CN108319879A

CN108319879A - 一种基于i2c协议的可视卡及其信息显示方法

Info

Publication number: CN108319879A
Application number: CN201810087362.7A
Authority: CN
Inventors: 沈金秋; 谢正华
Original assignee: Hebei Luwang Mdt Infotech Ltd
Current assignee: Hebei Luwang Mdt Infotech Ltd
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-07-24
Anticipated expiration: 2038-01-30
Also published as: CN108319879B

Abstract

本发明公开了一种可视卡及其信息显示方法，其可在信息处理完成后将最新信息显示。一种基于I²C协议的可视卡，其包括NFC芯片、控制模块以及显示屏；所述NFC芯片，用于与非接读卡设备进行通信以进行读写操作并在写入完成后向所述控制模块返回表示写入完成的标志；所述控制模块，与所述NFC芯片电连，用于在接收到所述标志后通过I²C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令，并用于接收所述NFC芯片返回的最新信息；所述显示屏，与所述控制模块电连，用于将所述控制模块读取的所述最新信息进行显示。

Description

一种基于I2C协议的可视卡及其信息显示方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种可视卡及可视卡的信息显示方法。

背景技术

IC卡又称集成电路卡，IC卡由于携带方便、存储量大被广泛地应用于金融、电信、交通、安全管理和身份识别等方面。现有技术中，为了能够将IC卡存储的信息，如卡内金额、用户信息等显示，目前出现了可视IC卡（简称可视卡）。以可视银行卡为例，通过非接读卡器或者POS机向可视银行卡的安全芯片发送特定APDU（应用协议数据单元）命令来实现各种功能，例如交易、读取余额。当可视银行卡的SE（金融）安全芯片完成交易时，不会返回给可视银行卡的MCU任何信息。因此，卡片无法在交易处理完之后读取SE交易完成并返回交易完成的标识再读取余额，即卡片所显示的信息并非为最新信息。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种可视卡及其信息显示方法，其可在信息处理完成后将最新信息显示。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种基于I2C协议的可视卡，其包括NFC芯片、控制模块以及显示屏；

所述NFC芯片，用于与非接读卡设备进行通信以进行读写操作并在写入完成后向所述控制模块返回表示写入完成的标志；

所述控制模块，用于在接收到所述标志后通过I2C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令，并用于接收所述NFC芯片返回的最新信息；

所述显示屏，用于将所述控制模块读取的所述最新信息进行显示。

在一些实施例中，所述可视卡还包括天线模块，所述NFC芯片通过所述天线模块与所述非接读卡设备进行通信，

所述天线模块，用于与所述非接读卡设备通信并根据所述非接读卡设备的磁信号产生电信号。

在一些实施例中，所述可视卡还包括：

电能采集电路，与所述天线模块相电连，用于将所述天线模块产生的电信号转换后为所述可视卡供电。

在一些实施例中，所述电能采集电路包括：

谐振电路，用于与电感产生谐振，将读卡器磁场中的磁场能转化为电能；

整流电路，用于将所述谐振电路搜集到的电流转换成稳定的直流电，并通过稳压芯片进行稳压处理。

在一些实施例中，所述控制模块包括MCU，和/或，所述显示屏为电子墨水屏。

在一些实施例中，

所述控制模块，用于在所述可视卡进入所述非接读卡设备磁场范围后睡眠待机，并在接收到所述标志后被唤醒。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种所述的可视卡的余额显示方法，包括如下步骤：

S101、可视卡进入非接读卡设备磁场范围，所述可视卡与所述非接读卡设备建立通信；

S102、所述非接读卡设备对所述可视卡的NFC芯片进行读写操作；

S103、所述NFC芯片在写入完成后向所述控制模块返回表示写入完成的标志；

S104、所述控制模块在接收到所述标志后通过I2C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令；

S105、所述NFC芯片响应于所述APDU指令向所述控制模块返回所述NFC芯片中的最新信息；

S106、所述控制模块接收到返回的最新信息并将其发送至所述可视卡的显示屏进行显示。

在一些实施例中，步骤S101中，所述可视卡与所述非接读卡设备建立通信后，所述控制模块被驱动然后睡眠待机；步骤S104中，所述控制模块在接收到所述标志后被唤醒，通过I2C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令。

