CN103869996B - 一种基于nfc的安全便捷型虚拟键盘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，属于嵌入式控制和计算机技术领域。包括：NFC虚拟键盘装置本体、配置工具、触发工具。NFC虚拟键盘装置本体包括：处理器、数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC功能模块、NFC传输接口、NFC天线、USB功能模块、USB传输接口。配置工具是安装有配置软件的NFC智能设备，用于配置NFC虚拟键盘装置本体和触发工具。触发工具带有NFC标签。本技术方案可以让用户在不方便使用键盘输入的场合下，使用本装置完成操作；可以帮助用户通过虚拟键盘快速操控自己的计算机、手机或平板；同时，本装置支持多种平台的操作系统，且无需安装驱动软件。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，属于嵌入式控制和计算机技术领域。
背景技术
随着社会的进步，人们越来越重视个人隐私的保护，例如在公共场合时从键盘输入帐号密码，一旦隐私泄漏，后果难以想象。现有技术中，人们较多采用动态口令等方案，但仍然需要从键盘键入，仍然有潜在的被周围人群窥见的风险。
随着生活节奏的加快，越来越多的人开始追逐便捷的计算机用户体验，例如人们总是希望一键操作计算机就能让其实现原先需要多次人机交互才能完成的操作，比如打开操作系统注册表，现有的最佳方案是通过键盘上组合快捷键实现，但组合快捷键既难以记忆又容易混淆。
在诸如文档编辑、参数设定、自动控制等某些特殊的应用背景下，需要人们从键盘上重复地输入指定的数据，现有方案多数是从键盘一一敲入，既容易出错又影响效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，来解决以上技术问题。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，包括：①NFC虚拟键盘装置本体；②配置工具；③触发工具。
所述NFC虚拟键盘装置本体包括：处理器、数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC功能模块、NFC传输接口、NFC天线、USB功能模块、USB传输接口；
所述处理器，用于控制所述NFC虚拟键盘装置本体的操作流程；
所述数据加密模块，用于对接收到的数据进行加密；
所述数据解密模块，用于对已加密的数据进行解密；
所述数据存储器，用于存储键盘按键数据以及所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；
所述NFC功能模块包括：①NFC射频信号调制单元，用于产生射频调制信号；②NFC射频信号解调单元，用于解调射频信号；
所述NFC传输接口，用于处理器和NFC功能模块间的数据传输；
所述NFC天线，用于产生射频电磁场、传递场能量以及接收射频信号和发送射频信号；
所述USB功能模块，用于实现所述NFC虚拟键盘装置本体与操作系统设备间的USB驱动；
所述USB传输接口，用于处理器和操作系统设备间的数据传输；
所述NFC虚拟键盘装置本体，其中：处理器分别与数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC传输接口、USB传输接口双向连接；NFC传输接口与NFC功能模块双向连接；NFC功能模块与NFC天线双向连接；USB传输接口与USB功能模块双向连接。
所述NFC虚拟键盘装置本体，通过其内部的NFC天线以NFC方式无线连接配置工具、触发工具。
所述NFC虚拟键盘装置本体，通过其内部的USB传输接口以USB方式连接操作系统设备，所述NFC虚拟键盘装置本体为USB人机接口设备(Human Interface Device，HID)。
所述配置工具和所述触发工具之间，通过NFC方式无线连接。
所述触发工具带有NFC标签。
所述配置工具是安装有配置软件的NFC智能设备，用于配置NFC虚拟键盘装置本体和触发工具，包括：①配置或修改所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；②读取并记录所述触发工具的身份工D(identification，ID)；③将所述触发工具的身份ID及键盘按键数据写入所述NFC虚拟键盘装置本体中。
有益效果：
本发明可以让用户在不方便使用键盘输入的场合下，使用触发工具触发NFC虚拟键盘装置本体完成操作，防止旁人偷窥；
本发明可以帮助用户更方便地操控自己的计算机、手机或平板等设备，比如使用触发工具触发NFC虚拟键盘装置本体输出“关机”的键盘按键数据，达到快速关闭计算机的效果；
本发明可以帮助用户在某些需要反复使用键盘按键的特定应用环境下，使用触发工具触发NFC虚拟键盘装置本体自动重复多次地输出按键数据，不仅提高效率且零差错；
本发明，一个装置可以同时配置使用多个触发工具，一个触发工具也可以同时被多个装置配置使用，从而实现不同的功能需求；
本发明支持多种平台的操作系统，且无需安装驱动软件。
附图说明
图1为本发明具体实施例的基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的技术方案，结合附图，通过1个实施例，对本发明做进一步说明。
