CN110915144B - 一种nfc刷卡控制方法、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测NFC刷卡控制方法，方法应用于终端设备，终端设备包括NFC天线、NFC芯片、以及处理器，NFC天线与NFC芯片电连接，NFC芯片与处理器电连接，方法包括：当终端设备接近NFC读卡器时，终端设备的NFC天线接收读卡器发送的NFC信号；终端设备确定第一NFC信号的第一强度；当第一强度小于第一强度阈值时，终端设备显示第一提示信息，第一提示信息用于提示移动终端设备，调整终端设备与NFC读卡器之间的相对位置，第一强度阈值大于或等于终端设备与NFC读卡器完成NFC读卡操作时，NFC信号的最小信号强度。可以从直觉上清晰地提醒使用者当前NFC信号的强弱，以及还可以进一步的提醒使用者当前终端与NFC读卡器偏离方向，并根据方向调整设备移动到最佳位置。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种NFC刷卡控制方法及终端设备。
背景技术
NFC(Near Field Communication，近距离通信)，NFC是一种基于13.56MHz载波频率的近距离无线通信技术，经过十几年的发展，越来越被大众欢迎和接受，基于其特有的连接迅速和安全性，广泛应用于金融、社保、公交、门禁等领域，给人们生活带来了便利。
NFC智能终端主要工作于三种模式：读卡器模式，卡模拟模式，点对点模式，其中使用最多的是卡模拟模式，也就是整个NFC智能终端作为一张智能非接触IC卡参与NFC通信，完成金融消费，公交消费或门禁出入。
在NFC通信中主要的产品分为两类，一类是形形色色的各种智能非接触IC卡，还有一类就是各种非接触的读卡器设备。现在终端设备在日常生活中非常常见，但是当使用具有NFC功能的终端设备进行读卡时，往往有很多原因导致读卡失败，但是使用者却并不知道是何种原因导致读卡失败。由于终端设备读卡失败的情况十分常见，使用者在使用过程中会感到非常不便，效果体验极差。
发明内容
本发明实施例提供了一种NFC刷卡控制方法及终端设备，以实现提示终端设备根据界面提示信息进行位置调整，已达到最佳读卡位置。
第一方面，本申请提供了一种检测NFC刷卡控制方法，方法应用于终端设备，终端设备包括NFC天线，方法包括：NFC天线接收NFC读卡器发送的第一NFC信号；终端设备确定第一NFC信号的第一强度；当第一NFC信号的第一强度小于第一强度阈值时，终端设备显示第一提示信息，第一提示信息用于提示移动终端设备，其中，第一强度阈值大于或等于终端设备与NFC读卡器完成NFC读卡操作时，NFC天线接收的NFC信号的最小信号强度。
在一种可能的实施方式中，第一强度为RSSI值。
在一种可能的实施方式中，NFC天线包括NFC第一天线、垂直变量天线和水平变量天线，垂直变量天线位于NFC第一天线垂直方向90°或270°位置；水平变量天线位于NFC第一天线水平方向0°或180°位置；终端设备确定第一NFC信号的第一强度包括：终端设备的NFC第一天线根据第一NFC信号确定第一天线NFC信号感应电压Vref；垂直变量天线根据第一NFC信号确定垂直天线NFC信号感应电压Vv；水平变量天线根据第一NFC信号确定水平天线NFC信号感应电压Vp；
终端设备根据第一天线NFC信号感应电压Vref、垂直天线NFC信号感应电压Vv 和水平天线NFC信号感应电压Vp，确定第一NFC信号的第一强度。
在一种可能的实施方式中，第一强度的计算公式为：
其中，Δv为第一天线NFC信号感应电压Vref与垂直天线NFC信号感应电压Vv 的差值；Δp为第一天线NFC信号感应电压Vref与水平天线NFC信号感应电压Vp的差值。
在一种可能的实施方式中，方法还包括：确定角度θ，角度θ表征终端设备的NFC 天线偏离NFC读卡器的角度；第一提示信息用于提示根据角度θ移动终端设备。
在一种可能的实施方式中，角度θ的计算公式为：
在一种可能的实施方式中，方法还包括：当终端设备移动后，终端设备接收NFC 读卡器发送的第二NFC信号；终端设备确定第二NFC信号的第一强度；当第二NFC 信号的第一强度小于第一强度阈值时，终端设备显示第二提示信息，第二提示信息用于提示继续移动终端设备。
在一种可能的实施方式中，方法还包括：当终端设备移动后，终端设备接收NFC 读卡器发送的第三NFC信号；终端设备确定第三NFC信号的第一强度；当第三NFC 信号的第一强度大于或等于第一强度阈值时，终端设备显示第三提示信息，第三提示信息用于提示读卡完成。
在一种可能的实施方式中，第一提示信息、第二提示信息和/或第三提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
第一方面，本申请提供了一种终端设备，终端设备包括：NFC天线、天线匹配电路、NFC芯片、处理器、存储器和显示屏；NFC天线，用于接收NFC读卡器发送的第一NFC信号；天线匹配电路，用于对接收的第一NFC信号进行解调，得到第一NFC 信号感应电压；NFC芯片，用于根据第一NFC信号感应电压确定第一NFC信号的第一强度；处理器，用于根据第一NFC信号的第一强度与第一强度阈值进行比较判断；当第一NFC信号的第一强度小于第一强度阈值，终端设备显示第一提示信息，第一提示信息用于提示移动终端设备，其中，第一强度阈值大于或等于终端设备与NFC读卡器完成NFC读卡操作时，NFC天线接收的NFC信号的最小信号强度；存储器，用于存储预先设定的第一强度阈值；显示屏，用于显示第一提示信息。