在一些实施例中，步骤S101中，所述可视卡通过天线模块与所述非接读卡设备建立通信，所述可视卡将所述非接读卡设备的磁场能转换为电能并为所述控制模块、所述NFC芯片及所述显示屏供电。

在一些实施例中，步骤S106中，所述显示屏为电子墨水屏，余额信息在所述电子墨水屏上进行常显。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明的基于I²C协议的可视卡，采用NFC芯片，在NFC写入完成后向控制模块发送标志，控制模块在接收到该标志后再读取NFC芯片内的信息，可以获取到信息处理完成后写入的最新信息，在处理完成后读取最新信息进行显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。

图1为根据本发明的一种可视卡的正面示意图；

图2为根据本发明的一种可视卡的结构框图；

图3为根据本发明的一种电能采集电路的电路图；

图4为根据本发明的一种MCU模块的示意图；

图5为NFC芯片与MCU的交互端口示意图；

图6为根据本发明的一种NFC芯片的示意图；

图7为根据本发明的一种可视卡余额显示方法的流程图。

上述附图中，

1、可视卡；11、NFC芯片；12、MCU；13、电子墨水屏；14、天线模块；15、电能采集电路；151、谐振电路；152、整流电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。

实施例1

本实施例提供一种可视卡，该可视卡具体为可视金融卡，如银行卡、公交卡、饭卡、门禁卡等，其具有余额显示功能。

参照图1-2所示，所述可视卡1，包括NFC芯片11、控制模块12以及显示屏。

NFC（Near Field Communication）芯片11，用于与非接读卡设备2进行通信以进行读写操作（如在交易完成后写入余额），还用于在写入完成后向控制模块返回一个表示写入完成的标志；

控制模块，具体为MCU 12，与所述NFC芯片11电连，用于在接收到所述标志后通过I²C协议向所述NFC芯片11发送用于读取所述NFC芯片11中信息的APDU指令，并用于接收所述NFC芯片11返回的最新信息，如交易完成后的余额；

显示屏具体为电子墨水屏13（简称EPD），与所述MCU 12电连，用于将所述MCU 12接收的所述余额信息进行显示。

如图1所示，所述非接读卡设备2具体为非接非接读卡设备，如读卡器，还可以为POS机等。

所述NFC芯片11具体通过天线模块14与所述非接读卡设备2进行通信。所述天线模块14，用于与所述非接读卡设备2通信并根据所述非接读卡设备的磁信号产生电信号。天线模块14具体可选用板载线圈，可将非接非接读卡设备的磁信号转换为电信号。

所述可视卡1具体为无源可视卡，其由非接读卡设备2磁场供电。所述可视卡1还包括电能采集电路15，电能采集电路15与所述天线模块14相电连，用于将所述天线模块14产生的电信号转换后为所述可视卡1供电。具体如图3所示，电能采集电路15包括谐振电路151和整流电路152。其中，谐振电路151，用于与电感产生谐振，具体为卡片电线的电感和谐振电路的电容产生谐振，将读卡器磁场中的磁场能转化为电能；整流电路152，用于将所述谐振电路151搜集到的电流转换成稳定的直流电（可配置，通常为3~5V），并通过稳压芯片进行稳压处理，将电压稳定在3.3V（依据MCU的型号配置使其为MCU的驱动电压）。

电能采集电路15与MCU 12连接以为其提供电源。所述MCU 12集成了所述电子墨水屏13的驱动，MCU 12会在有电源的情况下向SE芯片11和电子墨水屏13供电。电子墨水屏13也支持外部驱动芯片。

MCU 12，控制电子墨水屏13，和NFC芯片11交互，通过P03引脚启动NFC芯片11；通过P15，P16向NFC芯片11发送APDU并接受返回值用于读取卡片中的信息；通过P02接收NFC芯片11返回的写入成功标志，如图4-6所示。

NFC芯片11，通过天线模块14接收读卡器发送的APDU，GPO口被配置成“常态高电平，在写入信息完成时变为低电平”，用来唤醒睡眠中的MCU 12。和MCU 12交互，在接收到MCU 12发送的读取信息的APDU后返回给MCU 12正确的信息。RF端口也可配置，可以启用或者禁用NFC芯片11的RF功能，如图6所示。

