CN107533656A - 从可编程智能卡解耦的天线 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了智能卡模拟芯片卡和/或磁条卡的系统和方法。智能卡可连接设备，该设备对智能卡进行编程，以模拟芯片卡和/或磁条卡。基础设备可携带要模拟的每张卡的信息，且可在基础设备的触控显示器上显示要模拟的卡的信息。用户可通过与触控显示器进行交互，以选择要模拟的卡。智能卡可包括天线和接触区，接触区的两个触点可提供一个从基础设备到智能卡天线的电气路径。

Description

从可编程智能卡解耦的天线
交叉参考相关的专利申请
本申请要求2015年4月22日提交的第62/151,251号、2015年4月24日提交的第62/152,480号、2015年4月24日提交的第62/152,491号和2015年4月24日提交的第62/152,504号美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用结合到本申请中。
发明背景
智能卡，也称为芯片卡和集成电路卡，用在信用卡、借记卡、客户账户卡、身份证、购物卡等领域。智能卡可能取代磁条卡，后者也称为磁卡。智能卡一般有一个芯片或安全电路，它提供一种或多种功能来确保使用智能卡交易时的交易安全。相反，磁条卡上面一般有一条磁性材料带，此磁条写入了少量的数据。智能卡可以是非接触式智能卡，也可以是接触式智能卡。非接触式智能卡使用射频识别(RFID)技术(例如近场通信(NFC))等方法与读卡器或终端实现无线通信。接触式智能卡通过接触片或其他物理连接实现与读卡器或终端的通信。
智能卡或磁条卡一般由卡提供商写入信息。由于每个卡提供商一般只发行他们自己的卡，所以一个普通用户往往持有各种卡提供商提供的各式各样的卡片。因此，很有必要改善系统和方法，来减少用户的持卡数量。
发明摘要
根据本发明的实施例，提供了一种智能卡，其包括一个接触区元件，其包括一个第一触点和一个第二触点；和一个通过电气耦合至所述第一触点和第二触点的天线；和一个基础设备。所述基本设备包括：一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第一触点的第三触点；一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第二触点的第四触点；和一个电耦合至所述第三触点和所述第四触点的无线电。
根据本发明的实施例，提供一种方法，包括将智能卡的天线电耦合至所述智能卡接触区元件的第一触点；将所述天线电耦合至所述接触区元件的第二触点；将基础设备的无线电电耦合至所述基础设备的第三触点；将所述无线电电耦合至所述基础设备的第四触点；将所述智能卡的所述第一触点电耦合至所述基础设备的所述第三触点；和将所述智能卡的所述第二触点电耦合至所述基础设备的所述第四触点。
附图说明
附图1A-1D所示为本发明的实施例的一个示例卡系统的透视图。
附图2A-2E所示为本发明的实施例的一个示例卡。
附图3A-3B所示为本发明的实施例的一个示例卡系统。
附图4A-4B所示为本发明的实施例的一个示例设备连接模块。
附图5所示为一种根据本发明的实施例禁用卡的方法的流程图。
附图6所示为本发明的实施例的一个示例卡的框图。
附图7所示为一种根据本发明的实施例利用多个芯片装配卡的方法的流程图。
附图8所示为本发明的实施例的一个示例卡的框图。
附图9所示为本发明的实施例的一个示例卡系统的框图。
附图10所示为一种根据本发明的实施例利用多个芯片装配卡的方法的流程图。
附图11所示为本发明的实施例在智能卡中的NFC设备的框图。
附图12所示为根据本发明的实施例，被构造为与附图11所示NFC设备通信的NFC发射器的框图。
详细说明
以下描述结合图解本发明几个实施例的附图进行介绍。当然，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以利用其它实施例以及进行机械、组成、结构、电气或操作变动。以下详细描述并不意在作限制之用，本发明的实施例的范围仅通过已公开专利的权利要求项进行确定。
附图1A-1D所示为本发明的实施例的一个示例卡系统100的透视图。如附图1A所示，基础设备110可以是卡座、卡托、卡套或类似。所述基础设备110可以采用触控显示器112，其可以是电致发光显示器、液晶显示器(LCD)或类似。所述触控显示器112可以采用一个触控元件，例如，可以用于基于用户手指的触控来接收用户输入等。须认识到的是，在可选实施例中，所述基础设备110可以采用一个带有独立用户输入元件的显示器，例如用户按钮或类似。还须认识到的是，所述触控显示器112的触控元件可接受用户触控以外的其他方式的输入，例如，跟踪用户眼球运动或类似。
尽管在附图1A的透视图中未示出，但所述基础设备110也可安装智能卡120。所述智能卡120可构造为模拟各种卡，例如智能卡、磁条卡或类似。所述触控显示器112可显示各种卡的类型选择，例如付款卡、购物卡、旅行卡、钥匙卡或类似。付款卡可由银行、金融服务提供商或类似发行。购物卡可由某个商业单位，例如衣服店、杂货店或类似发行。旅行卡可由航空公司、汽车租赁公司或类似发行。钥匙卡可由安保公司、酒店、汽车租赁公司、汽车制造商或类似发行，用以提供进入建筑物、汽车或类似的权限。
在某些实施例下，所述显示器112可用相应表现形式显示基于卡类型分组的各种卡。例如，如果用户持有Visa公司的Visa信用卡或借记卡和美国运通公司的美国运通卡，则这两种卡将归于付款卡类型。如附图1A所示，所述显示器112的右侧可显示虚拟按钮。虚拟按钮可表示某张卡或者可表示多张卡。激活代表某张卡的虚拟按钮可能导致选中该卡(例如，通过用户触控描述虚拟按钮的触控屏)，激活代表某些卡的虚拟按钮可能导致显示这些卡，或者其他表示第二组卡的虚拟按钮。小组可以采用任何所需的方式进行组织，例如，按卡的类别(例如，付款卡、购物卡、旅行卡和钥匙卡)或者由用户进行配置。选择某张卡可能导致智能卡120被基础设备110构造为模拟所选的卡。须认识到的是，附图1A所示的卡的类型仅供说明之用，不具有限制性。
