CN104903913B - 用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法 - Google Patents

用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述一种用于基带近场磁条数据传送器(MST)装置的系统和方法，所述传送器将支付卡数据从智能电话或其它电子装置传送至销售点(POS)交易终端。MST装置包括驱动器和感应器。MST装置接收包括支付卡数据的磁条数据，处理接收的数据，并发射包括被处理的磁条数据的高能量磁脉冲，所述高能量磁脉然后又POS的磁条读取器远程接收。

Description

用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法
相关同时待审申请的交叉引用
本申请要求序列号为61/754608、提交于2013年1月20日、题为SYSTEM AND METHODFOR NEARFIELD MAGENTIC STRIPE DATA TRANSMITTER(用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法)的美国临时申请的权益，该申请被一同转让，其内容通过引用明确并入本文。
本申请是美国专利序列第13826101号(递交与2013年3月14日，题为SYSTEM ANDMETHOD FOR NEARFIELD MAGENTIC STRIPE DATA TRANSMITTER(用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法))的继续申请，本申请要求该申请的权益，该申请被一同转让，其内容通过引用明确并入本文。
技术领域
本发明涉及用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法，尤其涉及一种将支付卡数据从智能电话或其它电子装置传送到销售点交易终端的磁条数据传送器。
背景技术
磁条支付卡承载包含支付卡数据的磁条。磁条支付卡包括信用卡、借记卡、礼品卡、优惠券卡等等。数据因嵌入磁条中的磁性粒子的取向的交替而“写入”到磁条中。通过将磁条刷卡通过磁条读取器在销售点(POS)处从磁条读取卡数据。读取器包括读取器头部和其相关联的解码电路。当卡刷过读取器时，磁条在读取器头部前移动。移动的磁条(包含交替极性磁畴)在读取器头部的狭窄感应孔口中生成波动磁场。读取器头部将这样的波动磁场转换成等效的电信号。解码电路将该电信号进行放大和数字化，再制造与最初写入到磁条上的数据流相同的数据流。磁条的编码描述在国际标准ISO 7811和7813中。
随着智能电话的日益普及和其性能的日益增强，人们越来越希望使用其作为移动钱包，并使用其在销售点进行支付。实施的主要障碍在于在移动电话与销售点终端之间缺乏数据传送通道。已提出许多替代方案。这些措施包括将显示在移动电话的屏幕上的数据手工键入POS终端、显示在移动电话的屏幕上并由2D条线码读取器读取的2D条码、附着于移动电话的RF ID标签、以及由移动电话中的应用程序驱动的内置近场通信(NFC)硬件。在这些方法中，二维条码和NFC是最有前途的。然而，其大范围的应用因在销售点缺少适当的读取装置以及许多智能电话缺乏标准化的NFC性能而受阻。
因此，有必要对将支付卡数据从智能电话或其它电子装置或其它信息远程传送至销售点交易终端的装置和方法进行改进。
发明内容
本发明描述了用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法，其从智能电话或其它电子装置通过销售点交易终端的磁条读取器将支付卡数据远程传送到销售点交易终端。
总体上，本发明的一个方面提供一种用于基带近场磁条数据传送器的系统，其包括移动电话和磁条传送(MST)装置。移动电话包括支付钱包应用程序，且被配置成传送支付卡的磁条数据。磁条传送(MST)装置包括驱动器和感应器。MST装置被配置成从所述移动电话接收所述磁条数据，对接收的磁条数据进行处理，并发射高能量磁脉冲，所述磁脉冲包括磁条数据。
