CN104915996A - 一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法，用以解决NFC技术与其他技术相互融合的问题。本发明的外接装置应用于NFC移动终端，包括：相互连接的ETC天线和ETC通信模块，相互连接的二义性天线和二义性模块，与ETC通信模块和二义性模块分别连接的控制芯片，以及与控制芯片和NFC移动终端分别连接的接口模块。系统包括：NFC移动终端和与该NFC移动终端相匹配的外接装置。方法包括：外接装置获取应扣金额；外接装置将应扣金额传递给NFC移动终端；NFC移动终端完成扣费和记账。本发明将NFC技术与ETC通信技术和二义性通信技术融合在一起，并且节约了成本，提高了装置的使用寿命。

Description

一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法

【技术领域】

本发明涉及无线通信领域，尤其是一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法。

【背景技术】

近场通信(NFC，Near Field Communication)具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，这让它在某些领域显得更具潜力——NFC通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，能够实现在几厘米范围内的通信。NFC作为一种新兴的技术，正被逐渐应用于移动终端中，例如：具有NFC功能的手机。随着NFC移动终端的普及和推广，NFC技术与其他技术的相互融合是一个值得研究的课题。

【发明内容】

本发明提供了一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法，用以解决NFC技术与其他技术相互融合的问题。

本发明的一种近场通信移动终端的外接装置，应用于NFC移动终端，所述的外接装置包括：相互连接的ETC天线和ETC通信模块，相互连接的二义性天线和二义性模块，与所述ETC通信模块和二义性模块分别连接的控制芯片，以及与所述控制芯片和NFC移动终端分别连接的接口模块；所述ETC天线接收外部发来的入口信息和出口信息并传递给ETC通信模块，所述ETC通信模块将所述入口信息和出口信息传递给控制芯片，所述控制芯片根据所述入口信息和出口信息获取应扣金额，以及将所述应扣金额传递给NFC移动终端，所述NFC移动终端完成扣费、记账；或者，所述二义性天线接收外部发来的入口信息和、出口信息和具体路径射频信号并传递给二义性模块，所述二义性模块将所述入口信息和、出口信息和具体路径射频信号传递给控制芯片，所述控制芯片根据所述入口信息和、出口信息和具体路径射频信号获取应扣金额，以及传递给NFC移动终端，所述NFC移动终端完成扣费、记账。

其中，所述NFC移动终端，包括：NFC模块、数据接口和电源；上述的接口模块与NFC移动终端相连，具体是所述接口模块与NFC移动终端的数据接口相匹配，并插接相连；上述的应扣金额传递给NFC移动终端中的NFC模块，由NFC模块完成扣费、记账；所述NFC移动终端的电源通过所述数据接口与接口模块插接后形成的通路，为所述近场通信移动终端的外接装置供电。

其中，所述近场通信移动终端的外接装置的形状是与所述NFC移动终端相匹配的外壳，包括：柔性PCB板和介质外壳；其中柔性PCB板的上下两面设有铺铜区域，所述ETC天线、ETC通信模块、二义性天线、二义性模块、控制芯片和接口模块通过所述铺铜区域的印制铜线连接；所述柔性PCB板被压制在所述介质外壳中间。

其中，将所述柔性PCB板的铺铜区域蚀刻为所述的ETC天线或/和二义性天线。

本发明的一种近场通信系统，包括：NFC移动终端和与该NFC移动终端相匹配的外接装置，所述NFC移动终端与外接装置连接；其中，所述外接装置获取应扣金额，并传递给NFC移动终端；所述NFC移动终端完成扣费和记账；所述的外接装置为上述近场通信移动终端的外接装置。

本发明的一种近场通信方法，包括下列步骤：S1、外接装置获取应扣金额；S2、外接装置将所述应扣金额传递给NFC移动终端；S3、NFC移动终端完成扣费和记账；上述步骤采用上述的近场通信移动终端的外接装置实施。

其中，步骤S2中所述的外接装置向NFC移动终端传递应扣金额的具体实现方式是通过在NFC移动终端上安装软件包，完成针对ETC通信模块与NFC移动终端之间接口协议的设定，以及完成针对二义性模块与NFC移动终端之间接口协议的设定。