附图1A所示触控显示器112可显示与个人计算机、平板电脑、智能手机等计算设备的接口的指示信息。例如，所述接口可能是短程通信接口，例如，符合蓝牙标准的接口、局域网无线接口(例如，符合Wi-Fi标准的接口)或者利用不同通信标准或协议的接口。在某些实施例中，可通过计算设备接口接收用于部署、编程或实现智能卡120以模拟某张卡的信息。此信息加载入所述基础设备110后，可利用此信息部署、编程或实现所述智能卡120，以至于可通过选择性模拟不同某张卡来重复使用所述智能卡120。所述触控显示器112也可显示基础设备110的剩余电量信息。须认识到的是，为了节省电池电量，所述基础设备110可能处于关闭状态，且可通过在触控显示器112上刷卡、通过将智能卡120耦合至基础设备110或从中解耦和/或在基础设备110上轻弹手指或轻触基础设备110的硬表面，利用拨动开关激活基础设备，将基础设备110打开。
如附图1B所示，所述智能卡120被构造为模拟某张卡时，所述智能卡120可能从所述基础设备110中解耦、断开或弹出。在某些实施例中，基础设备110可能包括某张卡的信息，促使所述智能卡120的构造模拟该卡，以进行交易。例如，某张卡可以是信用卡，有关此信用卡的信息可以是信用卡卡号。在此实施例中，信用卡卡号可能从基础设备110传送到智能卡120，智能卡120的磁条模块122或第一通信接口可构造为模拟此卡的信用卡卡号。在此实施例中，智能卡120可在读卡器中刷卡，而不是这张卡。尽管附图1B中未示出，但是智能卡120也可以构造为模拟智能卡，该智能卡是拥有信用卡卡号的信用卡。基础设备110可允许用户通过触控显示器112选择智能卡120要模拟的个人卡。
附图1B所示为拥有磁条模块122的智能卡120，它可以模拟所选个人磁条卡的磁条。例如，如附图1C所示，用户可能已选择假定的Visa品牌的信用卡或借记卡，Visa标志可能出现在基础设备110的显示器112上。基础设备110可能导致磁条模块122模拟用户的Visa信用卡或借记卡的磁条。因此，智能卡120可在读卡器上刷卡，或者与读卡器耦合并通信。
如附图1D所示，卡可能拥有一个芯片模块124或第二通信接口，它可能包括一个接触区126，与至少智能卡120的一个芯片耦合并通信，智能卡120的芯片可构造为模拟所选个人卡的芯片。在某些实施例中，芯片可嵌入在智能卡120内。此芯片可耦合至至少一个触点，来形成芯片模块124或芯片接口。因此，智能卡120可插入读卡器并被其读取，或者与读卡器耦合并通信。尽管附图1A-D中未示出，但是系统100可能包括一个近场通信(NFC)接口，或一个第三通信接口，通过该接口，智能卡120和/或基础设备110可与读卡器实现无线通信。因此，用户从触控显示器112选择个人卡后，有关此个人卡的信息可能部署在智能卡120上，与磁条接口、芯片接口、NFC接口和/或类似接口结合使用。
须认识到的是，附图1D给出了基础设备110和智能卡120的方向与附图1C所示的方向不同所示的方向不同。基础设备110的正面如附图1C所示，在这个方向上，显示器112可见。相反，基础设备110的背面如附图1D所示，在这个方向上，可以看到耦合元件114，例如磁带、套筒、转臂、滑条等。所示耦合元件114可拆除地将智能卡120耦合、紧贴或固定至基础设备110。例如，附图1D所示实施例中的耦合元件114有一个外缘114，方便智能卡120在相对于基础设备110的位置中滑进滑出，或者耦合至基础设备110或从中解耦。附图1D还有一个基础设备110的设备连接模块116，可与智能卡120的卡连接模块128耦合并通信，方便基础设备110与智能卡120之间的通信。智能卡120的背面如附图1C方向上可看见磁条模块122。相反，智能卡120的正面如附图1D方向上可看见接触区126和卡连接模块128。须认识到的是，智能卡120可能包括一个或多个与读卡器连接的通信接口，例如磁条模块122、芯片模块124和/或NFC接口。而且，尽管附图1C和附图1D图示了智能卡120反面上的磁条模块122和接触区126，但是，这些也可以选择布设在智能卡120的同一面上。须认识到的是，卡上卡连接模块128所在的面没有特定限制。例如，卡连接模块128可以与附图1D所示芯片124在同一面上，或者可以与磁条模块122同一面。
附图2A-2E所示为本发明的实施例的一个示例智能卡120。附图2A所示为智能卡120的分解透视图。如附图2A所示，智能卡120可能有背层或背板210。所示背层210可包括塑料材料(例如聚氯乙烯，PVC或ABS树脂，ABS)、金属合金材料或类似。在某些实施例中，背层210可能是叠合至智能卡120的其他层或元件的叠合层。可选电池212可粘附于背层210。在某些实施例中，电池212向智能卡120的部分或所有电子元件供电。例如，电池212可向磁条模块122供电，以方便模拟个人卡的磁条。在某些实施例中，当卡与基础设备110对接或耦合时，电池212可收到电荷。在此类实施例中，智能卡120可能关闭或者进入睡眠模式，以节约电池用电，而智能卡120保持耦合至基础设备110，当用户在基础设备110的触控显示器112上执行选择操作时，卡可以打开或进入唤醒模式。须认识到的是，除了电池之外，读卡器或终端也可以供电，或者取代电池供电，例如，当读卡器通过接触区126电耦合至智能卡120时。可以使用任何所需的充电技术对电池212进行充电，例如，使用基础设备110或者独立充电设备提供的无线充电回路实现无线充电。
智能卡120可能有可选天线220和无线电模块224，用于为卡120提供无线通信能力(例如NFC天线、蓝牙天线、Wi-Fi天线或类似)。天线220可包括天线线圈222，后者可以是一圈圈的线或者类似。无线电模块224可耦合至智能卡120的芯片并通信。在某些实施例中，读卡器可利用谐振电感耦合、电动感应或类似，通过天线220为芯片供电。