本发明的该方面的实施包括以下。所发射的高能量磁脉冲被配置成由磁读取头部远程拾取，且磁读取头部将高能量磁脉冲转换成电脉冲。磁读取头部包括在销售点(POS)装置中，POS还包括中央处理单元(CPU)。所述MST装置还包括磁条读取器(MSR)头部，所述磁条读取器(MSR)头部被配置成拾取磁条数据。所发射的高能量磁脉冲由磁读取头部从1至2英寸的范围中的距离处远程拾取。所述MST驱动器包括高功率驱动电路。所述感应器包括一个或多个绕组，所述一个或多个绕组被配置成生成分布在足够大的区域上的磁通线，所述足够大的区域的尺寸被确定成包括磁读取头部的感应孔口。所述感应器具有一电感值，所述电感值被配置成使得适当定时的电流脉冲达到其最大值，从而在磁读取头部导致最大的感应电压。所述一个或多个绕组的电感和电阻值的比率在10μΗ/Ohm和80μΗ/Ohm之间的范围中。所述一个或多个绕组包括瓷漆绝缘磁线。所述一个或多个绕组包括布置在刚性或柔性印刷电路基板上的导体迹线。所述一个或多个绕组包括矩形形状的绕组。所发射的高能量磁脉冲由磁读取头部从1至2英寸的范围中的距离处远程拾取。所述MST装置被配置成经由连接到移动电话的音频接口的有线连接接收来自所述移动电话的磁条数据。所述MST装置被配置成经由无线连接接收来自所述移动电话的磁条数据。所述MST装置被配置成经由蓝牙无线连接接收来自所述移动电话的磁条数据。所述移动电话被进一步配置成传送单独的安全无线信息，所述磁条数据和所述单独的安全无线信息被组合，用于授权目的。所述MST装置还包括安全微控制器，所述安全微控制器提供了支付卡数据的安全本地存储，并直接驱动驱动器的感应器驱动电路。所述MST装置使用所述安全微控制器来部分或全部加密支付卡数据。所述MST装置还包括易失性和非易失性存储器，用于支付卡数据和其它个人信息的安全存储。所发射的高能量磁脉冲包括标记化的磁条数据。所述标记化的磁条数据包括加密生成的标记，所述加密生成的标记被格式化为道数据。所发射的高能量磁脉冲包括一个以上的道数据。磁条数据之外的数据被格式化为类似于磁条数据，被格式化的数据经由MST装置向POS装置的磁读取头部传送。所述MST装置被进一步配置成向POS装置的磁读取头部传送优惠券和出价。所述MST装置被进一步配置成将消费者的个人信息传送到POS装置的磁读取头部。
总体上，在另一方面，本发明提供了一种磁条传送(MST)装置，所述装置包括驱动器、感应器和第一磁读取头部。所述MST装置被配置成接收包括支付卡数据的磁条数据，对接收的磁条数据进行处理，并发射高能量磁脉冲，所述磁脉冲包括被处理的磁条数据。所发射的高能量磁脉冲被配置成由被包括在销售点(POS)装置中的第二磁读取头部远程拾取。所述MST装置的第一磁读取头部被配置成读取磁条支付卡数据，用于存储在所述MST装置的安全存储器或移动钱包中。
附图说明
参照附图，其中相同的数字在数个图中表示相同的部件：
图1是根据本发明的基带近场磁条数据传送器系统的概览图；
图2是用于生成所需的磁场的典型感应器的示意图；
图3是根据本发明的另一种基带近场磁条数据传送器系统的实施例的概览
具体实施方式
本发明描述了用于基带近场磁条数据传送器的系统和方法，所述传送器从智能电话或其它电子装置传送支付卡数据给销售点交易终端。
本发明的主题“基带近场磁条传送(MST)”采用脉冲调制磁场将来自智能电话的远距离数据传送到POS终端。该系统能够将卡数据传送到POS终端的读取器，而不与读取器的头部接触，或接近(小于1mm)读取器的头部，而不需要插入卡读取器的槽中。此外，该系统不再需要磁条卡或现有技术的磁条仿真或电子磁条所要求的刷卡运动(如由Narenda等人在US 7954716中所描述的)。
磁场由专门设计的感应器生成，所述感应器由高功率驱动电路驱动。感应器的独特结构导致复杂的全方位磁场，所述磁场能从远处穿透位于POS终端的磁条读取器头部。
参照图2，感应器124包括一个或多个矩形线束125，所述线束具有约40×30mm的外部尺寸，具有3mm的线束厚度。感应器124的电感具有这样的值：适当定时的电流脉冲在各脉冲结束时达到其最大值。另外，电感和绕组电阻的值的比率对于以下极其重要：对来自驱动电路的电流定形，以便获得与磁条卡在磁条读取器头部前刷卡时磁条读取器头部所见到的磁信号非常近似的磁场。在一个示例中，电感与绕组电阻的比率为80μΗ/Ohm。