其中，还包括步骤：NFC移动终端将所述应扣金额的信息呈现给用户。

其中，还包括步骤：NFC移动终端完成扣费、记账操作后，向用户发出声音提示。

其中，还包括步骤：NFC移动终端提供查询交互界面，用户通过该查询交互界面对账户进行查询。

本发明的近场通信移动终端的外接装置、系统及方法将NFC技术与ETC通信技术和二义性通信技术融合在一起，并且节约了成本，提高了装置的使用寿命。

【附图说明】

图1是现有RFID系统的结构示意图；

图2是现有ETC车载单元的结构示意图；

图3是现有二义性车载单元的结构示意图；

图4是本发明实施例1，的装置的结构示意图；

图5是本发明实施例2的装置的结构示意图；

图6是本发明实施例3的装置在工业设计中的结构示意图；

图7是本发明实施例4的系统结构示意图；

图8是本发明实施例5的方法步骤流程图。

【具体实施方式】

经发明人研究发现，目前的无线射频识别(RFID，Radio FrequencyIDentification)行业发展非常快，在交通、物流、监控的多个领域都开始有广泛的应用。参见图1所示，RFID系统由阅读器001、阅读器天线002和标签003组成。阅读器001发射信号给标签003，标签003再反射信号给阅读器天线002，形成一个完整的通信链路。目前的高速公路ETC(Electronic TollCollection，电子不停车收费系统)也属于RFID应用行业。该项目的工作频段是5.79GHz-5.84GHz。在高速公路收费站处架设RSU阅读器，在每辆汽车上都放置有源车载单元，在车载单元上有关于用户个人信息的卡片，通过阅读器与有源车载单元间的通信可以对车载单元进行扣费，不需要汽车再停下来在收费口进行交费，这样大大提高了收费站的效率，为用户的带来了很多好处。目前的ETC车载单元都是一个小盒体的装置，参见图2所示，内部有ETC模块011、控制单元012、电池013、显示屏014、喇叭015、IC卡模块016等。ETC车载单元采用电池013供电，使用寿命受限。费用信息主要是记录在IC卡模块016上，用户定期需要去对IC卡充值。整个装置的成本比较高，而且使用的途径上也不很方便。

高速公路二义性路径识别系统也属于RFID应用行业。该项目的工作频段是433MHz。在高速公路龙门架上架设RSU阅读器，在每辆汽车上都放置有源车载单元，在车载单元上有关于用户个人信息的卡片，通过阅读器与有源车载单元间的通信可以对车辆的路径进行监控管理，并且在收费口进行交费，这样大大提高了收费站的效率，为用户的带来了很多好处。目前的二义性车载单元都是一个小盒体的装置，参见图3所示，内部有射频模块021、控制单元022、电池023、高频模块024等。二义性车载单元采用电池023供电，使用寿命受限。费用信息主要是记录在高频模块024上，用户在收费站处需要对该装置进行处理。整个装置的成本比较高，使用寿命也有限，而且使用的途径上也不很方便。

进而发明人考虑到可以提供一种近场通信移动终端的外接装置、系统及方法，它具有ETC通信功能和二义性通信功能，将该外接装置与NFC移动终端融合，实现NFC移动终端部分功能的共用，也即，将ETC通信功能和二义性通信功能附加到NFC移动终端上，从而节约成本，提高装置整体的使用寿命。以下通过实施例进行详细说明。

实施例1、参见图4所示，本实施例的外接装置与NFC移动终端搭配使用，具体包括：相互连接的ETC天线101和ETC通信模块102，相互连接的二义性天线103和二义性模块104，与ETC通信模块102和二义性模块104分别连接的控制芯片105，以及与控制芯片105和NFC移动终端分别连接的接口模块106。