在一种可能的实施方式中，NFC芯片具体包括：接收端、自动增益控制AGC和模数转化器ADC；接收端接收天线匹配电路提供的第一NFC信号感应电压，自动增益控制AGC在稳压工作的过程中，自动增益控制AGC的值随着NFC信号的变化而变化；模数转化器ADC将自动增益控制AGC的输出值转换为数字；根据自动增益控制 AGC的值和模数转化器ADC的值得到第一NFC信号的第一强度；第一强度为RSSI 值。
在一种可能的实施方式中，NFC天线包括：NFC第一天线、垂直变量天线和水平变量天线；天线匹配电路包括：第一天线匹配电路、垂直天线匹配电路和水平天线匹配电路；NFC第一天线，用于接收NFC信号；垂直变量天线，位于NFC第一天线垂直方向90°或270°位置，用于接收NFC信号；水平变量天线，位于NFC第一天线水平方向0°或180°位置，用于接收NFC信号；第一天线匹配电路，用于根据NFC 第一天线接收的NFC信号，确定第一天线NFC信号感应电压Vref；垂直天线匹配电路，用于根据垂直变量天线接收的NFC信号，确定垂直变量天线NFC信号感应电压 Vv；水平天线匹配电路，用于根据水平变量天线接收的NFC信号，确定水平变量天线NFC信号感应电压Vp；比较电路，用于得到第一天线NFC信号感应电压Vref与垂直天线NFC信号感应电压Vv的差值Δv；以及第一天线NFC信号感应电压Vref与水平天线NFC信号感应电压Vp的差值Δp；计算模块，用于根据比较电路提供的Δv和Δp，确定第一NFC信号的第一强度。
在一种可能的实施方式中，第一强度的计算公式为：
在一种可能的实施方式中，计算模块还用于根据比较电路提供的Δv和Δp，确定角度θ，角度θ表征终端设备的NFC天线偏离NFC读卡器的角度；第一提示信息用于提示根据角度θ移动终端设备。
在一种可能的实施方式中，角度θ的计算公式为：
在一种可能的实施方式中，终端设备还用于：NFC天线，用于接收NFC读卡器发送的第二NFC信号；天线匹配电路，用于对接收的第二NFC信号进行解调，得到第二NFC信号感应电压；NFC芯片，用于根据第二NFC信号感应电压确定第二NFC信号的第一强度；处理器，用于根据第二NFC信号的第一强度与第一强度阈值进行比较判断；当第二NFC信号的第一强度小于第一强度阈值，终端设备显示第二提示信息，第二提示信息用于提示继续移动终端设备；显示屏，用于显示第二提示信息。
在一种可能的实施方式中，终端设备还用于：NFC天线，用于接收NFC读卡器发送的第三NFC信号；匹配电路，用于对接收的第三NFC信号进行解调，得到第三NFC 信号感应电压；NFC芯片，用于根据第三NFC信号感应电压确定第三NFC信号的第一强度；处理器，用于根据第三NFC信号的第一强度与第一强度阈值进行比较判断；当第三NFC信号的第一强度大于或等于第一强度阈值，终端设备显示第三提示信息，第三提示信息用于提示读卡完成；显示屏，用于显示第三提示信息。
在一种可能的实施方式中，第一提示信息、第二提示信息和/或第三提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使计算机执行根据第一方面任一项的方法。
第四方面，本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面任一项的方法。
第五方面，本申请提供了一种通信装置，其特征在于，包括处理器，处理器被配置为支持通信装置执行根据第一方面任一项的方法。
本申请提供的一种NFC刷卡控制方法及终端设备，可以从直觉上清晰明了地提醒使用者当前NFC信号的强弱，以及还可以进一步的提醒使用者当前终端与NFC读卡器偏离方向，并根据方向调整设备移动到最佳位置。
附图说明
图1为目前终端设备上NFC天线位置分布图；
图2为NFC读卡失败场景示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种NFC刷卡控制终端电路结构图；
图4为NFC信号感应电压与ADC、AGC对应坐标图；
图5为本发明实施例一提供的一种NFC刷卡控制RSSI值与NFC信号对应坐标图；
图6a为本发明实施例一提供的一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图6b为本发明实施例一提供的另一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图6c为本发明实施例一提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图6d为本发明实施例一提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图7a为本发明实施例一提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图7b为本发明实施例一提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图8为本发明实施例二提供的一种检测终端设备结构天线位置示意图；
图9为本发明实施例二提供的一种NFC刷卡控制终端电路结构图；
图10a为本发明实施例二提供的一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图10b为本发明实施例二提供的另一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图11a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图11b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图12a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图12b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图13a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