感应器的物理形状确保磁通线分布在一个足够大的面积，以包括读取器头部的感应孔口。感应器绕组可以是瓷漆绝缘磁线，或替代地，感应器可以被实现为通过布置在刚性或柔性印刷电路基板上的导体迹线形成的螺旋感应器。
虽然感应器是静止的，但感应器通过一系列定时电流脉冲驱动，所述一系列定时电流脉冲导致类似于由移动磁条生成的波动磁场的一系列磁脉冲。场的调制遵循标准磁条编码，这继而导致在读取器的输出端的电脉冲流，所述电脉冲流与将从磁条获得的相同。
MST的关键优点在于，其与销售点卡支付终端的现有基础设施兼容。不同于NFC或二维条码，无需安装外接读取器或新的终端。
参照图1，在本发明的一个实施例100中，合适的驱动器122和电感124容纳在小囊120中，所述囊120被连接到智能电话110的音频接口110。智能电话110加载有钱包软件应用程序102。移动电话110通过音频接口112连接到磁条传送器120。为在装备有能够读标准ISO/ABA磁条卡的通用卡支付终端140的销售点位置进行支付，消费者在其智能电话110上选择钱包应用程序102，并选择其想用来进行支付的预加载的支付卡(即，VISA、万事达、美国运通)。消费者将移动电话保持靠近(1到2英寸)销售终端140的位置并按压移动电话110上的支付图标/键104。移动电话110上的钱包应用程序102通过音频接口112向MST 120传送包含所选卡的磁条数据的脉冲流。MST 120以适当调制的高能量磁脉冲130的形式放大、定形和发射脉冲。磁脉冲130由位于销售点支付终端140中的磁条读取器头部142拾取，并被转换成电脉冲。所得的电脉冲由解码器144解码，并由其中央处理单元(CPU)146进行处理，就像其处理被刷卡通过其读取器槽的标准磁条卡一样。商家输入支付金额，交易由POS终端140经由网络150传送给支付交易处理器160。支付交易处理器160返回交易授权，POS终端140打印收据。仅卡输入方法是例外，整个交易以与标准磁条卡相同的方式完成。
在MST 120的另一实施例中，智能电话使用传送给处理器的单独的无线网络信息来补充通过支付终端传送的交易(其中，组合两个交易用于授权)，以此提高安全性。
参照图3，在另一实施例中，MST 120集成有磁条读取器(MSR)头部142a上，从而制造能够同时读取和传送磁条信息的单个装置。与电子钱包102相结合的MST与MSR的组合提供了将支付卡加载到电子钱包、然后将支付卡数据传送到POS系统140的便利和安全的装置。此外，该实施例允许使用信用卡或借记卡进行个人到个人的支付，其中，每个人都配有MST，能够将个人的卡信息传送给其他人的移动电话(利用包括在所述其他人的MST内的卡读取器)。
在另一个实施例中，使用磁条传送来将标记化(tokenized)的卡数据传送到销售点终端。在该实施例中，实际的支付卡号码由加密生成的标记(token)替代，该标记被格式化为道数据(track data)，包括格式化为类似于标准主账号(PAN)的标记数据。PAN可包含有效的银行识别码(BIN)。这种标记是从卡发行人(另一在线来源)处下载，或者在本地生成。标记的MST传送替代了通过传送加密生成的标记(仅对一次交易有效)来传送有效卡号，从而消除了标准磁条固有的安全风险，所有这些都不需要改变现有的销售点硬件。在其它实施例中，传送多于一个道数据，以增加与现有的销售点硬件和软件的兼容性。在这些实施例中，传送第1道数据之后可以传送第2道数据，或传送第2道数据之后传送第1道数据。
在又一实施例中，MST 120还包含安全微控制器126，其提供卡数据的安全本地存储，并直接驱动感应器驱动电路122。该实施例允许在MST在存储与传送模式中脱离移动电话操作。在一些实施例中，MST还包括易失性和非易失性存储器，用于卡数据和其它个人信息的安全存储。
在又一可能的实施方式中，在移动电话110和MST 120之间使用BlueToothTM(蓝牙)，其中，使用双向通信增强安全性和灵活性，包括由电话取出存储在由MST的安全微控制器126形成的安全元件中的卡数据。
在另一个可能的实施方式中，MST 120使用其内置的安全微控制器126来部分或全部加密卡数据，并将卡数据经由磁场传送到销售点读取器。