举例来说，如果使用ETC通信功能，则当使用所述外接装置的用户驶入高速公路时，入口收费站的阅读器通过ETC天线101向ETC通信模块102下发的入口信息；ETC通信模块102将入口信息传递给控制芯片105；控制芯片105记录入口信息，高速公路上的不同收费站下发各自的信息，当然也可通过前述过程记录车辆的路径轨迹；当使用所述外接装置的用户离开高速公路时，出口收费站的阅读器通过ETC天线101向ETC通信模块102下发的出口信息；ETC通信模块102将出口信息传递给控制芯片105；控制芯片105记录出口信息；控制芯片105将记录的入口信息和出口信息传递给出口收费站的阅读器，出口收费站的阅读器根据入口信息和出口信息采用相关交易流程计算出应扣金额后，并将应扣金额反馈给控制芯片105；控制芯片105通过接口模块106将应扣金额传递给具有NFC功能的移动终端；具有NFC功能的移动终端完成扣费、记账操作。

再举例来说，如果使用二义性通信功能，则当使用所述外接装置的用户驶入高速公路时，入口收费站的阅读器通过二义性天线103向二义性模块104下发的入口信息；二义性模块104将入口信息传递给控制芯片105；控制芯片105记录入口信息；当使用所述外接装置的用户离开高速公路时，出口收费站的阅读器通过二义性天线103向二义性模块104下发的出口信息；二义性模块104将出口信息传递给控制芯片105；控制芯片105记录出口信息；高速公路上的不同收费站的阅读器可以下发各自的信息，由二义性天线103通过二义性模块104将具体路径基带信号传递给控制芯片105，用于记录车辆的路径轨迹，即具体路径信息，具体的信号传送和转化方式与前述相同，不再赘述；控制芯片105将记录的入口信息和出口信息，还包括具体路径信息传递给出口收费站的阅读器，出口收费站的阅读器根据入口信息和出口信息采用相关交易流程计算出应扣金额后，并将应扣金额反馈给控制芯片105；控制芯片105通过接口模块106将应扣金额传递给具有NFC功能的移动终端；具有NFC功能的移动终端完成扣费、记账操作。

本实施例中的近场通信移动终端的外接装置不需要原有的ETC车载单元的IC卡模块016或原有二义性车载单元的高频模块024，所述外接装置的记账、扣费功能与NFC移动终端共用，可见与原有车载单元相比，其成本较低。并且NFC移动终端也具备了ETC通信功能和二义性通信功能，实现了NFC技术与ETC通信技术和二义性通信技术的融合。

实施例2、参见图5所示，本实施例的外接装置与NFC移动终端搭配使用，具体包括：相互连接的ETC天线201和ETC通信模块202，相互连接的二义性天线203和二义性模块204，与ETC通信模块202和二义性模块204分别连接的控制芯片205，以及与控制芯片205和NFC移动终端分别连接的接口模块206。其信号传递关系和具体应用过程与实施例1中相同，不再赘述。

更为具体的，现有的NFC移动终端，包括：NFC模块207、数据接口208和电源209。接口模块206与NFC移动终端的数据接口208相匹配，例如micro USB接口，并插接相连。上述应扣金额信息通过插接相连的接口模块206和数据接口208传递到NFC移动终端中的NFC模块207，由NFC模块207兼顾完成ETC功能的扣费、记账。NFC移动终端的电源209通过数据接口208与接口模块206插接后形成的通路，为本实施例的外接装置供电，即本实施例的外接装置无需单独的电源，与移动终端共用电池电源。

另外，可通过在NFC移动终端上下载对应的APP软件包，完成NFC移动终端内置系统针对ETC通信模块202、二义性模块204和NFC模块207的接口协议的设定。NFC模块207可通过NFC移动终端的显示屏及听筒将扣费、记账等信息呈现给用户。具体的，当搭配本实施例外接装置的NFC移动终端进行了ETC通信交易或二义性交易后，相关的费用信息可以由NFC移动终端显示屏来显示，并且由NFC移动终端提供相关的声音提示信息，也可以通过软件客户端对NFC账户进行查询和管理。