智能卡120可能包括印刷电路板(PCB)230。PCB 230可能包括智能卡120的一个或多个电子元件，包括处理器，且可能提供此类元件之间的连接。PCB 230可能有一个孔口238用于配置电池212，以减少智能卡120的整体厚度。卡连接模块128可包括至少一个设备接口触点232，例如附图2A所示的2～8个设备接口触点232或6个设备接口触点232。PCB 230可包括此类设备接口触点232，这些触点被构造为电耦合基础设备110的一个或多个触点，例如基础设备110的设备连接模块116。
基础设备110可通过设备接口触点232耦合至智能卡120并通信，和/或向卡提供电源。磁条模块122可包括一个磁条模拟器234，该模拟器可布设在PCB 230上。PCB230还可包括至少一个芯片或安全回路，与一个或多个读卡器接口触点236耦合并通信。在某些实施例中，PCB 230可能有一个安全回路，例如符合Europay、MasterCard和Visa(EMV)标准的付款芯片。在其他实施例中，所述安全回路可能包括一个安全元件(SE)，在这个安全元件防篡改平台上，可以安全存储和管理应用程序代码和应用程序数据，并安全执行各种应用程序。
智能卡120可能具有一个磁片240，例如铁氧体片。瓷片240可具有高导磁率，可增强天线220的性能。磁片240可位于PCB 230的表面，与天线线圈222所在的表面相对。磁片240的长度和宽度尺寸可相当于天线线圈222的长度和宽度尺寸。
智能卡120可能具有一个与背层210相对的正面层和正面板250。正面层250的材料可以是塑料或金属合金，例如不锈钢或类似。正面层250的长度和宽度尺寸相当于背层210的长度和宽度尺寸。而且，PCB 230的长度和宽度尺寸相当于或小于正面层250和/或背层210的长度和宽度尺寸。此类尺寸可能将PCB 230夹在正面层250与背层210之间，形成智能卡120。正面层250可以有一个第一孔口252，用于提供进入读卡器接口触点236的途径，可有一个第二孔口254，用于提供进入设备接口触点232的途径。第一孔口252内可有一个可选接触区护盖260，接触区护盖260可有一个第一孔口262和第二孔口264提供进入读卡器接口触点236的途径。接触区护盖260的材料可是塑料，且最好与芯片模块124绝缘或者进行表面处理。
附图2B所示为方向与附图2A中智能卡120不同的智能卡120的分解透视图。如附图2B所示，背层210与正面层250相反，在背层210与正面层250之间是天线220和PCB 230。附图2B的方向也图示了磁条模拟器234的视图，这在附图2A中不可见PCB可能包括无线电模块224，例如NFC回路或类似，它可能方便智能卡120和读卡器之间通过天线220进行无线电通信。
附图2C所示为智能卡120的正视图，尺寸为毫米(mm)。须认识到的是，尺寸仅供说明之用，不具有限制性。如附图2C所示，智能卡120的长度可能约为85.7mm，宽度约为54.1mm。智能卡120可能包括卡连接模块128。智能卡120还可能包括芯片模块124，芯片模块具有接触区护盖260和至少一个读卡器接口触点236。接触区护盖260的长度可约为15mm，宽度约为15mm。
附图2D所示为智能卡120的后视图。如附图2D所示，智能卡120可能包括磁条模块122。附图2E所示为智能卡120在附图2C所示实施例的线2E-2E上的横截面图。如附图2E所示，智能卡120可能包括背层210、电池212、PCB 230和正面层250。
附图3A-3B所示为本发明的实施例的一个示例卡系统100。附图3A所示为智能卡120和基础设备110的分解透视图。智能卡120可能包括卡连接模块128和芯片模块124。基础设备110包括背面机架310和耦合元件114。在此实施例中，智能卡120可能可拆卸地插在背面机架310与部分耦合元件114之间。须认识到的是，耦合元件114可将智能卡120耦合、紧贴或紧固在基础设备110上。背面机架可能拥有一个孔口312，通过此孔口露出设备连接模块116，当智能卡120耦合至基础设备110时，该连接模块可电耦合至卡连接模块128。设备连接模块116可耦合至PCB 326，PCB可耦合至内部机架320。电池324可电耦合至PCB 326，可向电耦合至PCB 326的电子元件供电。例如，基础设备110可能包括一个短程RF通信用无线电模块耦合至PCB 326和一个耦合至所述无线电模块的天线322。所述无线电模块可由电池324供电。和电池212相同，基础设备电池324可使用任何所需的充电技术进行充电。例如，基础设备110可包括一个电源端口，其可使用充电线耦合至标准AC电源插座。或者，基础设备110也可以构造为通过某个独立的设备提供的无线充电回路来实现无线充电，例如插入标准AC电源插座的基站。
须认识到的是，PCB 326可能包括一个处理器，用于执行指令、接收存储在存储元件或存储器的数据或部署智能卡120以模拟个人卡。此存储元件可能包括一个或多个不同类型的存储器、数据存储或计算机可读存储媒体，例如，由处理器执行的程序指令的第一数据存储和图像或数据的第二数据存储。所述存储元件可能存储软件，由所述处理器进行执行，例如，操作系统软件和应用程序，例如用户用于选择附图1A-1D所示个人卡的应用程序。所述存储元件还可存储数据项目，例如，卡信息或者个人卡所对应的卡文件。
内部机架320可有一个孔口328，通过此孔口，PCB 326可耦合至位于内部机架320一侧上的基础设备110的元件并通信，内部机架320的另一侧是PCB 326。例如，触控显示器112可使用压敏胶粘剂(PSA)342耦合至内部机架320的一面，而且触控显示器112可通过挠性印制电路(FPC)或类似耦合至PCB 326。触控显示器112可包括一个显示元件340，例如电子墨水显示器、LCD或类似。触控显示器112还可包括一个触控面板350，该触控面板支持触控或手势控制功能，可检测手指在触控显示器112的表面上的活动，并将这些检测解释为用户输入。基础设备110可包括一个表圈360或者上带，耦合至背面机架310和/或内部机架320，以形成基础设备110。在这些实施例中，表圈360、内部机架320和背面机架310的材料可是金属合金，例如不锈钢。