在又一个可能的实施方式中，支付卡数据包括动态地改变的卡验证值(CVV)数据。在这种情况下，交易的安全性由于CVV数据的动态变化而得以改善。
已描述本发明的几个实施例。然而，可以理解的是，可以进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，其它实施例在下述权利要求的范围之内。

Claims (32)

1.一种用于基带近场磁条数据传送器的系统，所述系统包括:
移动电话，其包括支付钱包应用程序，且被配置成传送包含支付卡的磁条数据的脉冲流；
磁条传送MST装置，其包括驱动器和感应器，其中，所述MST装置被配置成从所述移动电话接收所述脉冲流，对接收的脉冲流进行放大和定形，并从所述感应器生成和发射一系列磁脉冲，所述一系列磁脉冲包括磁条数据；
其中，所发射的一系列磁脉冲被配置成由卡读取器槽中的磁读取头部远程拾取，而不将所述MST装置插入至所述卡读取器槽中；且
其中，所述感应器包括一个或多个绕组，并且其中，所述一个或多个绕组被配置成生成分布在一区域上的磁通线，所述区域的尺寸被确定为包括所述磁读取头部的感应孔口，且所述一个或多个绕组被配置成具有一电感值，所述电感值被配置成使得来自所述驱动器的定时的电流脉冲在每一个电流脉冲结束时达到其最大电流值，从而在所述磁读取头部导致最大的感应电压。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述磁读取头部将所述磁脉冲转换成电脉冲。
3.如权利要求2所述系统，其中，所述磁读取头部被包括在销售点POS装置中，并且其中，所述POS装置还包括中央处理单元(CPU)。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述MST装置还包括磁条读取器MSR头部，所述磁条读取器MSR头部被配置成从所述支付卡拾取磁条数据。
5.如权利要求2所述的系统，其中，所发射的一系列磁脉冲由磁读取头部从1至2英寸的范围内的距离处远程抬取。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述驱动器包括高功率驱动电路。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个绕组的电感和电阻值的比率在10μH/Ohm和80μH/Ohm之间的范围中。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个绕组包括瓷漆绝缘磁线。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个绕组包括布置在刚性或柔性印刷电路基板上的导体迹线。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个绕组包括矩形形状的绕组。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述MST装置被配置成经由连接到移动电话的音频接口的有线连接接收来自所述移动电话的磁条数据。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述MST装置被配置成经由无线连接接收来自所述移动电话的磁条数据。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述无线连接是蓝牙无线连接。
14.如权利要求1所述的系统，其中，所述移动电话被进一步配置成传送单独的安全无线信息，并且其中，所述磁条数据和所述单独的安全无线信息被组合用于授权目的。
15.如权利要求1所述的系统，还包括安全微控制器，所述安全微控制器提供了支付卡数据的安全本地存储，并直接驱动驱动器的感应器驱动电路。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述MST装置使用所述安全微控制器来部分或全部加密支付卡数据。
17.如权利要求1所述的系统，还包括易失性和非易失性存储器，用于支付卡数据和其它个人信息的安全存储。
18.如权利要求1所述的系统，其中，所述支付卡的磁条数据包括卡验证值CVV数据，并且其中，通过动态地改变CVV数据改进交易的安全性。