可见，本实施例的近场通信移动终端的外接装置具备实施例1的有益效果，并且无需单独的电源供电，进而成本更加低廉。不需要对原有NFC移动终端内部作任何硬件调整，只需要安装对应的软件包，对原有NFC移动终端的改动较小，成本非常低，便于NFC应用、ETC应用和二义性应用的推广、普及和融合，便于各个省市之间的交通管理的整合和对接。

实施例3、本实施例的外接装置与NFC移动终端搭配使用，在工业设计中，参见图6所示，本实施例的外接装置的形状是与NFC移动终端相匹配的外壳，具体包括柔性PCB板307和介质外壳308。柔性PCB板307主要是PVC、PI等绝缘材料，大小根据实际应用场景而定，厚度为0.1～1.0mm，这里柔性PCB的加工工艺可以包括三种，分为蚀刻工艺、沉积工艺和印刷天线工艺。本实施例中采用蚀刻工艺，用丝印机将防腐蚀油墨按照需要铺铜的形状印到覆铜箔或覆铝箔上，再用蚀刻设备把其余部分金属溶掉，剩下的部分即为铺铜区域309。该柔性PCB板307的上下两面都会有铺铜区域309，可以在上面焊接ETC天线301、ETC通信模块302、二义性天线303、二义性模块304、控制芯片305和接口模块306，通过其间的印制铜线连接；更为优选的，可以直接利用铺铜区域309制作ETC天线301或/和二义性天线303，达到有效辐射的目的。在柔性PCB板307的外围是介质外壳308，介质外壳308可以采用ABS、PVC等材料，通过压制的方式将柔性PCB板307压制在介质外壳308中间，使其形成一个完整的整体。

可见，本实施例的近场通信移动终端的外接装置以保护外壳的形式呈现，便于与NFC移动终端卡接在一起携带。

实施例4、本实施例的近场通信系统，参见图7所示，包括：NFC移动终端401和与该NFC移动终端401相匹配的外接装置402，所述NFC移动终端401与外接装置402连接。

其中，外接装置402用于获取应扣金额，并传递给NFC移动终端401，NFC移动终端401完成扣费和记账。本实施例中的外接装置402可采用上述实施例1、2、3中任一近场通信移动终端的外接装置，具体不再赘述。

实施例5、本实施例的近场通信方法，参见图8所示，包括下列主要步骤：

S501、外接装置获取应扣金额。

S502、外接装置将所述应扣金额传递给NFC移动终端。

由于外接装置为ETC功能装置或/和二义性功能装置，与NFC移动终端无法直接互通，因此本实施例中通过在NFC移动终端上安装APP软件包，完成针对ETC通信模块与NFC移动终端之间接口协议的设定，以及完成针对二义性模块与NFC移动终端之间接口协议的设定，进而可实现外接装置向NFC移动终端传递应扣金额。

S503、NFC移动终端完成扣费和记账。

上述步骤S501-S503可采用实施例1、2、3中任一近场通信移动终端的外接装置实施，具体实施步骤不再赘述。

另外，NFC移动终端还可将应扣金额的信息呈现给用户；还可在完成扣费、记账操作后，向用户发出声音提示；还可提供查询交互界面，用户通过该查询交互界面对账户进行查询、管理。进而提升用户的使用体验。

综上所述，本发明外接装置、系统及方法的优点在于：采用了一个外壳装置使得原有的NFC移动终端具有了ETC通信功能和二义性通信的功能，并且不需要对原有NFC移动终端内部作任何硬件调整，只需要安装对应的软件包。该装置对原有设备改动最小，成本非常低，非常便于ETC应用和二义性应用的推广普及。

对原有的ETC车载单元和二义性车载单元进行了简化，装置上不再需要电池、显示屏、喇叭等相关模块，缩减了ETC车载单元的尺寸和成本，而且使用寿命也得以提高。

通过NFC模块替代了原有车载单元的高频模块/IC卡，用户的账户信息由NFC模块来记录，这样用户信息和NFC模块绑定起来，便于用户操作，并且该NFC模块还能进行其他的NFC业务操作，便于NFC业务、ETC业务和二义性业务的推广。