图13b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。需要说明的是，本申请实施例中的终端设备可以为手机、平板电脑和可穿戴设备等。
当具有NFC功能的终端设备(下文统称为终端设备)靠近读卡器设备时，终端设备接收到读卡器设备所产生的NFC信号，终端设备的内部会产生用于表征当前NFC 讯号强度的参数数值。其中，体现当前NFC讯号强度的参数的数值可以采用RSSI (Received SignalStrength Indication，接收讯号强度)值作为参考数值。处理器根据 NFC芯片提供的RSSI值与预先设定的阈值进行比较，用于判断当前NFC信号是否达到预先设定的阈值，满足读卡成功的要求，并且作为提示消息在显示屏上显示，以便用户做出相应的调整。其中，RSSI值是由AGC(automatic gaincontrol，自动增益控制) 和ADC(Analog-to-DigitalConverter，模数转换器)的值根据芯片内部提供的算法计算出来的。此前的做法是只拿RSSI值来做调整芯片外部接收电路产生的电压实现稳压状态，以达到芯片可以稳定解调NFC信号的目的。对于不同的芯片，RSSI值的计算方式可能不同。RSSI值目前根据不同的芯片设计，将AGC和ADC的值经过芯片内部提供的公式进行计算。现有技术中不同的芯片可以提供不同的计算公式。
在另一个示例中，通过方位上和NFC第一天线垂直或水平的至少一个垂直变量天线和至少一个水平变量天线提供的电压值分别与NFC第一天线的基准电压值进行比较，得到水平方向上NFC信号感应电压的差值和垂直方向上NFC信号感应电压的差值。再通过水平方向上NFC信号感应电压的差值和垂直方向上NFC信号感应电压的差值计算当前NFC信号的信号强度以及偏移角度，并显示在显示屏上作为提示消息，以便用户做出相应的调整。
本申请中所涉及的读卡操作，是指当终端设备靠近读卡器时，终端设备与读卡器之间进行的NFC信息交互。
图1为目前终端设备上NFC天线位置分布图。
在进行NFC读卡操作的时候，常因为讯号不好或是用户不知道感应位置而导致刷卡失败，目前也没有很好的方法可以提供用户一个直觉的方法来得知当前感应位置讯号的好坏，以及来让用户判别可以移动感应位置或是真的有其他刷卡而不是讯号问题。
NFC天线的不同位置就如同图1所示。如图1所示，不同的虚线框代表了不同型号终端设备的天线位置，如A天线代表型号1终端的天线所在位置、B天线代表型号 2终端的天线所在位置和C天线代表型号3终端的天线所在位置等。由于不同型号终端设备的天线位置不同，所以导致用户无法得知当前终端设备天线的正确位置，进而无法将天线位置对准读卡设备。
图2为NFC读卡失败场景示意图。
如图2所示，当用户直接使用终端设备的时候会直接摆放到读卡器设备上面，但因为天线位置没有对准而常常导致讯号不好刷卡失败。
图3为本发明实施例提供的一种NFC刷卡控制终端电路结构图。
如图3所示，电路包括：NFC天线、天线匹配电路、NFC芯片、处理器、存储器、显示驱动和显示屏。其中NFC芯片包括：接收端、AGC和ADC。
当载有NFC天线和NFC芯片的终端设备靠近读卡器时，NFC天线接收到读卡器设备的NFC信号后，经过天线匹配电路的解调，将给NFC芯片提供NFC信号感应电压Vrx。模数转换器ADC是用于以高于接收到的NFC信号载波频率的采样率将接收到的NFC信号数字化。图4为NFC信号感应电压与ADC、AGC对应坐标图。在电压较小时，AGC会传递感应电压而不进行调整，因此随着NFC信号的增加ADC的输出会线性或非线性增加，电压Vrx也随着增加。在电压较大时，AGC工作将电压Vrx进行稳压。在AGC稳压的过程中，AGC的输出值随着NFC信号的增加不断增加，AGC 的输出值反作用于接收端，使得在此阶段Vrx保持恒定在一个数值上，直到AGC达到饱和状态。在此过程中，如图4上半部分所示，NFC信号感应电压随着NFC信号的增加而增加，直到AGC开始工作，感应电压将会稳定在一个恒定的数值上，直到AGC 达到饱和，感应电压会再次随着NFC信号增加而增加。因此，仅根据感应电压无法确定接收的NFC信号强度。但是，可以根据ADC的值和AGC的输出值通过一定算法得到RSSI值，而RSSI值也随之NFC信号的增加而不断增加，RSSI值与NFC信号存在单调增的关系(参见图5)，所以可以根据RSSI值推断NFC信号强度的强弱变化。本领域技术人员应当注意，RSSI值与NFC信号的单调增关系不一定是线性关系，也可以是非线性关系。
处理器接收到NFC芯片提供的RSSI值后，与存储器内预先存储的阈值进行比较，如果RSSI值满足，则处理器指示显示驱动对显示屏进行驱动，显示屏上显示相应提示界面，用于告知当前设备位置读卡成功；或RSSI值不满足阈值条件，则处理器指示显示驱动对显示屏进行驱动，显示屏上显示相应提示界面，用于告知当前设备位置读卡失败，无法进行NFC读卡操作，并提示用户移动终端设备。在其他实施例中，在显示屏上显示提示界面的同时，还可以通过不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行提示。
图5为本发明实施例提供的一种NFC刷卡控制RSSI值与NFC信号对应坐标图。
