CN104994463A - 一种nfc智能识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明的NFC智能识别系统通过NFC读卡器读取NFC感应卡片中的信息，并执行多感应卡片并发通信时的干扰消除，以及通过校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证，增强了抗干扰性能，提高了识别效率和准确性。

Description

一种NFC智能识别系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种NFC智能识别系统。

背景技术

近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内，其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种，目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式，NFC近场通信技术是由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点到点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。

基于NFC通信的上述特点，目前依然存在着如下问题：

(1)NFC通信距离短，存在识别失败的可能，以及需要在短时间内传输较大的数据量，存在如何鉴定数据完整性的问题；

(2)当NFC读卡器的读取范围内存在多个NFC感应卡片的时候，多个感应卡片同时传送信号，信号之间存在相互干扰，这会导致NFC读卡器的响应时间变长，实时性较差，信息的安全性也会降低。

因此，如何解决上述问题是本发明的研究重点。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种NFC智能识别系统，所述系统包括：NFC读卡器、NFC感应卡片、智能终端、以及校验终端，所述NFC感应卡片设置于智能终端上，所述NFC读卡器与NFC感应卡片之间采用NFC方式通信，所述智能终端与校验终端之间采用WLAN方式通信，所述校验终端与NFC读卡器之间采用有线方式连接。

根据本发明的实施方式，所述NFC读卡器用于读取NFC感应卡片中的信息，并执行多感应卡片并发通信时的干扰消除；

所述NFC感应卡片用于存储用户数据信息，所述用户数据信息由NFC读卡器读取，所述NFC感应卡片工作于主动和被动模式，根据智能终端的控制信息切换两种工作模式；

所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证；

所述智能终端用于辅助获取NFC感应卡片中的用户数据信息，并向校验终端发送。

根据本发明的实施方式，所述NFC读卡器执行多感应卡片并发通信时的干扰消除具体包括：

S1、NFC读卡器将帧时间槽点到多点帧的长度，及信道码的长度设置在访问指令的参量中，并发送访问指令，对射频场内多个NFC感应卡片启动首帧识别；

S2、根据所述信道码的长度，每个NFC感应卡片随机生成一个信道码识别号，并查询信道码记录表确定需要的信道码；每个NFC感应卡片对各自响应标识数据用自己的信道码进行扩展调制，产生相应的响应信号；

S3、所述NFC感应卡片在点到多点规则控制下，在不同的帧时间槽发送响应信号给所述NFC读卡器。

S4、根据所述的信道码的长度，NFC读卡器查询信道码记录表确定所有需要的信道解扩码，以帧时间槽点到多点方式访问NFC感应卡片，对接收的一个或一个以上响应信号解扩处理，并进行并发干扰识别，得到响应标识。

S5、所述NFC读卡器分别发送包含NFC感应卡片响应标识的确定指令，NFC感应卡片接收到与自己识别号码相符的确定指令就进入确定状态，否则进入判决状态；

S6、所述NFC读卡器再发送访问指令，如果参量中不包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态的NFC感应卡片均采用前述各自产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，NFC感应卡片返回到起始状态；如果参量中包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态且与指定识别号码相符的NFC感应卡片均采用前述产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，所述NFC感应卡片返回到起始状态；

S7、所述NFC读卡器判断当前点到多点帧是否结束，若是，则执行S9；

S8、所述NFC读卡器发送继续访问指令，执行S3；

S9、所述NFC读卡器发送访问调整指令，执行下一帧的识别。

根据本发明的实施方式，所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证具体包括：

A1、NFC读卡器在接收NFC感应卡片发送的数据后，根据业务类型和预定数据格式预判断所接收的数据是否完整或正确，当上述NFC读卡器对接收的数据的完整性或正确性指示“不确定”时，向校验终端发送数据校验指令，并同时向NFC感应卡片发送启动WLAN以执行数据校验的请求；

A2、校验终端接收到NFC读卡器的校验指令时，通过WLAN向智能终端请求用户数据，所述智能终端接收所述请求后，直接读取NFC感应卡片内的用户数据信息，进行加密后，通过WLAN传送至校验终端；