附图3B所示为智能卡120和方向不同于附图3A所示方向的基础设备110的分解透视图。例如，智能卡120在这个方向上可显示磁条模块122，而这在图3A中可见。
附图4A-4B所示为本发明的实施例的一个示例设备连接模块116。附图4A所示为设备连接模块116的分解透视图。设备连接模块116可包括一个机架410，该机架可使用聚碳酸酯材料或类似材料进行模制。设备连接模块116可包括第一PAS 412，该PSA可模切，并将机架410耦合或粘附于内部机架320上。设备连接模块116可包括一个或多个耦合至机架的弹簧触点420，例如，通过使机架410包覆成型在触点420周围。例如，可有一个由6个弹簧触点420或2～8个弹簧触点420组成的阵列，且每个弹簧触点420的材料可以是铍铜合金或类似材料。设备连接模块116可能包括一层覆盖层414或覆盖膜，它可从非粘性、低摩擦材料模切，可能提高设备连接模块116的防护等级或者防止污垢蓄积。设备连接模块116可包括第二PAS 416，该PSA可模切，并密封机架410的底部。
附图4B所示为设备连接模块116的横截面透视图。附图4B所示为设备连接模块的污染井418。附图4B还显示了触点420阵列的示例构造。触点420可能包括一个触点突出422，用于使基础设备110更好地耦合智能卡120。在某些实施例中，触点突出422可允许机械调谐偏差，可改善与卡连接模块128的电接触。触点420可包括一个或多个孔426，用于改善与机架410的机械锁紧性能。触点420可包括一个接触片424，电信号经由此接触片传到PCB 326。在某些实施例中，接触片424可通过激光焊接或类似方法耦合至PCB 326。
附图5所示为一种根据本发明的实施例禁用卡的方法500的流程图。在步骤502中，智能卡120可从基础设备110中解耦或分离。在某些实施例中，在步骤502的解耦前，智能卡120可能已写入个人卡的信息。例如，如果个人卡包括符合EMV标准(例如，“EMV芯片”)的安全回路，则智能卡120的芯片可以写入与个人卡EMV芯片相同或类似的信息。在此示例中，智能卡120的芯片还可以与读卡器接口触点236耦合在一起，并通信。在又一示例中，如果个人卡包括磁条，则此个人卡磁条的相关信息可存储在PCB 230或磁条模拟器234的存储器中。例如，此类此类存储器可以是PCB 230的处理器的闪存，或者磁条模拟器234的现场可编程门阵列(FPGA)。
在步骤504中，在步骤502检测到智能卡120已从基础设备110中解耦时，智能卡120的计时器或时钟可激活一段时间，例如一分钟、两分钟或者用户定义的其他时长。例如，可通过耦合至PCB 230的处理器激活卡计时器。在步骤506中，在步骤502检测到智能卡120已从基础设备110中解耦时，基础设备110的计时器或时钟可激活一段时间，时长与步骤504相同。例如，可通过耦合至PCB 326的处理器激活设备计时器。须认识到的是，在此实施例中，由于卡计时器和设备计时器均基于在步骤502中检测到解耦时在同一时间点激活，且由于卡计时器和设备计时器设置为相同或类似时长，所以卡计时器和设备计时器可能在相同或类似时间点到期，即便它们相对解耦。
在步骤508中，卡计时器到期时，智能卡120可能被禁用。例如，如果智能卡120部署有存储于芯片存储器的信息，则此芯片可能会中断通信或者与读卡器接口触点236解耦。而且，如果芯片包含不安全的存储器所存储的信息，则此类信息可会被从芯片的不安全存储器中删除或擦除。在又一个示例中，如果智能卡120用于模拟磁条，存储在智能卡120或磁条模拟器234的存储器的信息可能被删除、擦除等。尽管这些卡禁用的例子不具有限制性，但是智能卡120禁用有利于节省智能卡120的电量或延长电池寿命，或者通过删除不安全的信息或使之无法通过智能卡120的读卡器通信接口读取此类信息来提高智能卡120的信息安全。用户丢失智能卡120时，此类安全措施可以提供保护。
在步骤510中，设备计时器到期后，基础设备110可指示卡已被禁用。例如，触控显示器112可关闭或变成空白。在一些实施例中，智能卡120启用时，显示器112可能显示一条说明智能卡120已启用的信息，且可能显示卡相关信息，例如附图1C所示的Visa一词。在某些实施例中，在显示器112变成空白前，显示器112可能显示一条说明智能卡120已被禁用或者即将被禁用的信息，具体取决于设备计时器的到期状态。在其他实施例中，基础设备110可能有指示灯闪烁，用于说明智能卡120已被禁用，或者不在工作。尽管设备指示这些卡禁用的例子不具有限制性，但是指示智能卡120禁用还是非常有帮助的，因为用户可能不清楚卡120已被禁用。例如，当智能卡120没有用户界面时，例如指示灯，用户可能意识不到智能卡120的信息已被删除或者智能卡120的模拟功能已被中断。缺少智能卡120的用户界面可能有助于节省电池电量，而且基础设备110的指示可能有助于告知用户卡已被禁用。
在一些实施例中，智能卡120被禁用后，可通过将智能卡120耦合或重新紧贴基础设备110来重新启用。此类重新启用操作可能包括将已删除的信息重新写入智能卡120，或者将新信息写入智能卡120，例如，模拟不同的个人卡。
附图6所示为本发明的实施例的智能卡120的框图。智能卡120可能具有一个接触区126，其包括一个带8个读卡器界面触点(C1-C8)的接触片。C1可能是电源输入，名为VCC，用于为智能卡120的芯片提供工作电源。C2可能用于接收复位信号，名为RST，用于使智能卡120的芯片启动指令的复位序列。C3可能用于接收时钟信号，名为CLK，用于控制智能卡120的芯片的时钟速度。C4可以是第一辅助触点。C5可能是GND，为读卡器与智能卡120之间提供接地线。C6可能用于接收编程电压，名为VPP，用于编程智能卡120的芯片的存储器。C7可能用于接收输入/输出信号，例如，用于读卡器与智能卡120的芯片之间的串行输入和输出。C8可以是二次辅助触点。
如附图6所示，这三条线可将C2、C3和C7读卡器接口触点耦合至多路复用器元件610或开关并通信。为了简单起见，这三条线可组合成单个通道，标示为“/3”。多路复用器元件610可包括一个耦合至接触区126的主通道。多路复用器元件610还可能包括分别耦合至第一芯片620、第二芯片630、第三芯片640和磁条模拟器系统650的四个通道。须认识到的是，通道、芯片、模拟系统不具有数量限制。