如图5所示，终端设备可以根据如图3所示电路，根据实际NFC信号强度检测并校准，由芯片产生的NFC信号第一强度。其中NFC信号第一强度可以为RSSI值，并且本领域技术人员应当注意，NFC信号第一强度还可以选取其他表征NFC接收信号强度的任意参数。
根据芯片产生的RSSI值与当前NFC信号之间的联系，可以从该终端当前NFC信号下对应的RSSI值的变化，判断该终端设备当前RSSI值对应的NFC信号大小的变化情况。本领域技术人员应当注意，图5所示的RSSI值与NFC信号对应关系不一定是线性关系，也可以是非线性关系，但RSSI值与NFC信号对应关系一定是单调增的变化，即随着NFC信号的增加RSSI值也随之变大。
其中1.5A/m、3.5A/m和7.5A/m为实施例示例性选取的三个NFC信号采样点。根据不同终端设备的硬件配置，例如天线的大小以及终端设备对射频信号接收的能力， RSSI值与NFC信号的对应关系有可能不同。例如天线大的终端设备收集到的磁力线较多，所以在得到相同的RSSI值的情况下，天线大的终端设备对应的NFC信号就会比较小，也就是说在相同的NFC信号下，天线越大，得到的RSSI值也就越大。同时可以根据不同设计的终端设备选择不同的阈值，当终端设备检测到当前NFC信号的 RSSI值达到预先设定的阈值后，便认为当前NFC信号满足读卡成功要求，并且可以完成NFC读卡操作；如果终端设备检测到当前NFC信号的RSSI值没有达到预先设定的阈值后，便认为当前NFC信号不满足要求，将会读卡失败，无法完成NFC读卡操作。
在一个实施例中，假定RSSI值为5即满足可以完成NFC读卡操作，并假定在 1.5A/m的NFC信号下RSSI值为2，3.5A/m的NFC信号下RSSI值为3，7.5A/m的 NFC信号下RSSI值为6。当终端设备在检测到1.5A/m或3.5A/m的NFC信号下RSSI 值未达到预先设定的阈值，便认为当前NFC信号下读卡失败，无法进行NFC读卡操作；而在7.5A/m的NFC信号下检测到RSSI值满足预先设定的阈值，便认为当前NFC 信号下读卡成功，可以进行NFC读卡操作。但本领域技术人员应当注意，采样点并不局限于上述三个采样点，当在采样点检测到RSSI值大于或等于预先设定的阈值后，即认为当前NFC信号下读卡成功，NFC可以进行读卡操作。在另一实施例中例如在6A/m 的NFC信号下，检测到RSSI值为5，即刚好达到预先设定的阈值，读卡成功可以完成NFC读卡操作。本领域技术人员还应当注意，预先设定的阈值根据不同终端设备的硬件条件，可以进行适当的选择。
图6a为本发明实施例提供的一种NFC讯号强度终端应用场景图。
如图6a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，终端设备检测出当前摆放位置无法进行NFC读卡操作时，在显示屏(右侧的图片为显示屏的终端设备截屏，下文统称为显示屏截屏)上，便会有显示红色，即图中黑色圆形区域。用于告知当前设备摆放位置NFC信号薄弱，无法进行有效的NFC读卡操作。
本领域技术人员应当注意，用不同颜色区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图6b为本发明实施例提供的另一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
如图6b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，终端设备检测出当前摆放位置无法进行NFC读卡操作时，右侧的显示屏截屏上，便会有显示红色，即图中黑色圆形区域，以及显示屏下方显示指示文字：“当前位置NFC信号不佳”，用于告知当前设备摆放位置NFC信号薄弱，无法进行有效的NFC读卡操作。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图6c为本发明实施例一提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图6c所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，例如摆放方位偏离，终端设备检测出当前摆放位置无法进行NFC读卡操作时，右侧的显示屏截屏上，便会有显示红色，即图中黑色圆形区域，以及显示屏下方显示指示文字：“当前位置NFC信号不佳请移动设备方向”，用于告知当前设备摆放位置NFC信号薄弱，无法进行有效的 NFC读卡操作，需要移动设备方向。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图6d为本发明实施例一提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图6d所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，终端设备检测到当前NFC信号没有达到预先设定的阈值，则终端设备显示屏弹出读卡界面。如图6d右侧的显示屏截屏上显示读卡界面，读卡界面会有显示红色，即图中黑色圆形区域，同时在显示界面显示当前设备天线位置和/或指示箭头，以及显示屏下方显示指示文字：“当前位置NFC信号不佳，请将天线位置对准读卡器设备”，以便直观显示当前设备天线以及移动方向，方便将天线位置对准读卡器的读卡区域。其中指示箭头可以提示当前用户向信号较强的位置移动，方向的检测可以根据终端设备天线检测到的磁感应强度或磁感应线的密度等方式进行判断。