19.如权利要求1所述的系统，其中，所发射的一系列磁脉冲包括标记化的磁条数据。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述标记化的磁条数据包括加密生成的标记，并且其中，所述加密生成的标记被格式化为道数据。
21.如权利要求1所述的系统，其中，所发射的一系列磁脉冲包括所述支付卡的一个以上的道的磁道数据。
22.如权利要求1所述的系统，其中，所述磁条数据之外的数据被格式化为磁条数据，被格式化的数据经由MST装置向POS装置的磁读取头部传送。
23.如权利要求1所述的系统，其中，所述MST装置被进一步配置成向POS装置的磁读取头部传送优惠券和出价。
24.如权利要求1所述的系统，其中，所述MST装置被进一步配置成将消费者的个人信息传送到POS装置的磁读取头部。
25.如权利要求1所述的系统，其中所述感应器生成所述磁通线作为全方位磁场。
26.一种磁条传送MST装置，所述装置包括:
驱动器；
感应器；
第一磁读取头部；
其中，所述MST装置被配置成从支付卡接收磁条数据，对接收的磁条数据进行处理，并发射一系列磁脉冲，所述一系列磁脉冲包括被处理的磁条数据；
其中，所述感应器由来自所述驱动器的一系列定时电流脉冲驱动，所述定时电流脉冲造成模拟由移动磁条生成的波动磁场的一系列磁脉冲；
其中，所发射的一系列磁脉冲被配置成由销售点POS装置的卡读取器槽中的第二磁读取头部远程拾取，而不将所述MST装置插入至所述卡读取器槽中；
其中，所发射的一系列磁脉冲包括所述支付卡的多于一个道的磁道数据；且
其中，所述MST装置的第一磁读取头部被配置成从所述支付卡读取磁条数据，用于存储在所述MST装置的安全存储器或移动钱包中。
27.如权利要求26所述的MST装置，其中所述感应器被配置为发射全方位磁场。
28.一种用于基带近场磁条数据传送器的系统，其包括:
移动电话，其包括支付钱包应用程序，且被配置成传送包含支付卡的磁条数据的脉冲流；
磁条传送MST装置，其包括驱动器和感应器，其中，所述MST装置被配置成从所述移动电话接收所述脉冲流，对接收的脉冲流进行放大和定形，并从所述感应器生成和发射一系列磁脉冲，所述一系列磁脉冲包括磁条数据；
其中，所发射的一系列磁脉冲被配置成由卡读取器槽中的磁读取头部远程拾取，而不将所述MST装置插入至所述卡读取器槽中；
其中，所述感应器包括一个或多个绕组，并且其中，所述一个或多个绕组被配置成生成分布在一区域上的磁通线，所述区域的尺寸被确定成包括所述磁读取头部的感应孔口，且所述一个或多个绕组被配置成具有一电感值，所述电感值被配置成使得来自所述驱动器的定时的电流脉冲在每一个电流脉冲结束时达到其最大电流值，从而在所述磁读取头部导致最大的感应电压；且
其中，所述一个或多个绕组包括矩形形状绕组。
29.如权利要求28所述的系统，其中所发射的一系列磁脉冲包括所述支付卡的多于一个道的磁道数据。
30.一种用于基带近场磁条数据传送器的系统，其包括:
移动电话，其包括支付钱包应用程序，且被配置成传送包含支付卡的磁条数据的脉冲流；
磁条传送MST装置，其包括驱动器和感应器，其中，所述MST装置被配置成从所述移动电话接收所述脉冲流，对接收的脉冲流进行放大和定形，并从所述感应器生成和发射一系列磁脉冲，所述一系列磁脉冲包括磁条数据；
其中，所述感应器由来自所述驱动器的一系列定时电流脉冲驱动，所述定时电流脉冲造成模拟由移动磁条生成的波动磁场的一系列磁脉冲；并且
其中，所发射的一系列磁脉冲包括所述支付卡的多于一个道的磁道数据。
31.如权利要求30所述的系统，其中，所述感应器包括一个或多个绕组，并且其中，所述一个或多个绕组被配置成生成分布在一区域上的磁通线，所述区域的尺寸被确定成包括磁读取头部的感应孔口，且所述一个或多个绕组被配置成具有一电感值，
所述电感值被配置成使得来自所述驱动器的定时的电流脉冲在每一个电流脉冲结束时达到其最大电流值，从而在所述磁读取头部导致最大的感应电压。
32.如权利要求31所述的系统，其中所述感应器生成所述磁通线作为全方位磁场。
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