CN103714304B - 基于射频识别的读卡器和基于射频识别的读卡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于射频识别的读卡器和一种基于射频识别的读卡方法，其中，所述基于射频识别的读卡器，包括：交互单元，用于发射对无线射频卡的查询指令，以及接收对所述查询指令的响应信息；检查单元，用于对所述交互单元接收到的所述响应信息的格式进行检查，以得到检查结果；判断单元，用于在所述检查单元的检查结果表明所述响应信息的格式满足预定的信息格式时，判定查询到所述无线射频卡。通过本发明的技术方案，可以避免环境干扰造成读卡器的误触发，确保了读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

Description

基于射频识别的读卡器和基于射频识别的读卡方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于射频识别的读卡器和一种基于射频识别的读卡方法。

背景技术

在相关技术中，基于射频识别的读卡器，比如NFC（Near Field Communication，近距离无线通信）读卡器抗干扰机制并不完善，存在很大局限性，比如：

（1）只是依赖协议本身的校验字段进行简单校验，无法处理由于强电电源噪声辐射干扰或其他环境因素导致的误读卡问题，即在无卡时读卡器误认为有卡，有卡时读卡器误认为无卡。

（2）不能处理ISO-14443（非接触式IC卡标准）A类卡在读卡初始阶段产生的干扰（因为此类卡的协议无校验字段）。

因此，如何避免基于射频识别的读卡器误读卡，并且确保读卡器能够准确触发成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提供了一种新的基于射频识别的读卡技术，可以避免环境干扰造成读卡器的误触发，确保了读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

有鉴于此，本发明提供了一种基于射频识别的读卡器，包括：交互单元，用于发射对无线射频卡的查询指令，以及接收对所述查询指令的响应信息；检查单元，用于对所述交互单元接收到的所述响应信息的格式进行检查，以得到检查结果；判断单元，用于在所述检查单元的检查结果表明所述响应信息的格式满足预定的信息格式时，判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，通过在接收到针对查询指令的响应信息时，对响应信息的格式进行检查，可以判断响应信息的格式是否满足预设的信息格式，避免了环境干扰（比如强电环境）造成读卡器的误触发，确保读卡器能够准确触发。

具体来说，比如NFC读卡器在误触发时，接收到的响应信息的字节长度不确定，可能是0字节、1字节或2字节等，而标准的响应信息是2字节，因此可以通过判断响应信息的字节数，判定读卡器是否为误触发。在判定响应信息为2字节时，可以进一步判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以进一步对读卡器是否为误触发进行判定，确保读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

根据本发明的另一方面，还提出了一种基于射频识别的读卡方法，包括：发射对无线射频卡的查询指令；在接收到对所述查询指令的响应信息时，判断所述响应信息是否满足预设的信息格式，若是，则判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，通过在接收到针对查询指令的响应信息时，对响应信息的格式进行检查，可以判断响应信息的格式是否满足预设的信息格式，避免了环境干扰（比如强电环境）造成读卡器的误触发，确保读卡器能够准确触发。

具体来说，比如NFC读卡器在误触发时，接收到的响应信息的字节长度不确定，可能是0字节、1字节或2字节等，而标准的响应信息是2字节，因此可以通过判断响应信息的字节数，判定读卡器是否为误触发。在判定响应信息为2字节时，可以进一步判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以进一步对读卡器是否为误触发进行判定，确保读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡器的示意框图；

图2示出了根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡方法的示意流程图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于射频识别的读卡方法的示意流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡器的示意框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡器100，包括：交互单元102，用于发射对无线射频卡的查询指令，以及接收对所述查询指令的响应信息；检查单元104，用于对所述交互单元102接收到的所述响应信息的格式进行检查，以得到检查结果；判断单元106，用于在所述检查单元104的检查结果表明所述响应信息的格式满足预定的信息格式时，判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，通过在接收到针对查询指令的响应信息时，对响应信息的格式进行检查，可以判断响应信息的格式是否满足预设的信息格式，避免了环境干扰（比如强电环境）造成读卡器的误触发，确保读卡器能够准确触发。

在上述技术方案中，优选地，所述检查单元104具体用于：检查所述响应信息的字节长度是否满足预定长度；所述判断单元106具体用于：在所述检查结果表明所述响应信息的字节长度满足预定长度时，判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，具体来说，比如NFC读卡器在误触发时，接收到的响应信息的字节长度不确定，可能是0字节、1字节或2字节等，而标准的响应信息是2字节，因此可以通过判断响应信息的字节数，判定读卡器是否为误触发。