当终端设备移动后，检测到当前位置NFC信号仍然没有达到预先设定的阈值，则重复上述步骤，继续移动终端设备，直至将终端设备天线位置对准读卡器的读卡区域。当终端设备移动后，检测到当前位置NFC信号达到预先设定的阈值，则读卡界面中的红色可以变为绿色，并通过文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行提示，告知用户当前位置已达到最佳，读卡成功。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图7a为本发明实施例一提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
在一个实施例中，如图7a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，右侧的显示屏截屏上，便会有显示绿色，即图中白色圆形区域。用于告知当前设备摆放位置NFC信号足够强，可以进行有效的NFC读卡操作。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图7b为本发明实施例一提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图；
在一个实施例中，如图7b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，右侧的显示屏截屏上，便会有显示绿色，即图中白色圆形区域，以及显示屏下方显示指示文字：“当前位置NFC信号良好”，用于告知当前设备摆放位置NFC信号足够强，可以进行有效的NFC读卡操作。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
可以理解的是，以上应用场景仅为举例说明，并不局限于对本发明实施例应用场景的限定。
图8为本发明实施例提供的一种终端设备结构天线位置示意图。
如图8所示，终端设备固定有NFC第一天线，在位于NFC第一天线水平方向0 °或180°位置设置有水平变量天线，在位于NFC第一天线垂直方向90°或270°位置设置有垂直变量天线。在一个实施例中如图8所示，水平变量天线位于NFC第一天线右侧位置，垂直变量天线位于NFC第一天线垂直正下方位置。本领域技术人员应当注意，图8中水平变量天线和垂直变量天线个数为最少的新增天线个数，可以根据实际情况添加更多水平变量天线和垂直变量天线，添加天线数量越多，测量则越精确。在本实施例中以添加水平变量天线和垂直变量天线各1个为例，在其他实施例中可以相应添加更多水平变量天线和垂直变量天线。本领域技术人员还应当注意，图8示出的水平变量天线和垂直变量天线的位置仅为一种优选实施例，在其他实施例中，只要能满足水平变量天线位于NFC第一天线水平方向0°或180°及其附近位置，以及垂直变量天线位于NFC第一天线垂直方向90°或270°及其附近位置即可。
图9为本发明实施例提供的另一种NFC刷卡控制终端电路结构图。
图9为图8所示终端电路结构图。
如图9所示，水平变量天线和垂直变量天线负责接收手机NFC信号，并产生NFC 信号感应电压，而对于实际用于信息交互的NFC接收信号则由NFC第一天线负责接收。通过NFC第一天线接收到NFC信号后，经过天线匹配电路对NFC第一天线接收的能量进行解调，得到当前NFC信号下对应的第一天线NFC信号感应电压Vref。相应的，通过垂直变量天线接收到NFC信号后，经过垂直天线匹配电路对垂直变量天线接收的能量进行解调，得到当前NFC信号下对应的垂直变量天线NFC信号感应电压Vv；以及，通过水平变量天线接收到NFC信号后，经过水平天线匹配电路对水平变量天线接收的能量进行解调，得到当前NFC信号下对应的水平变量天线NFC信号感应电压Vp。比较电路接收到Vref、Vv和Vp后，计算第一天线NFC信号感应电压Vref 与垂直天线NFC信号感应电压Vv的差值Δv，其中Δv＝Vv-Vref；以及，计算第一天线NFC信号感应电压Vref与水平天线NFC信号感应电压Vp的差值Δp，其中Δ p＝Vp-Vref。在比较电路中，第一天线NFC信号感应电压Vref在与Vv、Vp比较完后，比较电路将第一天线NFC信号感应电压Vref直接输出至NFC芯片上。由于芯片内部的AGC工作会使得电压稳定在某一固定数值上，所以比较电路只能透过如图9所示的比较电路左侧各个匹配电路输出的电压进行比较。
计算模块用于接收比较模块输出的Δv和Δp，计算得到NFC信号第二强度ΔNFC和角度θ。此时NFC信号的强弱可以由ΔNFC与预先设定的阈值进行比较得到。其中，
角度θ为NFC信号指示方向与水平方向的夹角。其中
计算模块将计算得到的ΔNFC与角度θ发送至处理器。处理器根据接收到的ΔNFC与存储器中预先储存的阈值进行比较，判断当前NFC信号的强弱，同时将角度θ与判断结果一同发送至显示驱动，驱动显示屏显示判断结果以及显示指示方向。在计算模块计算出ΔNFC之前，NFC信号的强弱由NFC芯片检测出的RSSI值与预先设定的阈值进行比较来确定。此时NFC信号的强弱的判定方式如图3、图5所述方式判断。当判定当前NFC信号足够大时，判定终端设备当前摆放位置读卡成功，可以进行NFC读卡操作；当判定当前NFC信号比较微弱时，判定终端设备当前摆放位置读卡失败，无法进行NFC读卡操作。
在一个实施例中，以图8所示为例，根据水平变量天线和垂直变量天线与NFC第一天线的相对位置，判断Δv和Δp的正负。当Δv为正和Δp为负时，判断θ角在第一象限；当Δv和Δp同时为负时，判断θ角在第二象限；当Δv为负和Δp为正时，判断θ角在第三象限；当Δv和Δp同正时，判断θ角在第四象限。本领域技术人员应当注意，根据不同的硬件设计水平变量天线和垂直变量天线与NFC第一天线的摆放位置，其Δ v和Δp的正负值对应的象限也是不同的。