A3、校验终端接收到智能终端发送的用户数据并进行解密后，同NFC读卡器接收的数据进行完整性和正确性的比对，并将比对结果发送给NFC读卡器；

A4、所述NFC读卡器根据校验比对结果决定是否重新访问NFC感应卡以获取数据。

本发明的NFC智能识别系统通过NFC读卡器读取NFC感应卡片中的信息，并执行多感应卡片并发通信时的干扰消除，以及通过校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证，增强了抗干扰性能，提高了识别效率和准确性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的NFC智能识别系统结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种NFC智能识别系统，如附图1所示，所述系统包括：NFC读卡器、NFC感应卡片、智能终端、以及校验终端，所述NFC感应卡片设置于智能终端上，所述NFC读卡器与NFC感应卡片之间采用NFC方式通信，所述智能终端与校验终端之间采用WLAN方式通信，所述校验终端与NFC读卡器之间采用有线方式连接；其中，

所述NFC读卡器用于读取NFC感应卡片中的信息，并执行多感应卡片并发通信时的干扰消除；

所述NFC感应卡片用于存储用户数据信息，所述用户数据信息由NFC读卡器读取，所述NFC感应卡片工作于主动和被动模式，根据智能终端的控制信息切换两种工作模式；

所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证；

所述智能终端用于辅助获取NFC感应卡片中的用户数据信息，并向校验终端发送。

根据本发明的实施方式，所述NFC读卡器执行多感应卡片并发通信时的干扰消除具体包括：

S1、NFC读卡器将帧时间槽点到多点帧的长度，及信道码的长度设置在访问指令的参量中，并发送访问指令，对射频场内多个NFC感应卡片启动首帧识别；

S2、根据所述信道码的长度，每个NFC感应卡片随机生成一个信道码识别号，并查询信道码记录表确定需要的信道码；每个NFC感应卡片对各自响应标识数据用自己的信道码进行扩展调制，产生相应的响应信号；

S3、所述NFC感应卡片在点到多点规则控制下，在不同的帧时间槽发送响应信号给所述NFC读卡器；例如，NFC感应卡片1在第0个时间槽，NFC感应卡片4，5，6在第1个时间槽，NFC感应卡片2，3在第5个时间槽发送响应信号。

S4、根据所述的信道码的长度，NFC读卡器查询信道码记录表确定所有需要的信道解扩码，以帧时间槽点到多点方式访问NFC感应卡片，对接收的一个或一个以上响应信号解扩处理，并进行并发干扰识别，得到响应标识；例如，在首帧中，NFC感应卡片1第0时间槽被识别，NFC感应卡片2，3在第5时间槽由NFC读卡器并行识别出，NFC感应卡片4，5，6由于发生并发干扰不能被识别，在下一帧中继续识别。

S5、所述NFC读卡器分别发送包含NFC感应卡片1，2，3响应标识的确定指令，NFC感应卡片1，2，3接收到与自己识别号码相符的确定指令就进入确定状态，否则进入判决状态；

S6、所述NFC读卡器再发送访问指令，如果参量中不包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态的NFC感应卡片(例如，NFC感应卡片1，2，3)均采用前述各自产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，NFC感应卡片(例如，NFC感应卡片1，2，3)返回到起始状态；如果参量中包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态且与指定识别号码相符的NFC感应卡片均采用前述产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，所述NFC感应卡片返回到起始状态；

S7、所述NFC读卡器判断当前点到多点帧是否结束，若是，则执行S9；

S8、所述NFC读卡器发送继续访问指令，执行S3；

S9、所述NFC读卡器发送访问调整指令，执行下一帧的识别；例如，所述NFC读卡器按同样原理在第2帧中识别出NFC感应卡片4，并在第3帧中识别出NFC感应卡片5和6。

根据本发明的实施方式，所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证具体包括：

A1、NFC读卡器在接收NFC感应卡片发送的数据后，根据业务类型和预定数据格式预判断所接收的数据是否完整或正确，当上述NFC读卡器对接收的数据的完整性或正确性指示“不确定”时，向校验终端发送数据校验指令，并同时向NFC感应卡片发送启动WLAN以执行数据校验的请求；