在上述技术方案中，优选地，所述检查单元104具体用于：检查所述响应信息的字段格式是否满足预定的字段格式；所述判断单元106还用于：在所述检查结果表明所述响应信息的字段格式满足预定的字段格式时，判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，具体来说，可以在判定响应信息为2字节时，进一步判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以进一步对读卡器是否为误触发进行判定，或者直接判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以确保读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

在上述技术方案中，优选地，所述交互单元102具体用于：按照预定时间间隔发射所述查询指令；所述判断单元106具体用于：判断所述交互单元102是否连续多次接收到所述响应信息，以及所述连续多次接收到的所述响应信息是否都满足所述预设的信息格式，若是，则判定查询到所述无线射频卡；所述检查单元104还用于：对所述交互单元102连续多次接收到的所述响应信息的格式进行检查。

在该技术方案中，通过按照预定时间间隔发射查询指令，并判断是否连续多次接收到响应信息，以及是否连续多次接收到的响应信息都满足预设的信息格式，避免了环境因素影响，比如抖动造成无线射频卡未能正常响应查询指令，而导致读卡器误读卡。具体来说，比如当无线射频卡在读卡器的辐射区边界时，由于无线射频卡的抖动，也会让读卡器误认为卡片脱离读卡区域后又再次进入，进而造成再次读卡的行为，而用户无意识“抖动”的行为一般都在200ms之内，因此可以设定每间隔500ms（当然也可以是其他时间间隔）发射一次查询指令，并判断是否连续多次（比如3次）接收到准确的响应信息，从而避免环境因素的影响而导致读卡器误读卡。

在上述技术方案中，优选地，还包括：获取单元108，用于在所述判断单元106判定查询到所述无线射频卡时，获取所述无线射频卡的标识信息。

在该技术方案中，具体来说，比如在查询到无线射频卡之后，获取无线射频卡的UID（Unique Identification，唯一标识符），以对通讯链路进行加密。

图2示出了根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡方法的示意流程图。

如图2所示，根据本发明的实施例的基于射频识别的读卡方法，包括：步骤202，发射对无线射频卡的查询指令；步骤204，在接收到对所述查询指令的响应信息时，判断所述响应信息是否满足预设的信息格式，若是，则判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，通过在接收到针对查询指令的响应信息时，对响应信息的格式进行检查，可以判断响应信息的格式是否满足预设的信息格式，避免了环境干扰（比如强电环境）造成读卡器的误触发，确保读卡器能够准确触发。

在上述技术方案中，优选地，所述判断所述响应信息是否满足预设的指令格式的步骤包括：判断所述响应信息的字节长度是否满足预定长度。

在该技术方案中，具体来说，比如NFC读卡器在误触发时，接收到的响应信息的字节长度不确定，可能是0字节、1字节或2字节等，而标准的响应信息是2字节，因此可以通过判断响应信息的字节数，判定读卡器是否为误触发。

在上述技术方案中，优选地，所述判断所述响应信息是否满足预设的指令格式的步骤包括：判断所述响应信息的字段格式是否满足预定的字段格式。

在该技术方案中，具体来说，可以在判定响应信息为2字节时，进一步判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以进一步对读卡器是否为误触发进行判定，或者直接判断响应信息的字段格式是否与标准的字段格式相同，以确保读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

在上述技术方案中，优选地，所述发射对无线射频卡的查询指令具体为：按照预定时间间隔发射所述查询指令；在所述判定查询到所述无线射频卡之前还包括：判断是否连续多次接收到所述响应信息，以及连续多次接收到的所述响应信息是否都满足所述预设的信息格式，若是，则判定查询到所述无线射频卡。

在该技术方案中，通过按照预定时间间隔发射查询指令，并判断是否连续多次接收到响应信息，以及是否连续多次接收到的响应信息都满足预设的信息格式，避免了环境因素影响，比如抖动造成无线射频卡未能正常响应查询指令，而导致读卡器误读卡。具体来说，比如当无线射频卡在读卡器的辐射区边界时，由于无线射频卡的抖动，也会让读卡器误认为卡片脱离读卡区域后又再次进入，进而造成再次读卡的行为，而用户无意识“抖动”的行为一般都在200ms之内，因此可以设定每间隔500ms（当然也可以是其他时间间隔）发射一次查询指令，并判断是否连续多次（比如3次）接收到准确的响应信息，从而避免环境因素的影响而导致读卡器误读卡。