在另一个实施例中，终端设备预先会测量最佳位置时垂直变量天线与NFC第一天线所产生的NFC信号之间的差值，和水平变量天线与NFC第一天线所产生的NFC信号之间的差值作为最佳位置的基准变量，记为Δvref和Δpref。当终端设备与读卡器位置偏离时，从比较电路中得到Δv和Δp后，计算模块将Δv与Δvref、Δp与Δpref 比较。在一个实施例中提供一种最简便的线性差值，即Δv’＝Δv-Δvref，Δp’＝Δp-Δ pref。在其他实施例中，也可以是某种加权关系。之后，计算模块根据校准后的Δv’和Δp’计算相应的ΔNFC和角度θ，将计算得到的ΔNFC与角度θ发送至处理器。处理器根据接收到的ΔNFC与存储器中预先储存的阈值进行比较，判断当前NFC信号的强弱，同时将角度θ与判断结果一同发送至显示驱动，驱动显示屏显示判断结果以及显示指示方向。
本领域技术人员应当注意，本发明实施例中垂直变量天线和水平变量天线可以由磁感应器件构成。例如传感器、电感等器件。只要能够感应到NFC信号的磁场，例如13.56MHz，并且能够将感应电流转换成电压，就可以输出不同NFC信号下对应的感应电压变量。可以不需要对射频信号进行解调。
图10a为本发明实施例二提供的一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图10a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，终端设备检测出当前摆放位置无法进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中黑色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图10b为本发明实施例二提供的另一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图10b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，终端设备检测出当前摆放位置无法进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中黑色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，以及显示屏下方显示指示移动方向的文字：“请将设备向右下θ°方向移动”，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
在上述一个或多个实施例中，当终端设备移动后，检测到当前位置NFC信号仍然没有达到预先设定的阈值，则重复上述步骤，继续移动终端设备，直至将终端设备天线位置对准读卡器的读卡区域。当终端设备移动后，检测到当前位置NFC信号达到预先设定的阈值，则读卡界面中的红色可以变为绿色，即图中的黑色区域颜色产生变化，并通过文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行提示，告知用户当前位置已达到最佳，读卡成功。
图11a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图11a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，但终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中白色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图11b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图11b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，但终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中白色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，以及显示屏下方显示指示移动方向的文字：“请将设备向右下θ°方向移动”，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图12a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图12a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，但终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中白色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图12b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图12b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，由于天线位置与读卡器设备有偏差，但终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱以及显示指示方向，即图中白色圆形区域，同时区域中有与水平方向呈θ角的指示箭头，以及显示屏下方显示指示移动方向的文字：“请将设备向左上θ°方向移动”，用于指示当前终端设备沿指示箭头方向移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图13a为本发明实施例二提供的再一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图13a所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，此时天线位置与读卡器设备刚好吻合，终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱，即图中白色圆形区域，用于告知当前终端设备已经移动到最佳读卡位置。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