实施例2

本实施例提供一种可视卡的信息显示方法，包括如下步骤：

S103、所述NFC芯片在写入完成后向所述控制模块返回标志；

S104、所述控制模块在接收到所述标志后通过I²C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令；

S106、所述控制模块接收到返回的最新信息并将其发送至所述可视卡的显示屏进行显示；

S107、所述可视卡离开所述非接读卡设备磁场范围。

步骤S101中，所述可视卡与所述非接读卡设备建立通信后，所述控制模块被驱动并睡眠待机；步骤S104中，所述控制模块在接收到所述标志后被唤醒，通过I²C协议向所述NFC芯片发送用于读取余额的APDU指令。

步骤S101中，所述可视卡通过天线模块与所述非接读卡设备建立通信，所述可视卡将所述非接读卡设备的磁场能转换为电能并为所述控制模块、所述NFC芯片及所述显示屏供电。显示屏为电子墨水屏，所述最新信息在所述电子墨水屏上进行常显。

当可视卡为余额显示卡（如食堂饭卡）时，具体到余额显示卡的余额显示方法中，该余额显示卡是由非接读卡设备磁场供电的无源可视卡，使用电子墨水屏，显示NFC芯片中保存的电子现金余额信息。如图7所示，在进行交易时，无源可视卡靠近非接非接读卡设备，进入读卡器的磁场范围内；NFC芯片通过天线模块与读卡器建立通信连接，MCU被磁场转换成的电能驱动，驱动后MCU第一时间进入睡眠待机模式，该模式下功耗较低；读卡器通过14443协议读取NFC芯片内信息并处理交易（如在原有余额上进行加减的操作），交易完成后，读卡器通过14443协议将最新信息写入NFC芯片中；在写完最后一条APDU的时候，NFC芯片向MCU返回一个表示写入完成的标志；睡眠待机中的MCU收到NFC芯片返回的标志后被唤醒，通过I²C协议向NFC芯片发送特定的APDU读取NFC中最新的信息，即交易完成后的余额；MCU将读取到的最新余额显示在电子墨水屏上。需要说明的是，在余额显示卡离开读卡器的磁场范围后，余额信息仍然显示在电子墨水屏上。余额信息在电子墨水屏上常显，直至下一次交易完成后被更新。

本实施例中，MCU与NFC芯片的交互基于I²C协议，MCU与读卡器的交互基于IS014443协议。下面以一个具体实例来对该可视卡的信息显示过程距离说明。

1、NFC芯片与读卡器的交互

当NFC芯片进入读卡器场强后，读卡器会向NFC芯片发送特定的指令，如果NFC芯片收到了指令，NFC芯片会向读卡器返回一个ATR（复位应答响应 Anster To Reset），读卡器读到ATR后识别卡片，并建立连接；

NFC芯片在RF（射频Radio Frequency）端设定了两个密码，读密码和写密码，该密码设定，用来验证对芯片操作进行读写身份认证；

RF端的读写操作：

写：

00A4040007 D2760000850101

00A4000C02 0001

0020000210 11223344556677881122334455667788

00D60012060 00000002710

第一、第二条作用是在NFC芯片寻找寄存器地址，第三条用于验证写密码，第四条是对该寄存器写入一个数值，例如”00000002710”其中第一二字节的0000表示+正，后面的”00002710”是转换成十六进制的十进制”10000”。

读：

00 A4 04 00 07 D2760000850101

00 A4 00 0C 02 0001

00 20 00 01 10 11111111111111111111111111111111

00 B0 00 12 06

读的过程与写的过程类似，只需将第三部分验证读密码，第四部分换成读取用的APDU。

2、MCU与NFC芯片的交互

当MCU进入睡眠时，MCU被设置了唤醒的中断—当在P02口（即NFC芯片的GPO口）收到低电平时被唤醒；

NFC芯片的GPO(General Purpose Output通用输出)口被配置成WIP(Writting InProgress)，即当写入指令被读卡器发送到NFC芯片时GPO口会被拉低；