在上述技术方案中，优选地，在所述判定查询到所述无线射频卡之后，还包括：获取所述无线射频卡的标识信息。

在该技术方案中，具体来说，比如在查询到无线射频卡之后，获取无线射频卡的UID（Unique Identification，唯一标识符），以对通讯链路进行加密。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于射频识别的读卡方法的示意流程图。

如图3所示，根据本发明的另一个实施例的基于射频识别的读卡方法，包括：

步骤302，读卡器发射REQA（以NFC卡ISO14443A卡为例进行说明，REQA为查询是否有ISO14443A卡的命令）命令，当有卡片在读卡器的RF（Radio Frequency，射频）辐射区内，卡片会回应ATQA（即对REQA的响应信息）命令。

步骤304，接收对查询指令的响应信息。

步骤306，检查响应信息的字节长度。由于在读卡器被误触发时，响应信息的字节长度不定，可能0字节、1字节或2字节等，并且数据有一定的随机性，但是ATQA命令是2个字节的，因此可以在接收到的响应信息的字节不为2字节时，判定是读卡器被误触发。

步骤308，检查响应信息的字段格式。由于ATQA命令遵循ISO14443A-3协议中对ATQA的定义，定义的格式如表1所示：

表1

其中，RFU（Reserved for Future ISO Use）字段是IOS协议预留字段；

Proprietary coding字段是私有编码段；

UID size bit frame字段是唯一标识符长度指示,b8b7可能的编码组合为00:4字节UID；01:7字节UID；10:10字节UID；11:预留位；

Bit frame anti collision是防冲突指示字段，b1～b5中有一位应设为1，其余位设为0；

MSB（Most Significant Bit）代表最高位；

LSB（Least Significant Bit）代表最低位。

因此，可以在接收到字节长度为2的响应消息时，进一步判断它是否符合ISO-14443A协议。经此对响应信息字节长度的检查，以及字段格式的检查，可以排除大部分由于环境因素造成的错误的响应信息。

步骤310，对与分段发送的查询指令相对应的多个响应信息的格式进行检查。

可以每隔△t时长，发射一次REQA命令，△t可以根据实际情况进行调节，比如可以设置为500ms。

可以在读卡器识别到无线射频卡时，连续多次接收无线射频卡响应的信息，比如连续3次收到的响应信息分别为：ATQA1、ATQA2、ATQA3，则可以判断ATQA1、ATQA2、ATQA3是否都是一致的，以及是否已经被检查了字节长度和字段格式，并判定为有效的响应信息，若是，则判定查询到无线射频卡。若没有连续3次接收到响应信息，或连续3次接收到的响应信息不同，或任一响应信息为错误的响应信息，则都判定为环境因素导致的误读卡操作。

此外，由于读卡器可以读取多种格式的无线射频卡，比如ISO14443A、ISO14443B、Felica、ISO15693等，因此可以以预定时间间隔依次发送相应的寻卡指令（即查找指令），以保证读卡器对不同类型的卡片都达到最快的响应速度。

在本实施例中，由于响应信息经过了双重验证（即检查字节长度以及字段格式），因此由电源辐射干扰而引起的响应信息可以被分辨出来并滤除。通过对与分段发送的查询指令相对应的多个响应信息的格式进行检查，更进一步地滤除了电源辐射噪声带来的负面影响，确保了读卡器能够不受环境因素影响而造成误触发。

此外，当卡片在读卡器的RF辐射区边界时，由于环境因素的影响，比如人手的“抖动”，也会让读卡器误认为卡片脱离读卡区域后又再次进入，进而造成UID再次上报等后续读卡行为。正常的“刷卡”行为，从接近到离开，完成时间至少需要500ms，而人手的无意识“抖动”行为一般都在200ms之内，因此可以依靠增加查询指令发送的间隔时间△t来避免由于“抖动”造成的误读卡问题。

本实施例中，不仅要求在读卡（即从无卡到有卡的过程）时，需要连续多次有效的认证，在从有卡到无卡的验证也需要连续三次有效认证，以避免环境干扰造成的误读卡问题：比如卡片在读卡器RF辐射区域内时，由于环境因素未必每次查询都能接收到正确的响应信息。比如ISO14443A类卡片在读卡器RF辐射区内时，如果由于环境因素引起ATQA未能正常反馈，那么读卡器会误认为卡片已经离开读卡器RF辐射区（实际卡片还在区域内），进而在后续收到正确ATQA时，以为卡片重新进入RF辐射区，引发重复读卡。这会导致严重问题：如重复扣除公交卡、银行卡、社保卡的卡内金额等。