图13b为本发明实施例二提供的又一种NFC刷卡控制终端应用场景图。
如图13b所示，当终端设备靠近读卡器进行读卡操作时，此时天线位置与读卡器设备刚好吻合，终端设备检测出当前摆放位置可以进行NFC读卡操作时，终端设备显示屏上便会显示出当前NFC信号的强弱，即图中白色圆形区域，以及显示屏下方显示指示移动方向的文字：“当前位置已达到最佳”，用于告知当前终端设备已经移动到最佳读卡位置。
在上述一个或多个示例中，也可以在显示界面提示用户当前设备的天线位置，具体可参照图6c和图6d所示位置，告知当前终端设备的天线位置，可以根据天线位置移动当前终端设备，能够更加方便的提供快捷的移动体验。
本领域技术人员应当注意，用上述区分当前位置NFC信号仅仅为本实施例提供的一种实现方式，还可以用不同文字、图案、方向指示、震动、弹框、声音、亮度等其他任意等效的方式进行替换，但不应当认为超出本发明包含的范围。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种检测NFC刷卡控制方法，其特征在于，所述方法应用于终端设备，所述终端设备包括NFC天线，所述NFC天线包括NFC第一天线、垂直变量天线和水平变量天线，所述垂直变量天线位于所述NFC第一天线垂直方向90°或270°位置；所述水平变量天线位于所述NFC第一天线水平方向0°或180°位置，所述方法包括：
所述NFC第一天线接收NFC读卡器发送的第一NFC信号；
所述NFC第一天线根据所述第一NFC信号确定第一天线NFC信号感应电压Vref；所述垂直变量天线根据所述第一NFC信号确定垂直天线NFC信号感应电压Vv；所述水平变量天线根据所述第一NFC信号确定水平天线NFC信号感应电压Vp；
所述终端设备根据所述第一天线NFC信号感应电压Vref、所述垂直天线NFC信号感应电压Vv和所述水平天线NFC信号感应电压Vp，确定所述第一NFC信号的第一强度；
当所述第一NFC信号的第一强度小于第一强度阈值时，所述终端设备显示第一提示信息，所述第一提示信息用于提示移动所述终端设备，其中，所述第一强度阈值大于或等于所述终端设备与所述NFC读卡器完成NFC读卡操作时，所述NFC天线接收的NFC信号的最小信号强度；
所述方法还包括：确定角度θ，所述角度θ表征所述终端设备的所述NFC天线偏离所述NFC读卡器的角度；
所述第一提示信息用于提示根据所述角度θ移动所述终端设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一强度为RSSI值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一强度的计算公式为：
其中，所述∆v为所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述垂直天线NFC信号感应电压Vv的差值；
所述∆p为所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述水平天线NFC信号感应电压Vp的差值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角度θ的计算公式为：
其中，所述∆v为所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述垂直天线NFC信号感应电压Vv的差值；
所述∆p为所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述水平天线NFC信号感应电压Vp的差值。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述终端设备移动后，所述终端设备接收所述NFC读卡器发送的第二NFC信号；
所述终端设备确定所述第二NFC信号的第一强度；
当所述第二NFC信号的第一强度小于所述第一强度阈值时，所述终端设备显示第二提示信息，所述第二提示信息用于提示继续移动所述终端设备。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述终端设备移动后，所述终端设备接收所述NFC读卡器发送的第三NFC信号；
所述终端设备确定所述第三NFC信号的第一强度；
当所述第三NFC信号的第一强度大于或等于所述第一强度阈值时，所述终端设备显示第三提示信息，所述第三提示信息用于提示读卡完成。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
10.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：NFC天线、天线匹配电路、NFC芯片、处理器、存储器、计算模块、比较电路和显示屏；所述NFC天线包括：NFC第一天线、垂直变量天线和水平变量天线；所述天线匹配电路包括：第一天线匹配电路、垂直天线匹配电路和水平天线匹配电路；
