CN112395894B - 基于nfc的通信方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了基于NFC的通信方法及装置。在该方法中,电子设备工作于卡仿真模式,在因为电子设备收发射频信号的性能较差而导致NFC通信过程执行失败的情况下,电子设备可以调整当前使用的射频参数,并使用调整后的射频参数重新执行和读卡器之间的NFC通信过程。这样可以调整电子设备收发射频信号的性能,从而提升刷卡成功率。
Description
技术领域
本申请涉及近距离无线通信(near field communication,NFC)技术,特别涉及基于NFC的通信方法及装置。
背景技术
随着电子技术的发展,越来越多的电子设备(例如智能手机、智能手环等)支持NFC技术。NFC技术提供短距离的高频无线连接,实现电子设备之间的双向通信。支持NFC技术的电子设备可以工作在以下3种通信模式:读/写模式(reader/writer mode)、卡仿真模式(card emulation mode)、点对点模式(P2P mode)。
电子设备工作在卡仿真模式时,该电子设备可以模拟为一张集成电路(integrated circuit,IC)卡,例如地铁卡、公交卡、银行卡、门禁卡、社保卡、会员卡、护照等等等,完成和实际的非接触式智能卡片相同的功能,例如访问控制、非接触式支付、数据传输等等。
具体的,用户可以手持电子设备靠近读卡器。电子设备可以侦测到读卡器提供的射频场(radio frequency field,RF-field),并基于该射频场将相关信息发送给读卡器。读卡器将接收到的相关信息发送至连接的电脑或其他处理设备,由电脑或其他处理设备对该相关信息进行验证,验证通过后即可完成付款、开锁等操作。
目前,读卡器在和电子设备模拟的卡片通信时,电子设备收发射频信号的性能有可能不稳定,导致刷卡失败。刷卡成功率是影响用户体验的重要因素,为了提升用户体验,如何保证电子设备收发射频信号的性能,从而提升刷卡成功率,是业界研究的方向。
发明内容
本申请提供了基于NFC的通信方法及装置。可以提升工作于卡仿真模式的电子设备的刷卡成功率,提升用户体验。
第一方面,本申请实施例提供了一种基于NFC的通信方法。该方法应用于电子设备。该方法包括:电子设备工作于卡仿真模式,该电子设备存储有NFC卡片信息,该NFC卡片信息用于该电子设备模拟为NFC卡片;该电子设备使用第一射频参数执行该电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;当该NFC通信过程执行失败时,该电子设备使用第二射频参数再次执行该NFC通信过程;该第二射频参数和该第一射频参数不同;其中,该NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于该电子设备侦测该读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于该读卡器选中该电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于该电子设备和该读卡器传输数据,该数据包括该NFC卡片信息;其中,该第一射频参数、该第二射频参数均用于以下一项或多项:该电子设备在该NFC通信过程中,接收该读卡器发送的射频信号、生成将要发送给该读卡器的射频信号、发送射频信号。
实施第一方面的方法,电子设备工作于卡仿真模式,在因为电子设备收发射频信号的性能较差而导致NFC通信过程执行失败的情况下,电子设备可以调整当前使用的射频参数,并使用调整后的射频参数重新执行和读卡器之间的NFC通信过程。这样可以调整电子设备收发射频信号的性能,从而提升刷卡成功率。
结合第一方面,在一些实施例中,按照场景分类,电子设备模拟的卡片的类型可包括但不限于:地铁卡、公交卡、门禁卡、信用卡、借记卡、储值卡、购物卡、登机牌、电影票、优惠券、学生证、社保卡、会员卡、护照等等。
结合第一方面,在一些实施例中,NFC卡片信息例如可包括门禁卡的标识(例如UID)、公交卡的标识(例如UID)、银行卡的卡号等等。
结合第一方面,在一些实施例中,第一射频参数、第二射频参数均包括以下一项或多项:电子设备接收射频信号时的灵敏度、门限值、接收电路的输入电压;电子设备发送射频信号时所使用的帧延迟时间、负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位等等。
结合第一方面,在一些实施例中,电子设备可以在以下任意一种情况下确定该NFC通信过程执行失败:
(1)在时间段T1内,该电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的次数大于第一值,或者,该电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的时长大于第二值。
(2)在时间段T2内,该电子设备没有接收到该读卡器发送的选卡回答命令RATS。
(3)在时间段T3内,该电子设备没有接收到该读卡器发送的消费指令。
(4)该电子设备接收到该读卡器发送的否定应答指令NAK。
(5)该电子设备无法解析接收到的指令,或者,该电子设备解析到的指令异常。
这里,上述提及的时间段T1、T2、T3的起始时间均为电子设备开始执行和读卡器之间的NFC通信过程的时间点。
结合第一方面,在一些实施例中,电子设备中存储有N套射频参数。该N套射频参数可以是在电子设备出厂时预置在该电子设备中的,也可以是电子设备从云端服务器处获取的。
在一些实施例中,第一射频参数可以是电子设备在预先存储的N套射频参数中选择的任意一套射频参数。在另一些实施例中,第一射频参数可以是电子设备预先存储的N套射频参数中,刷卡成功率最高的一套射频参数。
在本申请实施例中,第二射频参数可以通过以下几种方式获取:
(1)第二射频参数可以是电子设备在存储的N套射频参数中任意选择的一套和第一射频参数不同的射频参数。