在附图6所示的实施例中，芯片620，630，640可能各由不同芯片提供商实体进行配置，例如，银行、信用卡公司或其他实体。例如，第一芯片620可能配置用于Visa信用卡或借记卡，第二芯片630可能配置用于MasterCard信用卡或借记卡，第三芯片640可能配置用于American Express信用卡。芯片的配置可包括在各自芯片上安装应用程序或小应用程序，其中小应用程序特定于芯片提供商。芯片的配置可包括芯片的个性化，例如，在芯片上存储用户的个人数据，例如用户的信用卡卡号。须认识到的是，各实体可配置不同的芯片和/或执行配置过程的不同子流程。例如，信用卡公司可在芯片中配置小应用程序，银行可利用用户信息个性化芯片。而且，可在芯片装配到智能卡120后，执行芯片的配置。
在附图6所示的实施例中，用户可选择第一芯片620、第二芯片630、第三芯片640和磁条模拟器系统650中的其中一个。基于此选择，传入所选芯片或系统的信号，或者来自所选芯片或系统的信号可由多路复用器元件610通过主通道传输到接触区126或者从中传输。此选择可由与基础设备110的触控显示器112交互的用户进行执行，如附图1A-1C所示。可选地，此选择可由与独立计算设备的用户界面交互的用户执行，例如与智能卡120无线通信的智能手机。计算设备的此类用户界面可类似于1A-1C所示。可选地或除此之外，智能卡120可能具有一个用户界面，例如，至少一个按钮，在其被激活时，指示用户对芯片的选择。
如附图6所示，智能卡120可能包括电池214，该电池可能为磁条模拟器系统650和磁条模拟器234提供电源。在此实施例中，个人磁条卡相关的信息可通过第四通道传输到多路复用器，而当选择磁条卡时，磁条相关的信息可由多路复用器610通过主通道传输到接触区126或者从中传输。磁条模拟器系统650还可具有一个控制(CTRL)模块652电耦合多路复用器元件610的选择(SEL)模块612，用以指示用户所选择的芯片或系统。在某些实施例中，智能卡120的微处理器可能包括控制模块652。
多路复用器元件610允许智能卡120布设不止一个芯片，所以在智能卡120上使用多路复用器元件可能具有一定的优势。当芯片提供商希望将芯片上的信息存储限制于仅与其相关的信息时，这可是一个非常有益的方法。例如，芯片提供商可希望在芯片上只能安装其自己的小应用程序。附图6所示的多路复用器元件610允许各芯片提供商在智能卡120上配置其自身的专用芯片，同时还允许在一张智能卡120上安装多种此类芯片。出于安全考虑或者由于芯片的存储限制，芯片提供商可希望其芯片独立于其他芯片提供商。
附图7所示为一种根据本发明的实施例利用第一芯片620和第二芯片630装配智能卡120的方法的流程图700。在步骤702中，第一芯片可由第一芯片提供商提供，例如第一实体或银行。在步骤704中，第二芯片可由第二芯片提供商提供，例如第二实体或银行。在步骤706中，智能卡120可能装配有第一新品620、第二芯片630和多路复用器元件610，多路复用器可能通过第一通道电耦合至第一芯片620，通过第二通道电耦合至第二芯片630。还可以通过接触区126装配智能卡120，其中接触区通过主通道电耦合至多路复用器元件610。
附图8所示为本发明的实施例的智能卡120的框图。智能卡120可能有一个接触区126，其包括一个带8个读卡器接口触点(C1-C8)的接触片，C4可能是一个第一辅助触点804，C8可能是一个第二辅助触点808。第一辅助触点804和第二辅助触点808可能通过第一条线814和第二条线818分别电耦合至天线220。天线220可包括天线线圈222。在某些实施例中，天线220可以是单匝感应器天线或类似。接触区126可包括8个读卡器触点，读卡器接口触点的其中两个-C4和C8可电耦合至天线220，对于芯片820，可利用剩余的读卡器接口触点C1-C3和C5-C7。例如，芯片820可通过复位线、时钟线和输入/输出线电耦合至接触区。
如附图8所示，天线220可耦合至第一辅助触点804和第二辅助触点808，因为在芯片820是EMV芯片时的某些实施例中，辅助触点804，808不做其他用途之用，所以这种方法非常有益。但是，须认识到的是，在某些实施例中，除了读卡器接口触点804，808，接触区126的任何读卡器接口触点对也可能电耦合至天线220，或者直接取代之。而且，须认识到的是，附图8所示的天线220与附图2所示的天线220不同，不同点在于，附图2所示的天线220可电耦合至两个或两个以上设备接口触点232，不同于附图8所示的接触区126的两个或两个以上读卡器接口触点。将设备电耦合至附图8所示的接触区126可以让智能卡120不用为了附图2所示的天线220而使用专用设备接口触点232，因为基础设备110可以利用读卡器接口触点取代之。
附图9所示为本发明的实施例的一个示例卡系统100的框图。附图9所示为智能卡120的接触区126。接触区126包括第一辅助触点804和第二辅助触点808，这类似于两个或两个以上读卡器接口触点。基础设备110可能包括一个第一天线触点914，第一天线触点可能可拆卸地耦合至智能卡120的第一辅助触点804。基础设备110还可能包括一个第二天线触点918，第二天线触点可拆卸地耦合至智能卡120的第二辅助触点808。第一天线触点914和第二天线触点918可耦合至天线控制模块924，例如NFC控制器，天线控制模块可耦合至天线接口模块922，例如内部集成电路(I2C)接口，天线接口模块可耦合至基础设备110的微控制器920。在某些实施例中，第一天线触点914和第二天线触点918可能耦合至基础设备110的无线电模块。