所述NFC第一天线，用于接收NFC读卡器发送的第一NFC信号；
所述垂直变量天线，位于所述NFC第一天线垂直方向90°或270°位置，用于接收NFC信号；
所述水平变量天线，位于所述NFC第一天线水平方向0°或180°位置，用于接收NFC信号；
所述第一天线匹配电路，用于根据所述第一NFC信号，确定第一天线NFC信号感应电压Vref；
所述垂直天线匹配电路，用于根据所述垂直变量天线接收的NFC信号，确定垂直变量天线NFC信号感应电压Vv；
所述水平天线匹配电路，用于根据所述水平变量天线接收的NFC信号，确定水平变量天线NFC信号感应电压Vp；
所述比较电路，用于得到所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述垂直天线NFC信号感应电压Vv的差值∆v；以及所述第一天线NFC信号感应电压Vref与所述水平天线NFC信号感应电压Vp的差值∆p；
所述计算模块，用于根据所述比较电路提供的所述∆v和所述∆p，确定所述第一NFC信号的第二强度；
所述NFC芯片，用于根据所述第一NFC信号感应电压确定所述第一NFC信号的第一强度；
所述处理器，用于在得到所述第一NFC信号的第二强度之前，根据所述第一NFC信号的第一强度与第一强度阈值进行比较判断；当所述第一NFC信号的第一强度小于第一强度阈值，所述终端设备显示第一提示信息，所述第一提示信息用于提示移动所述终端设备，其中，所述第一强度阈值大于或等于所述终端设备与所述NFC读卡器完成NFC读卡操作时，所述NFC天线接收的NFC信号的最小信号强度；或，
所述处理器还用于，在得到所述第一NFC信号的第二强度后，根据所述第一NFC信号的第二强度与第二强度阈值进行比较判断；当所述第一NFC信号的第二强度小于第二强度阈值，所述终端设备显示所述第一提示信息；
所述存储器，用于存储预先设定的所述第一强度阈值；
所述计算模块，用于确定角度θ，所述角度θ表征所述终端设备的所述NFC天线偏离所述NFC读卡器的角度；
所述显示屏，用于显示所述第一提示信息，所述第一提示信息用于提示根据所述角度θ移动所述终端设备。
11.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述NFC芯片具体包括：接收端、自动增益控制AGC和模数转化器ADC；
所述接收端接收所述天线匹配电路提供的所述第一NFC信号感应电压，所述自动增益控制AGC在稳压工作的过程中，所述自动增益控制AGC的值随着NFC信号的变化而变化；所述模数转化器ADC将所述自动增益控制AGC的输出值转换为数字；
根据所述自动增益控制AGC的值和所述模数转化器ADC的值得到所述第一NFC信号的第一强度；
所述第一强度为RSSI值。
12.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述第一强度的计算公式为：
13.根据权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述计算模块还用于根据所述比较电路提供的所述△v和所述△p，确定角度θ。
14.根据权利要求13所述的终端设备，其特征在于，所述角度θ的计算公式为：
15.根据权利要求10或11所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还用于：
所述NFC天线，用于接收NFC读卡器发送的第二NFC信号；
所述天线匹配电路，用于对接收的所述第二NFC信号进行解调，得到第二NFC信号感应电压；
所述NFC芯片，用于根据所述第二NFC信号感应电压确定所述第二NFC信号的第一强度；
所述处理器，用于根据所述第二NFC信号的第一强度与所述第一强度阈值进行比较判断；当所述第二NFC信号的第一强度小于所述第一强度阈值，所述终端设备显示第二提示信息，所述第二提示信息用于提示继续移动所述终端设备；
所述显示屏，用于显示所述第二提示信息。
16.根据权利要求10或11所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备还用于：
所述NFC天线，用于接收NFC读卡器发送的第三NFC信号；
所述匹配电路，用于对接收的所述第三NFC信号进行解调，得到第三NFC信号感应电压；
所述NFC芯片，用于根据所述第三NFC信号感应电压确定所述第三NFC信号的第一强度；
所述处理器，用于根据所述第三NFC信号的第一强度与所述第一强度阈值进行比较判断；当所述第三NFC信号的第一强度大于或等于所述第一强度阈值，所述终端设备显示第三提示信息，所述第三提示信息用于提示读卡完成；
所述显示屏，用于显示第三提示信息。
17.根据权利要求10或11所述的终端设备，其特征在于，所述第一提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
18.根据权利要求15所述的终端设备，其特征在于，所述第二提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
19.根据权利要求16所述的终端设备，其特征在于，所述第三提示信息包括文字、图案、方向指示、角度指示、震动、弹框、声音提示中的一个或多个提示信息。
20.一种计算机可读存储介质，包括程序，当所述程序在计算机上运行时，使所述计算机执行根据权利要求1至9任一项所述的方法。
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