本实施例中提到的NFC(Near Field Communication，近场通信)，是一种频率为13.56M的短距离无线通信技术，允许NFC设备之间在十厘米范围内进行非接触式无线通信。
一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，包括：①NFC虚拟键盘装置本体；②配置工具；③触发工具。
所述NFC虚拟键盘装置本体包括：处理器、数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC功能模块、NFC传输接口、NFC天线、USB功能模块、USB传输接口；
所述处理器，用于控制所述NFC虚拟键盘装置本体的操作流程；
所述数据加密模块，用于对接收到的数据进行加密；
所述数据解密模块，用于对已加密的数据进行解密；
所述数据存储器，用于存储键盘按键数据以及所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；
所述NFC功能模块包括：①NFC射频信号调制单元，用于产生射频调制信号；②NFC射频信号解调单元，用于解调射频信号；
所述NFC传输接口，用于处理器和NFC功能模块间的数据传输；
所述NFC天线，用于产生射频电磁场、传递场能量以及接收射频信号和发送射频信号；
所述USB功能模块，用于实现所述NFC虚拟键盘装置本体与操作系统设备间的USB驱动；
所述USB传输接口，用于处理器和操作系统设备间的数据传输；
所述NFC虚拟键盘装置本体，其中：处理器分别与数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC传输接口、USB传输接口双向连接；NFC传输接口与NFC功能模块双向连接；NFC功能模块与NFC天线双向连接；USB传输接口与USB功能模块双向连接。
所述NFC虚拟键盘装置本体，通过其内部的NFC天线以NFC方式无线连接配置工具、触发工具。
所述NFC虚拟键盘装置本体，通过其内部的USB传输接口以USB方式连接操作系统设备，所述NFC虚拟键盘装置本体为USB人机接口设备(Human Interface Device，HID)。
所述配置工具和所述触发工具之间，通过NFC方式无线连接。
所述触发工具带有NFC标签。
所述配置工具是安装有配置软件的NFC智能设备，用于配置NFC虚拟键盘装置本体和触发工具，包括：①配置或修改所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；②读取并记录所述触发工具的身份ID(identification，ID)；③将所述触发工具的身份ID及键盘按键数据写入所述NFC虚拟键盘装置本体中。
当用户在使用操作系统设备过程中，需要从实体键盘键入或触摸屏的触控键盘输入时，使用本发明，整体操作过程包括：①配置触发工具；②验证NFC虚拟键盘装置本体；③键盘按键数据写入；④键盘按键数据输出。
以下步骤1-步骤2是所述配置触发工具的具体过程：
步骤1：运行配置工具上安装的配置软件，配置工具的NFC功能被启动；
步骤2：配置工具持续寻找附近的触发工具，此时，将触发工具靠近配置工具，如果触发工具被找到，则配置工具自动记录该触发工具的身份ID后执行步骤3，否则，配置过程结束；
以下步骤3-步骤5是所述验证NFC虚拟键盘装置本体的具体过程：
步骤3：将NFC虚拟键盘装置本体连接到操作系统设备上，NFC虚拟键盘装置本体的NFC功能被启动；
步骤4：用户将NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥输入到配置工具中；
步骤5：将配置工具靠近NFC虚拟键盘装置本体，配置工具和NFC虚拟键盘装置本体建立NFC点对点通信关系，配置工具将用户输入的握手密钥发送到NFC虚拟键盘装置本体进行身份验证，验证结果将返回给配置工具，如果身份验证通过，则执行步骤6，否则，验证过程结束；
所述NFC虚拟键盘装置本体进行身份验证的详细过程为：
NFC传输接口接收到来自配置工具的握手密钥，并将握手密钥传输到处理器，处理器调出数据存储器中存储的NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥，并将二者对比，如果密钥一致，则验证通过，否则，验证失败；
以下步骤6-步骤7是所述键盘按键数据写入的具体过程：
步骤6：用户将键盘按键数据输入到配置工具中；
步骤7：将配置工具靠近NFC虚拟键盘装置本体，配置工具和NFC虚拟键盘装置本体建立NFC点对点通信关系，配置工具将用户输入的键盘按键数据以及触发工具的身份ID-同发送到NFC虚拟键盘装置本体中，NFC虚拟键盘装置本体将接收到的数据加密并保存；
所述NFC虚拟键盘装置本体将接收到的数据加密并保存的详细过程为：
NFC传输接口接收到来自配置工具的键盘按键数据以及触发工具的身份ID，并将该数据传输到处理器，处理器调用数据加密模块进行数据加密，处理器调用数据存储模块并将加密后的数据存入；
以下步骤8-步骤12是所述键盘按键数据输出的具体过程：
步骤8：当用户在使用操作系统设备过程中，需要从实体键盘键入或触摸屏的触控键盘输入时，且键盘按键数据已按照步骤1至步骤7之方法存入NFC虚拟键盘装置本体中，则执行步骤9；
步骤9：将NFC虚拟键盘装置本体连接到步骤8的操作系统设备上，NFC虚拟键盘装置本体持续发出射频载波信号，并监测附近是否有触发工具；