在某些实施例中，第一天线触点914和第二天线触点918可位于基础设备110的背面机架310。智能卡120可能耦合至基础设备110，这样一来，具有接触区126的智能卡120的一面将面向具有第一天线触点914和第二天线触点918的背面机架310的一面。在此实施例中，基础设备110可利用卡110的天线220实现无线通信。而且，在此类实施例中，由于卡110的天线220可已经足够，所以，附图3A所示的基础设备110的天线322可以是可选件或者排除在外。例如，当智能卡120耦合至基础设备110时，基础设备110和智能卡120可能形成可与非接触式读卡器通信的卡系统100。
在即点即付等非接触式通信实施例中，这种方法具有一定优势。在此类实施例中，用户可通过基础设备110的触控显示器112选择与非接触式通信相关的个人卡。选择个人卡后，卡系统100可通过卡110的天线220执行非接触式通信。当卡系统100靠近非接触式读卡器或者位于非接触式读卡器20cm以内，或者在支付终端点击卡系统100时，可发生此类非接触式通信。在此实施例中，接触区126的读卡器接口触点可提供一个至卡110的天线220的电气路径。将卡110的天线220用于卡系统100的非接触式通信可有助于使天线220与金属材料分离。例如，可有助于使天线220与背面机架310、内部机架320、PCB 326或基础设备110的其他类似材料分离。在某些实施例中，卡110的背层210和/或正面层250的材料可以是塑料、非导电性材料等，可增强天线220的性能或信号强度。
须认识到的是，天线220可以是NFC天线和/或蓝牙天线。在天线220可以是NFC天线的实施例中，卡系统100可利用NFC接口模式，例如读写模式、点对点模式、卡模拟模式等。在天线220可以是蓝牙天线的实施例中，卡系统100可用作酒店客房的无线钥匙、汽车的无线钥匙等。
在某些实施例中，当智能卡120耦合至基础设备110，且卡系统100用于与读卡器进行非接触式通信时，可选择性地将个人卡相关信息写入智能卡120，因为可通过智能卡120的天线220实现与基础设备110的非接触式通信，如此一来，在非接触式通信期间，智能卡120可保持与基础设备110耦合。这可能不要求用户在交易过程中使智能卡120从设备100中解耦，例如非接触式支付、楼宇门禁等。此外，还可以通过要求将智能卡120耦合至基础设备110来执行与卡系统100的非接触式通信或交易，增强卡系统100的安全。
附图10所示为一种根据本发明的实施例装配卡系统100的方法1000的流程图。在步骤1002中，天线220耦合至智能卡120的第一辅助触点804。例如，第一辅助触点804在EMV标准下可命名为C4，第一辅助触点804可电耦合至天线220。在步骤1004中，天线220耦合至智能卡120的第二辅助触点808。例如，第二辅助触点808在EMV标准下可命名为C8，第二辅助触点808可电耦合至天线220。由于接触区126外可不需要额外的触点，所以将天线220耦合至辅助触点804，808可具有一定的优势。在步骤1006中，无线电模块(例如包括天线控制模块924的无线电模块)可能耦合或电耦合至基础设备110的第一天线触点914。在步骤1008中，无线电模块可能耦合或电耦合至基础设备110的第二天线触点918。
在步骤1010中，第一辅助触点804可按可拆卸的方式耦合至第一天线触点914。在步骤1012中，第二辅助触点808可按可拆卸的方式耦合至第二天线触点918。在某些实施例中，步骤1010和1012的耦合可能通过将智能卡120耦合至基础设备110，例如，通过使智能卡120接触基础设备110的耦合元件114。在此实施例中，将智能卡120耦合至基础设备110可能使第一辅助触点804接触第一天线触点914以及使第二辅助触点808接触第二天线触点918。在此实施例中，将智能卡120从基础设备110解耦或拆下，可能使第一辅助触点804从第一天线触点914分离以及使第二辅助触点808从第二天线触点918分离。
附图11所示为本发明的实施例被构造为在智能卡使用的NFC设备1101的框图。如附图11所示，NFC设备1101包括一个具有AID路由表1103、多个接口1105、1107、1109和1111，NFC天线1113的NFC前端IC。AID路由表1103包括一系列路由规则，每个路由规则包含一个AID和一个目的地。目的地与多个接口1105，1107，1109，1111的其中一个相关联，且允许NFC设备1101沿着与特定接口相关的路径传送到与该路径耦合的组件或元件。
在实施例中，NFC设备1101可根据接触式或短程非接触式通信接口工作，以允许物理分离10cm或以下。在附图11所示的实施例中，NFC设备拥有四个接口1105，1107，1109，1111，包括用户身份模块(SIM)接口1105、主机接口1107、嵌入式安全元件(eSE)接口1109和通用集成电路卡(UICC)接口1111。SIM接口1105耦合至SIM卡安全元件(SE)1113，eSE接口1109耦合至SE 1115，主机接口1107耦合至主机处理器1117，UICC接口1111耦合至电源管理单元1119，而电源管理单元耦合至电池装置1121。在实施例中，电池装置1121可能包括大小合理、并被构造为在智能卡的环境范围内工作的任何电池。此类电池可能包括大小合理的化学电池或电容器。尽管UICC接口1111耦合至电源管理单元1119，如附图11所示，但是，在其他实施例中，如果合适，电源管理单元可能耦合至NFC设备1101的不同接口。而且，其他电源管理单元可能耦合至不在使用的接口，或者可能与耦合至该接口的元件的路径串联或并联连接。还可能包括对应的电池。
NFC设备1101被构造为从NFC RF发射器发射的NFC RF场获取能量，例如附图12所示的发射器1200。NFC发射器1200包括一个NFC设备1201(例如NFC前端IC)、一个NFC天线1203、一个调节器1205和一个电源1207接口(例如DC电源)。在附图12所示的实施例中，NFC设备1201被构造为使用ISO/IEC协议15693。也可以使用与NFC相关的其他协议，例如ISO/IEC 14443。NFC设备1101被构造为将从NFC发射器1200发射的NFC场获取的能量传送到电源管理单元，电源管理单元1119被构造为使用获取的能量对电池装置1121进行充电。