本实施例中的读卡器以NFC读卡器为例进行说明，当然也可以是其他类型的读卡器，比如RFID读卡器等，具体来说，可以是手机中的无线射频读卡器或者公交车上的读卡器等。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到在相关技术中，基于射频识别的读卡器的抗干扰机制不完善，存在很大局限性，比如仅仅依赖协议本身的校验机制，只能预防数据包错误，无法处理由于强电干扰导致的误读卡问题，即在无卡时读卡器误认为有卡，有卡时读卡器误认为无卡。因此，本发明提出了一种新的基于射频识别的读卡技术，可以避免环境干扰造成读卡器的误触发，确保了读卡器能够准确触发，并返回准确的信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种用于识别NFC卡的读卡器，其特征在于，包括：

交互单元，用于发射REQA查询命令和接收ATQA响应命令，其中，所述REQA查询命令用于查询所述读卡器的射频辐射区内是否有NFC卡，所述ATQA响应命令是所述读卡器的射频辐射区内的NFC卡对所述REQA查询命令的回应；

检查单元，用于对所述交互单元接收到的所述ATQA响应命令的格式进行检查，以得到检查结果；

判断单元，用于在所述检查单元的检查结果表明所述ATQA响应命令的格式满足预设的信息格式时，判定查询到所述NFC卡；

所述交互单元具体用于：

按照预定时间间隔发射所述REQA查询命令；

所述判断单元具体用于：

判断所述交互单元是否连续多次接收到所述ATQA响应命令，以及所述连续多次接收到的所述ATQA响应命令是否都满足预设的信息格式，若是，则判定查询到所述NFC卡；

所述检查单元还用于：

对所述交互单元连续多次接收到的所述ATQA响应命令的格式进行检查。

2.根据权利要求1所述的用于识别NFC卡的读卡器，其特征在于：

所述检查单元具体用于：

检查所述ATQA响应命令的字节长度是否满足预定长度；

所述判断单元具体用于：

在所述检查结果表明所述ATQA响应命令的字节长度满足预定长度时，判定查询到所述NFC卡。

3.根据权利要求1所述的用于识别NFC卡的读卡器，其特征在于：

所述检查单元具体用于：

检查所述ATQA响应命令的字段格式是否满足预定的字段格式；

所述判断单元还用于：

在所述检查结果表明所述ATQA响应命令的字段格式满足预定的字段格式时，判定查询到所述NFC卡。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于识别NFC卡的读卡器，其特征在于，还包括：

获取单元，用于在所述判断单元判定查询到所述NFC卡时，获取所述NFC卡的标识信息。

5.一种用于识别NFC卡的读卡方法，其特征在于，包括：

发射对NFC卡的REQA查询命令，其中，所述REQA查询命令用于查询读卡器的射频辐射区内是否有NFC卡；

在接收到对所述REQA查询命令的ATQA响应命令时，判断所述ATQA响应命令是否满足预设的信息格式，若是，则判定查询到所述NFC卡，其中，所述ATQA响应命令是所述读卡器的射频辐射区内的NFC卡片对所述REQA查询命令的ATQA响应命令；

所述发射对NFC卡的REQA查询命令具体为：

按照预定时间间隔发射所述REQA查询命令；

在所述判定查询到所述NFC卡之前还包括：

判断是否连续多次接收到所述ATQA响应命令，以及连续多次接收到的所述ATQA响应命令是否都满足所述预设的信息格式，若是，则判定查询到所述NFC卡。

6.根据权利要求5所述的用于识别NFC卡的读卡方法，其特征在于，所述判断所述ATQA响应命令是否满足预设的信息格式的步骤包括：

判断所述ATQA响应命令的字节长度是否满足预定长度。

7.根据权利要求5所述的用于识别NFC卡的读卡方法，其特征在于，所述判断所述ATQA响应命令是否满足预设的信息格式的步骤包括：

判断所述ATQA响应命令的字段格式是否满足预定的字段格式。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于识别NFC卡的读卡方法，其特征在于，在所述判定查询到所述NFC卡之后，还包括：

获取所述NFC卡的标识信息。