A2、校验终端接收到NFC读卡器的校验指令时，通过WLAN向智能终端请求用户数据，所述智能终端接收所述请求后，直接读取NFC感应卡片内的用户数据信息，进行加密后，通过WLAN传送至校验终端；

A3、校验终端接收到智能终端发送的用户数据并进行解密后，同NFC读卡器接收的数据进行完整性和正确性的比对，并将比对结果发送给NFC读卡器；

A4、所述NFC读卡器根据校验比对结果决定是否重新访问NFC感应卡以获取数据。

根据本发明的实施方式，所述NFC感应卡片接收到NFC读卡器的访问指令后，执行如下操作：

B1、所述NFC感应卡片从起始状态接收NFC读卡器访问指令，并获取访问指令中包含的帧时间槽点到多点帧的长度及信道码的长度参量，随后产生两个随机整数：点到多点帧时间槽随机数，用于在帧时间槽点到多点规则的一帧中随机选择一时间槽发送响应信号；另一个是信道码识别号，用于在信道码记录表中确定需要的信道码；

B2、所述NFC感应卡片在帧时间槽点到多点规则控制下验证时间槽数据，选择发送响应或无响应；响应前，NFC感应卡片进行延迟调制，使数据成为双极性码，然后使用确定的信道码对待发送的标识数据进行扩展调制，再通过载波调制并发送给NFC读卡器，NFC感应卡片等待NFC读卡器的确定指令；NFC感应卡片只有在接收到包含自身的标识数据的确定指令后进入确定状态，否则进入判决状态，以等待NFC读卡器的继续访问或访问调整指令，NFC感应卡片接收到继续访问指令时帧时间槽数减一，或者NFC感应卡片接收到访问调整或访问指令时重新产生帧时间槽数，只有帧时间槽数为零时才发送数据；

B3、处于确定状态的NFC感应卡片接收到NFC读卡器发送的有效的访问指令后，将需要的数据经扩展调制后发送给NFC读卡器，返回到起始状态。

根据本发明的实施方式，所述NFC读卡器具体操作如下：

C1、所述NFC读卡器从起始状态开始，选取帧时间槽点到多点帧的长度及信道码的长度数据并设置在访问指令的参量中，然后发送访问指令给射频场内的所有的NFC感应卡片，启动一次射频识别；

C2、在帧时间槽点到多点规则控制下，NFC读卡器若接收到NFC感应卡片返回的信号后，根据信道码的长度M查询信道码记录表确定所有需要的信道解扩码对接收到的响应信号进行相关解调，此时，若没有发生并发干扰，即没有两个以上的NFC感应卡片在同一个时间槽内产生了同样的信道码，NFC读卡器能识别所有的NFC感应卡片的标识数据；或者发生了并发干扰，即有两个或以上的NFC感应卡片在同一时间槽内产生了同样的信道码，NFC读卡器仍然能够识别出其它所有未发生码碰撞的NFC感应卡片的标识数据；

C3、所述NFC读卡器对于所有已经识别的NFC感应卡片逐一发送确定指令，指令中包含回应NFC感应卡片的标识数据，NFC读卡器继续发送访问指令，参量中不包含指定NFC感应卡片的标识数据，此时所有处于确定状态的NFC感应卡片，都采用前述产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送；或参量中包含指定NFC感应卡片的标识数据，此时只有处于确定状态且与访问指令参量中标识数据相符的NFC感应卡片按前述机制返回数据，NFC读卡器改变参量中的标识数据可以顺序读取不同的NFC感应卡片数据。

C4、NFC读卡器判断当前点到多点帧是否结束，本帧若未结束，NFC读卡器发送继续访问指令，并等待NFC感应卡片的响应；本帧若结束，NFC读卡器估计未识别出的NFC感应卡片的数量，若仍有待识别的NFC感应卡片，则利用估计出的未识别出的NFC感应卡片数量重新确定帧时间槽点到多点帧的长度和信道码的长度，设置在访问调整指令的参量中，然后发送访问调整指令，等待NFC感应卡片的响应，若全部识别完，NFC读卡器返回起始状态。