在附图11所示的实施例中，电源管理单元1119被设计为利用最大电压4.2V，UICC接口1111与电源管理单元1119之间的接口被设计为在介于1.8V-3.0V之间的电压工作，电流为20mA。同样地，根据单线协议(SWP)，eSE接口1109与SE 1113之间的接口可能在介于1.8V-3.0V之间的电压工作。在某个实施例中，SIM接口1105可连接至SIM卡SE 1113，但是，SIM卡SE功能可能不使用。在某些实施例中，主机处理器1117可能包括处理器或微处理器的任何或所有结构和功能方面，具体见此处描述的内容。电池装置1121在最大电压4.2V的条件下可能拥有最大容量160mAh。
在实施例中，AID路由表1103可能被编程为导致NFC设备1101将从NFC RF场获取的能量传输到电源管理单元1119，然后电源管理单元将能量传输到电池装置1121。这可以通过作为电源管理单元1119其中一部分或者独立的充电电路(未示出)来实现。
而且，在一个实施例中，NFC设备1101可被构造为通过传送不支持的通信协议的请求，将获取自NFC场的能量传送到所述NFC设备1101的至少一个接口。在一个实施例中，不支持的通信协议可能是ISO/IEC 15693。NFC设备1101还可能被构造为，收到不支持的通信协议的请求时，NFC设备1101会将获取的能量传送到至少一个接口，并进入等待模式，其中，等待模式包括等待NFC发射器反馈的NFC设备1101。NFC设备1101保持在等待模式，直到NFC设备1101从NFC场移开。在另一个实施例中，NFC设备1101可能被构造为，即便NFC设备1101与NFC发射器之间的通信链接无交换其他信息，但是该通信链接仍保持启用状态，使充电在无来自SE的信息交换的情况下完成。
在另一个实施例中，NFC设备1101被构造为通过等待一定时间，从NFC场获取能量，在预定时间后，确定在所述NFC设备1101的接口是否有电，在确定所述接口仍有电时，启用对电池装置的充电。如果使用的协议为系统的其他应用所支持，则允许充电。
在另一个实施例中，NFC设备1101被构造为将获取的能量传送到专用路径上的电源管理单元，且NFC设备1101被构造为，在收到来自NFC发射器的请求后，会匹配该专用路径，并根据该请求为该专用路径提供电源。在一个实施例中，专用路径可能用于某个安全元件，请求可能指向与该安全元件相对应的特定卡类型。
根据本发明涉及的实施例，示例如下：
示例1。一种系统，其包括：一个智能卡，其包括：一个接触区元件，其包括第一触点和第二触点；和一个电耦合至所述第一触点和所述第二触点的天线；和一个基础设备，其包括：一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第一触点的第三触点；一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第二触点的第四触点；和一个耦合至所述第三触点和第四触点的无线电。
示例2。示例1-8中任何其中一个示例的系统，其中，所述智能卡的所述接触区元件还包括一个复位信号专用第五触点、一个时钟信号专用第六触点和一个输入/输出信号专用第七触点；和所述智能卡还包括一个电耦合至所述第五触点、所述第六触点和所述第七触点的安全电路。
示例3。示例2的系统，其中，所述安全电路符合Europay、MasterCard和Visa标准。
示例4。示例1-8中任何其中一个示例的系统，其中，所述天线是一个近场通信(NFC)天线。
示例5。示例4的系统，其中，所述基础设备的所述无线电包括被构造为控制NFC天线的NFC控制器。
示例6。示例1-8中任何其中一个示例的系统，其中，所述智能卡被构造为使用所述天线传输短程通信。
示例7。示例1-8中任何其中一个示例的系统，其中，所述基础设备还包括：一个被构造为以可拆卸的方式机械地将所述智能卡耦合至所述基础设备的耦合元件。
示例8。示例1-8中任何其中一个示例的系统，其中，所述基础设备被构造为通过所述智能卡的所述天线无线耦合至智能读卡器。
示例9。一种方法，其包括：将智能卡的天线电耦合至所述智能卡接触区元件的第一触点；将所述天线电耦合至所述接触区元件的第二触点；将基础设备的无线电电耦合至所述基础设备的第三触点；将所述无线电电耦合至所述基础设备的第四触点；将所述智能卡的所述第一触点电耦合至所述基础设备的所述第三触点；和将所述智能卡的所述第二触点电耦合至所述基础设备的所述第四触点。
示例10。示例9-18中任何其中一个示例的方法，还包括将所述智能卡的安全电路电耦合至所述接触区元件的第五触点，所述接触区元件的第六触点，所述接触区元件的第七触点，其中，所述第五触点为复位信号专用，所述第六触点为时钟信号专用，所述第七触点为输入/输出信号专用。
示例11。示例10的方法，其中，所述安全电路符合Europay、MasterCard和Visa(EMV)标准。
示例12。示例9-18中任何其中一个示例的方法，其中，所述智能卡的天线是一个近场通信(NFC)天线。
示例13。示例12的方法，还包括：使用所述基础设备的所述无线电的NFC控制器控制所示智能卡中的所述NFC天线。
示例14。示例9-18中任何其中一个示例的方法，其中，所述智能卡被构造为使用所述天线传输短程通信。
示例15。示例9-18中任何其中一个示例的方法，还包括：将所述智能卡可拆卸地机械耦合至所述基础设备。
示例16。示例9-18中任何其中一个示例的方法，其中，所述基础设备被构造为通过所述智能卡天线的耦合至智能读卡器。
示例17。示例9-18中任何其中一个示例的方法，还包括对所述智能卡中的电池进行无线充电。
示例18。示例17的方法，其中，对所述智能卡中的电池进行无线充电包括使用所述基础设备中的充电电路对所述智能卡中的电池进行无线充电。
尽管本发明从特定实施例和示意图的角度进行介绍，但是本领域技术人员将认识到本发明不仅局限于所述实施例或附图。例如，尽管基础设备110的图解实施例示为独立设备，但是基础设备110可与其他计算设备集成在一起，例如智能手机、平板电脑等。