通过接口模块与各种类型的NFC移动终端的数据接口相连接，有效地解决了工作时的供电问题，而且还能通过该接口与NFC移动终端进行通信，在NFC移动终端的屏幕上对相关扣费信息进行显示和声音提示，并进行相关的账户管理功能。

本发明外接装置同时具有了ETC通信和二义性通信的功能，这样方便了这两种应用的推广和二种业务的融合。便于各个省市之间的交通管理的整合和对接。

这里本发明的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技术人员还应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种近场通信移动终端的外接装置，应用于NFC移动终端，其特征在于，所述的外接装置包括：相互连接的ETC天线和ETC通信模块，相互连接的二义性天线和二义性模块，与所述ETC通信模块和二义性模块分别连接的控制芯片，以及与所述控制芯片和NFC移动终端分别连接的接口模块；

所述ETC天线接收外部发来的入口信息和出口信息并传递给ETC通信模块，所述ETC通信模块将所述入口信息和出口信息传递给控制芯片，所述控制芯片根据所述入口信息和出口信息获取应扣金额，以及将所述应扣金额传递给NFC移动终端，所述NFC移动终端完成扣费、记账；或者，所述二义性天线接收外部发来的入口信息和、出口信息和具体路径射频信号并传递给二义性模块，所述二义性模块将所述入口信息和、出口信息和具体路径射频信号传递给控制芯片，所述控制芯片根据所述入口信息和、出口信息和具体路径射频信号获取应扣金额，以及传递给NFC移动终端，所述NFC移动终端完成扣费、记账。

2.如权利要求1所述的近场通信移动终端的外接装置，其特征在于，所述NFC移动终端，包括：NFC模块、数据接口和电源；

上述的接口模块与NFC移动终端相连，具体是所述接口模块与NFC移动终端的数据接口相匹配，并插接相连；

上述的应扣金额传递给NFC移动终端中的NFC模块，由NFC模块完成扣费、记账；

所述NFC移动终端的电源通过所述数据接口与接口模块插接后形成的通路，为所述近场通信移动终端的外接装置供电。

3.如权利要求1所述的近场通信移动终端的外接装置，其特征在于，所述近场通信移动终端的外接装置的形状是与所述NFC移动终端相匹配的外壳，包括：柔性PCB板和介质外壳；其中柔性PCB板的上下两面设有铺铜区域，所述ETC天线、ETC通信模块、二义性天线、二义性模块、控制芯片和接口模块通过所述铺铜区域的印制铜线连接；所述柔性PCB板被压制在所述介质外壳中间。

4.如权利要求3所述的近场通信移动终端的外接装置，其特征在于，将所述柔性PCB板的铺铜区域蚀刻为所述的ETC天线或/和二义性天线。

5.一种近场通信系统，其特征在于，包括：NFC移动终端和与该NFC移动终端相匹配的外接装置，所述NFC移动终端与外接装置连接；

其中，所述外接装置获取应扣金额，并传递给NFC移动终端；

所述NFC移动终端完成扣费和记账；

所述的外接装置为权利要求1至4任一项所述的近场通信移动终端的外接装置。

6.一种近场通信方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、外接装置获取应扣金额；

S2、外接装置将所述应扣金额传递给NFC移动终端；

S3、NFC移动终端完成扣费和记账；

上述步骤采用权利要求1至4任一项所述的近场通信移动终端的外接装置实施。

7.如权利要求6所述的近场通信方法，其特征在于，步骤S2中所述的外接装置向NFC移动终端传递应扣金额的具体实现方式是通过在NFC移动终端上安装软件包，完成针对ETC通信模块与NFC移动终端之间接口协议的设定，以及完成针对二义性模块与NFC移动终端之间接口协议的设定。

8.如权利要求6所述的近场通信方法，其特征在于，还包括步骤：NFC移动终端将所述应扣金额的信息呈现给用户。

9.如权利要求6所述的近场通信方法，其特征在于，还包括步骤：NFC移动终端完成扣费、记账操作后，向用户发出声音提示。

10.如权利要求6所述的近场通信方法，其特征在于，还包括步骤：NFC移动终端提供查询交互界面，用户通过该查询交互界面对账户进行查询。