步骤10：手持触发工具靠近NFC虚拟键盘装置本体，NFC虚拟键盘装置本体立刻检测到触发工具并获取到该触发工具的身份ID；
步骤11：NFC虚拟键盘装置本体解析该触发工具的身份ID：处理器调出数据存储器中存储的触发工具身份ID并与当前的触发工具身份ID对比，如果信息有效，则认为该触发工具有效，NFC虚拟键盘装置本体将键盘按键数据解密后发送至操作系统设备，否则NFC虚拟键盘装置本体继续发出射频载波信号，并监测附近是否有触发工具；
所述NFC虚拟键盘装置本体将键盘按键数据解密并发送至操作系统设备的详细过程为：
处理器调用数据存储器中存储的键盘按键数据，再调用数据解密模块进行解密，处理器将解密后的键盘按键数据通过USB传输接口发送至操作系统设备；
步骤12：操作系统设备接收到键盘按键数据；
经过上述步骤，即实现虚拟键盘功能。
本实施例中，操作系统设备可以是：Windows操作系统设备、Mac0S操作系统设备、Unix操作系统设备、Linux操作系统设备、Windows Phone操作系统设备、iOS操作系统设备、Android操作系统设备、基于Android定制和优化的操作系统设备如MIUI等。
本实施例中，NFC虚拟键盘装置本体可以写入或输出的键盘按键数据可以是：实体键盘中任意一个或多个按键的按键数据组合、触摸屏触控键盘中任意一个或多个按键的按键数据组合。
本实施例中，配置工具是安装有配置软件的NFC智能设备，NFC智能设备可以是智能手机、个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手持终端等。
需要说明的是，本发明装置，一个装置可以同时配置使用多个触发工具，一个触发工具也可以同时被多个装置配置使用，配置方法以及操作步骤同本实施例一致。
需要说明的是，NFC具有三种工作模式：卡模式、点对点模式、读卡器模式，在本实施例中，当配置工具的NFC功能工作在卡模式时，这时的配置工具也是触发工具。
综上所述，本实施例的技术方案帮助用户实现了快速、安全、准确输入的虚拟键盘功能，大大提升了用户体验。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，包括：NFC虚拟键盘装置本体、配置工具、触发工具；
所述NFC虚拟键盘装置本体包括：处理器、数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC功能模块、NFC传输接口、NFC天线、USB功能模块、USB传输接口；
所述处理器，用于控制所述NFC虚拟键盘装置本体的操作流程；
所述数据加密模块，用于对接收到的数据进行加密；
所述数据解密模块，用于对已加密的数据进行解密；
所述数据存储器，用于存储键盘按键数据以及所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；
所述NFC功能模块包括：①NFC射频信号调制单元，用于产生射频调制信号；②NFC射频信号解调单元，用于解调射频信号；
所述NFC传输接口，用于处理器和NFC功能模块间的数据传输；
所述NFC天线，用于产生射频电磁场、传递场能量以及接收射频信号和发送射频信号；
所述USB功能模块，用于实现所述NFC虚拟键盘装置本体与操作系统设备间的USB驱动；
所述USB传输接口，用于处理器和操作系统设备间的数据传输；
处理器分别与数据加密模块、数据解密模块、数据存储器、NFC传输接口、USB传输接口双向连接；NFC传输接口与NFC功能模块双向连接；NFC功能模块与NFC天线双向连接；USB传输接口与USB功能模块双向连接；
所述触发工具带有NFC标签；
所述配置工具是安装有配置软件的NFC智能设备，用于配置NFC虚拟键盘装置本体和触发工具，包括：①配置或修改所述NFC虚拟键盘装置本体的握手密钥；②读取并记录所述触发工具的身份ID；③将所述触发工具的身份ID及键盘按键数据写入所述NFC虚拟键盘装置本体中。
2.如权利要求1所述的一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，所述NFC虚拟键盘装置本体、配置工具、触发工具的连接关系为：
NFC虚拟键盘装置本体，以NFC方式无线连接配置工具、触发工具；
配置工具和触发工具之间，通过NFC方式无线连接。
3.如权利要求1或2所述的一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，所述NFC虚拟键盘装置本体为USB人机接口设备，以USB方式连接外部操作系统设备。
4.如权利要求1或2所述的一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，所述配置工具的NFC功能工作在卡模式时，这时的配置工具也是触发工具。
5.如权利要求1或2所述的一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，一个装置可以同时配置使用多个触发工具，一个触发工具也可以同时被多个装置配置使用。
6.如权利要求1或2所述的一种基于NFC的安全便捷型虚拟键盘装置，其特征在于，所述NFC虚拟键盘装置本体可以写入或输出的键盘按键数据可以是：实体键盘中任意一个或多个按键的按键数据组合、触摸屏触控键盘中任意一个或多个按键的按键数据组合。
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