尽管本文所述的各种系统可体现在软件或上述通用硬件所执行或代码，但是作为一个可选方案，这同样也可体现在专用硬件或者软件/通用硬件与专用硬件的组合。如果体现在专用硬件，则每个硬件可作为采用了任何其中一个技术或大量技术的组合的电路或状态机来实现。这些技术可包括但不仅限于：具有用于在一个或多个数据信号的应用程序上实现各种逻辑函数的逻辑门的分离逻辑电路、具有合适逻辑门的应用程序特定集成电路，或其他元件等。此类技术一般为本领域技术人员所了解，因此，本文不再赘述。如果体现在软件，每个区块或步骤可表示构成实现指定逻辑函数的程序指令的一个模块、分段或者代码的一部分。程序指令可体现为源代码的形式，源代码包括以编程语言或机器代码编写的人类可读语句，其中，编程语言或机器代码包括合适的执行系统(例如计算机系统中的处理元件)可识别的数字指令。如果体现在硬件，每个区块可表示用以实现指定逻辑函数的一个电路或多个互连电路。
尽管本文所述流程图和方法可介绍特定的执行顺序，但是，须认识到的是，执行顺序可不同于所描述的顺序。例如，两个或两个以上区块或步骤的执行顺序可相对于所描述的顺序而被打乱。同时，可以同时或者部分同时执行两个或两个以上的区块或步骤。而且，在某些实施例中，可跳过或忽略其中一个或多个区块或步骤。须认识到的是，所有此类变型均在本发明的范围内。
此外，本文所述的任何逻辑或应用程序(包括软件或代码)可体现在任何非暂时性计算机可读媒体中，由指令执行系统(例如计算机系统中的处理元件)使用或结合使用。从这个意义上来说，此逻辑可包括语句，语句包括可从计算机可读媒体提取并由指令执行系统执行的指令和声明。在当前披露的环境下，“计算机可读媒体”可是任何可包含、存储或维护本文所述的、供指令执行系统使用或结合使用的逻辑或应用程序的任何媒体。计算机可读媒体可包括众多物理媒体的任何其中一个，例如，磁性媒体、光学媒体或半导体媒体。合适计算机可读媒体的更具体的示例包括但不仅限于磁带、磁盘、磁性硬盘、内存卡、固态硬盘、USB闪存或光盘。同时，计算机可读媒体可是随机存取存储器(RAM)，例如，包括静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)或者磁性随机存取存储器(MRAM)。此外，计算机可读媒体可是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程序只读存储器(EPROM)、电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)或其他类型的存储器设备。
需强调的是，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚理解本发明的原理而给出的一些可的实施例。在不明显偏离本发明的精神和原则的情况下，可对上述实施例进行各种变型和修改。所有此类修改和变型均包含在本发明的范围内，且受以下权利要求项的保护。

Claims (18)

1.权利要求项：
一种系统，包括：
一种智能卡，包括：
一个接触区，其包括第一触点和第二触点；和
一个电耦合至所述第一触点和所述第二触点的天线；和
一个基础设备，包括：
一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第一触点的第三触点；
一个被构造为可拆卸地电耦合至所述第二触点的第四触点；和
一个耦合至所述第三触点和所述第四触点的无线电。
2.权利要求项1的系统，其中：
所述智能卡的所述接触区元件还包括复位信号用第五触点、时钟信号用第六触点和输入/输出信号用第七触点；和
所述智能卡还包括一个电耦合至所述第五触点、所述第六触点和所述第七触点的安全电路。
3.权利要求项2的系统，其中，所述安全电路符合Europay、MasterCard和Visa标准。
4.权利要求项1的系统，其中，所述天线是一个近场通信(NFC)天线。
5.权利要求项4的系统，其中，所述基础设备的所述无线电包括被构造为控制NFC天线的NFC控制器。
6.权利要求项1的系统，其中，所述智能卡被构造为使用所述天线传输短程通信。
7.权利要求项1的系统，其中，所述基础设备还包括：
一个被构造为将所述智能卡可拆卸地机械耦合至所述基础设备的耦合元件。
8.权利要求项1的系统，其中，所述基础设备被构造为通过所述智能卡的所述天线无线耦合至智能读卡器。
9.一种方法，包括：
将智能卡的天线电耦合至所述智能卡的接触区元件的第一触点；
将所述天线电耦合至所述接触区元件的第二触点；
将基础设备的无线电电耦合至所述基础设备的第三触点；
将所述无线电电耦合至所述基础设备的第四触点；
将所述智能卡的所述第一触点电耦合至所述基础设备的所述第三触点；和
将所述智能卡的所述第二触点电耦合至所述基础设备的所述第四触点。
10.权利要求项9的方法，还包括：
将所述智能卡的安全电路电耦合至所述接触区元件的第五触点，所述接触区元件的第六触点，所述接触区元件的第七触点，其中，所述第五触点为复位信号专用，所述第六触点为时钟信号专用，所述第七触点为输入/输出信号专用。
11.权利要求项10的方法，其中，所述安全电路符合Europay、MasterCard和Visa(EMV)标准。
12.权利要求项9的方法，其中，所述智能卡的所述天线是一个近场通信(NFC)天线。
13.权利要求项12的方法，还包括：
使用所述基础设备的所述无线电的NFC控制器控制所示智能卡中的所述NFC天线。
14.权利要求项9的方法，其中，所述智能卡被构造为使用所述天线传输短程通信。
15.权利要求项9的方法，还包括：
利用所述基础设备的耦合元件，将所述智能卡可拆卸地机械耦合至所述基础设备。
16.权利要求项9的方法，其中，所述基础设备被构造为通过所述智能卡的所述天线无线耦合至智能读卡器。
17.权利要求项9的方法，还包括对所述智能卡中的电池进行无线充电。
18.权利要求项17的方法，其中，对所述智能卡中的电池进行无线充电包括使用所述基础设备中的充电电路对所述智能卡中的电池进行无线充电。
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