以及连接所述的SIM微控制单元103和射频模块202的有线接口204。

所述的SIM微控制单元103具有射频信号传输通道的检测和选择功能，具体是指SIM微控制单元103检测手机内是否存在NFC模块，并由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信。所述的SIM微控制单元103检测手机内是否存在NFC模块，指的是SIM微控制单元103通过SWIO接口105，按照SWP协议的规定，发送“询问”命令，并根据SWIO接口105是否收到“询问”命令的反馈，判断手机是否安装有NFC模块。所述的由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信，指的是根据SIM微控制单元103对射频信号传输通道的检测结果，选择由手机上的NFC CLF107配合NFC天线111作为射频信号的传输通道，还是由所述手机射频SIM卡上的射频模块202配合SIM天线203作为射频信号的传输通道。

所述SIM天线203工作在3-30MHz之间的短波频段，同读卡机的天线之间实现近场耦合，并配合射频模块202进行射频信号的接收与发射。

实施例1、所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡在NFC手机中的应用实例。

如图3所示，本发明所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡201被放置在NFC手机101中。在手机上电的过程中，所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡201的SIM微控制单元103也进入上电的状态，并通过ISO/IEC7816接口106，经由SIM卡触点104，手机基带与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口110，同手机基带108建立通信，确认手机的基本功能。此后，SIM微控制单元103开始通过SIM卡上的SWIO接口105，经由SIM卡触点104，手机NFC模块和SIM卡触点之间的SWIO接口109向NFC CLF107发送“询问”命令。NFC CLF模块在收到“询问”命令后，通过手机NFC模块和SIM触点之间的SWIO接口109，经由SIM卡触点104和SIM卡上的SWIO接口105，向SIM微控制单元103进行应答。SIM微控制单元103接收到来自NFC CLF107的应答后，认为手机101中包含了NFC模块。于是，SIM微控制单元103通过有线接口204关闭射频模块202，屏蔽来自射频模块202的通信请求。当手机101进入到POS机等读卡机的场区内时，SIM微控制单元103使用手机101中的NFC CLF107配合NFC天线111作为移动支付通信的射频信号传输通道，与POS机等读卡机进行认证、支付等无线通信操作。

实施例2、所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡在非NFC手机中的应用实例。

如图4所示，本发明所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡201被放置在非NFC手机401中。在手机上电的过程中，所述兼容SWP功能的手机射频SIM卡201的SIM微控制单元103也进入上电的状态，并通过ISO/IEC7816接口106，经由SIM卡触点104，手机基带与SIM卡触点之间的ISO/IEC7816接口110，同手机基带108建立通信，确认手机的基本功能。此后，SIM微控制单元103开始通过SIM卡上的SWIO接口105，经由SIM卡触点104，向手机发送“查询”命令。由于手机401不包含NFC模块，SIM微控制单元103无法收到来自SWIO接口105的应答，SIM微控制单元103认为手机401不包含NFC模块。于是，SIM微控制单元103通过有线接口204激活射频模块202，屏蔽来自SWIO接口105的通信请求。当手机401进入到POS机等读卡机的场区内时，SIM微控制单元103使用射频模块202配合SIM天线203作为移动支付通信的射频信号传输通道，与POS机等读卡机进行认证、支付等无线通信操作。

虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但两例较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。

Claims (5)

1.一种兼容SWP功能的手机射频SIM卡，包括SIM微控制单元(103)、SIM卡触点(104)、SIM微控制单元(103)与SIM卡触点(104)之间的SWIO接口(105)、SIM微控制单元(103)与SIM卡触点(104)之间的ISO/IEC 7816接口信号线(106)，其特征在于，还包括射频模块(202)、与该射频模块(202)连接的SIM天线(203)，以及连接所述的SIM微控制单元(103)和射频模块(202)的有线接口(204)；

所述的射频模块(202)是符合ISO/IEC 14443或其它遵循NFC通信规范的物理层；

所述的SIM微控制单元(103)具有射频信号传输通道的检测和选择功能；

所述的SIM微控制单元(103)具有射频信号传输通道的检测和选择功能，具体是指SIM微控制单元(103)检测手机内是否存在NFC模块，并由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡，其特征在于，所述的SIM微控制单元(103)检测手机内是否存在NFC模块，指的是SIM微控制单元(103)通过SWIO接口(105)，按照SWP协议的规定，发送“询问”命令，并根据SWIO接口(105)是否收到“询问”命令的反馈，判断手机是否安装有NFC模块。

3.根据权利要求1所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡，其特征在于，所述的由检测结果选择合适的射频信号传输通道进行无线通信，指的是根据SIM微控制单元(103)对射频信号传输通道的检测结果，选择由手机上的NFC CLF(107)配合NFC天线(111)作为射频信号的传输通道，还是由所述手机射频SIM卡上的射频模块(202)配合SIM天线(203)作为射频信号的传输通道。

4.根据权利要求1所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡，其特征在于，所述SIM天线(203)集成在手机射频SIM卡上，可以工作在3-30MHz的短波频段，同读卡机的天线之间实现近场耦合，配合射频模块(202)进行射频信号的接收与发射。

5.根据权利要求1所述的兼容SWP功能的手机射频SIM卡，其特征在于，所述的有线接口(204)的通信规范符合SPI接口协议，或者GPIO接口协议，或者UART接口协议，或者I²C接口协议。