C5、当NFC读卡器对NFC卡片识别完毕后，选择通过校验终端启动访问数据完整性和正确性的验证，并根据校验比对结果决定是否重新访问NFC感应卡以获取数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种NFC智能识别系统，所述系统包括：NFC读卡器、NFC感应卡片、智能终端、以及校验终端，所述NFC感应卡片设置于智能终端上，所述NFC读卡器与NFC感应卡片之间采用NFC方式通信，所述智能终端与校验终端之间采用WLAN方式通信，所述校验终端与NFC读卡器之间采用有线方式连接。

2.一种如权利要求1所述的系统，所述NFC读卡器用于读取NFC感应卡片中的信息，并执行多感应卡片并发通信时的干扰消除；

所述NFC感应卡片用于存储用户数据信息，所述用户数据信息由NFC读卡器读取，所述NFC感应卡片工作于主动和被动模式，根据智能终端的控制信息切换两种工作模式；

所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证；

所述智能终端用于辅助获取NFC感应卡片中的用户数据信息，并向校验终端发送。

3.一种如权利要求2所述的系统，所述NFC读卡器执行多感应卡片并发通信时的干扰消除具体包括：

S1、NFC读卡器将帧时间槽点到多点帧的长度，及信道码的长度设置在访问指令的参量中，并发送访问指令，对射频场内多个NFC感应卡片启动首帧识别；

S2、根据所述信道码的长度，每个NFC感应卡片随机生成一个信道码识别号，并查询信道码记录表确定需要的信道码；每个NFC感应卡片对各自响应标识数据用自己的信道码进行扩展调制，产生相应的响应信号；

S3、所述NFC感应卡片在点到多点规则控制下，在不同的帧时间槽发送响应信号给所述NFC读卡器。

S4、根据所述的信道码的长度，NFC读卡器查询信道码记录表确定所有需要的信道解扩码，以帧时间槽点到多点方式访问NFC感应卡片，对接收的一个或一个以上响应信号解扩处理，并进行并发干扰识别，得到响应标识。

S5、所述NFC读卡器分别发送包含NFC感应卡片响应标识的确定指令，NFC感应卡片接收到与自己识别号码相符的确定指令就进入确定状态，否则进入判决状态；

S6、所述NFC读卡器再发送访问指令，如果参量中不包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态的NFC感应卡片均采用前述各自产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，NFC感应卡片返回到起始状态；如果参量中包含指定NFC感应卡片的识别号码，此时所有处于确定状态且与指定识别号码相符的NFC感应卡片均采用前述产生的信道码，对自己需要传送的所有数据进行扩展调制并发送，发送完之后，所述NFC感应卡片返回到起始状态；

S7、所述NFC读卡器判断当前点到多点帧是否结束，若是，则执行S9；

S8、所述NFC读卡器发送继续访问指令，执行S3；

S9、所述NFC读卡器发送访问调整指令，执行下一帧的识别。

4.一种如权利要求3所述的系统，所述校验终端用于执行NFC通信数据的完整性和正确性的验证具体包括：

A1、NFC读卡器在接收NFC感应卡片发送的数据后，根据业务类型和预定数据格式预判断所接收的数据是否完整或正确，当上述NFC读卡器对接收的数据的完整性或正确性指示“不确定”时，向校验终端发送数据校验指令，并同时向NFC感应卡片发送启动WLAN以执行数据校验的请求；

A2、校验终端接收到NFC读卡器的校验指令时，通过WLAN向智能终端请求用户数据，所述智能终端接收所述请求后，直接读取NFC感应卡片内的用户数据信息，进行加密后，通过WLAN传送至校验终端；

A3、校验终端接收到智能终端发送的用户数据并进行解密后，同NFC读卡器接收的数据进行完整性和正确性的比对，并将比对结果发送给NFC读卡器；

A4、所述NFC读卡器根据校验比对结果决定是否重新访问NFC感应卡以获取数据。