接收到NFC芯片给予的写入信号后，会对NFC芯片发送读取信息的APDU：

00 A4 04 00 07 D2760000850101*00

00 A4 00 0C 02 0001

00 20 00 01 10 22222222222222222222222222222

00 B0 00 12 06

此处的APDU与读卡器对NFC进行读操作的时候相似，但是验证的密码是I²C密码，此密码由MCU设定，用于控制MCU对NFC芯片的读写。

MCU与NFC芯片的交互基于I²C协议：在开始交互时，MCU会向NFC芯片发送一个“0xAC,0x52”的开始通信请求，其中AC为发送，AD为接收。在发送完请求后，NFC芯片会向MCU返回一个bit（比特，数据单位）的ACK(acknowledge) 以示建立连接，此后才会发送APDU进行交互。I²C协议中MCU每对NFC芯片发送一个字节的APDU就会受到一个bit的来自NFC芯片的ACK，同理MCU每接到一个个字节的来自NFC芯片的APDU就会向NFC芯片发送一个字节的ACK。另外，I²C协议要求在发送和返回的信息中加入一个字节的PCB,通常为”0x02”或者”0x03”。并且在每条发送到信息后面加入一个CRC校验的字节。因此用于发送APDU而发送到信息会比APDU有更多的字节，在此不详细解释。

3、MCU对于EPD的控制

在发送APDU并接到返回时，返回的内容通常为两个字节的SW（状态码）和多个字节的返回信息，例如在发送c)中的第一条时，如果成功则返回“0x9000”，当MCU收到正确的SW是才会继续发送下一条APDU。当返回值不是”9000”的时候，MCU会终止与NFC芯片的交互，并且控制EPD显示“ERR 02\n\n”(\n表示空格)。当MCU在发送过程中没有收到来自NFC芯片返回的ACK时，MCU会停止交互，并控制EPD显示”ERR 01\n\n”。产生“ERR 01\n\n”的原因可能是：场强能量过低，MCU没有驱动NFC芯片等；产生“ERR 02\n\n”的可能原因为发送过程有误，NFC芯片中要读取的信息错误等。如果发送和接收的过程正确，MCU对NFC芯片发送读取信息的APDU会收到“9000”+“000000002710”的信息，其中SW 9000代表读取成功，返回信息中的第一二个字节的”0000”代表+，后面的”00002710“即是二进制表示的十进制10000。MCU把二进制的信息转换为十进制的信息并控制EPD显示”\n\n\n10000”。

本发明提供的可视卡没有电源，卡片寿命不再受限于电源的寿命；使用了EPD屏，卡片在离开场强后常显最近一次写入后的信息；写入完成后再显示，使MCU在写入过程中减少对于场强能量的消耗，使得非接非接读卡设备可以对NFC芯片成功写入信息。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于I²C协议的可视卡，其特征在于，包括NFC芯片、控制模块以及显示屏；

所述控制模块，用于在接收到所述标志后通过I²C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令，并用于接收所述NFC芯片返回的最新信息；

2.根据权利要求1所述的无源可视卡，其特征在于，所述可视卡还包括天线模块，所述NFC芯片通过所述天线模块与所述非接读卡设备进行通信，

3.根据权利要求2所述的无源可视卡，其特征在于，所述可视卡还包括：

4.根据权利要求3所述的可视卡，其特征在于，所述电能采集电路包括：

整流电路，用于将所述谐振电路搜集到的交流电转换成稳定的直流电，并通过稳压芯片进行稳压处理。

5.根据权利要求1所述的可视卡，其特征在于，所述控制模块包括MCU，和/或，所述显示屏为电子墨水屏。

6.根据权利要求1所述的可视卡，其特征在于，

所述控制模块，还用于在所述可视卡进入所述非接读卡设备磁场范围后睡眠待机，并在接收到所述标志后被唤醒。

7.如权利要求1-6任一项所述的可视卡的信息显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的余额显示方法，其特征在于，步骤S101中，所述可视卡与所述非接读卡设备建立通信后，所述控制模块睡眠待机；步骤S104中，所述控制模块在接收到所述标志后被唤醒，通过I²C协议向所述NFC芯片发送用于读取所述NFC芯片中信息的APDU指令。

9.根据权利要求7所述的余额显示方法，其特征在于，步骤S101中，所述可视卡通过天线模块与所述非接读卡设备建立通信，所述可视卡将所述非接读卡设备的磁场能转换为电能并为所述控制模块、所述NFC芯片及所述显示屏供电。

10.根据权利要求7所述的余额显示方法，其特征在于，步骤S106中，所述显示屏为电子墨水屏，所述最新信息在所述电子墨水屏上进行常显。