(2)第二射频参数可以是电子设备在存储的N套射频参数中除了第一射频参数以外的其他射频参数中,选择的刷卡成功率最高的射频参数。通过第2种方式,可以提高电子设备的刷卡成功率。
可理解的,在上述第1种方式和第2种方式中,电子设备在本地端选择第二射频参数,可以节约时间及功耗,更快地刷卡成功。
(3)第二射频参数可以是电子设备向云端服务器请求获取的。
结合第一方面,第二射频参数包括一套射频参数,第一射频参数包括一套射频参数。第二射频参数和第一射频参数不同是指,第二射频参数中的部分或者全部射频参数和第一射频参数不同。
结合第一方面,在一些实施例中,在电子设备使用第二射频参数成功执行该NFC通信过程的情况下,该电子设备还可以存储该第二射频参数。电子设备存储该第二射频参数的方式可包括如下几种:
(1)关联存储该第二射频参数和该电子设备当前模拟的卡片类型;该第二射频参数用于该电子设备下一次模拟为该类型的卡片时,执行与该读卡器之间的NFC通信过程。这种存储方式,可以保证后续电子设备和同一类型的卡片所对应的读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率。
(2)关联存储该第二射频参数和该电子设备当前所处的地点;该第二射频参数用于该电子设备下一次处于该地点时,执行与该读卡器之间的NFC通信过程。可以保证后续电子设备和同一地点中的读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率
(3)关联存储该第二射频参数和该读卡器的标识;该第二射频参数用于该电子设备下一次执行和相同的该读卡器之间的NFC通信过程。这种存储方式,可以保证后续电子设备和该读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率。
结合第一方面,在一些实施例中,电子设备使用该第二射频参数成功执行该NFC通信过程的情况下,该电子设备向云服务器发送第一信息,该第一信息用于指示该电子设备使用该第二射频参数成功执行该NFC通信过程,以使得该云服务器统计该第二射频参数对应的通信成功率。通过这种方式,云服务器可以统计多套射频参数各自的通信成功率,并可以将通信成功率最高的N套射频参数下发至各个电子设备,从而提升各个电子设备的刷卡成功率。
结合第一方面,在一些实施例中,电子设备可以采用以下两种策略来执行和读卡器之间的NFC通信过程:
策略一:电子设备在处于亮屏并且解锁状态时,周期性侦测读卡器提供的射频场;电子设备在处于熄屏状态、锁屏状态或者关机状态时,持续性侦测读卡器提供的射频场。使用策略一,电子设备可以在任意状态下执行本申请实施例提供的基于NFC的通信方法。
策略二:电子设备响应于接收到的用户操作,侦测读卡器提供的射频场。即,电子设备在用户的触发下侦测读卡器提供的射频场。使用策略一,电子设备可以根据用户需求执行本申请实施例提供的基于NFC的通信方法。
第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备。该电子设备包括:一个或多个处理器、存储器、NFC芯片和安全单元SE;该安全单元存储有NFC卡片信息,该NFC卡片信息用于该电子设备模拟为NFC卡片;该存储器与该一个或多个处理器耦合,该存储器用于存储计算机程序代码,该计算机程序代码包括计算机指令,该一个或多个处理器调用该计算机指令以使得该电子设备执行:
工作于卡仿真模式;
通过该NFC芯片使用第一射频参数执行该电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;
当该NFC通信过程执行失败时,通过该NFC芯片使用第二射频参数再次执行该NFC通信过程;该第二射频参数和该第一射频参数不同;
其中,该NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于该电子设备侦测该读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于该读卡器选中该电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于该电子设备和该读卡器传输数据,该数据包括该NFC卡片信息;
其中,该第一射频参数、该第二射频参数均用于以下一项或多项:该电子设备在该NFC通信过程中,接收该读卡器发送的射频信号、生成将要发送给该读卡器的射频信号、发送射频信号。
基于同一发明构思,第二方面的电子设备可用于执行第一方面以及第一方面任意一种实施方式提供的基于NFC的通信方法。因此,第二方面的电子设备所执行的操作以及该电子设备带来的有益效果,可参照上述第一方面或第一方面任意一种可能的实施方式中的相关描述,这里不再赘述。
第三方面,本申请实施例提供了一种NFC芯片。该NFC芯片应用于电子设备,该电子设备存储有NFC卡片信息,该NFC卡片信息用于该电子设备模拟为NFC卡片;该NFC芯片包括:一个或多个处理器、接口;该接口用于接收代码指令并将该代码指令传输至该处理器,该处理器用于运行该代码指令以使得该电子设备执行第一方面以及第一方面任意一种实施方式提供的基于NFC的通信方法。
第四方面,本申请提供了一种包含指令的计算机程序产品,当上述计算机程序产品在电子设备上运行时,使得上述电子设备执行:
工作于卡仿真模式;
通过该NFC芯片使用第一射频参数执行该电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;
当该NFC通信过程执行失败时,通过该NFC芯片使用第二射频参数再次执行该NFC通信过程;该第二射频参数和该第一射频参数不同;
其中,该NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于该电子设备侦测该读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于该读卡器选中该电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于该电子设备和该读卡器传输数据,该数据包括该NFC卡片信息;
其中,该第一射频参数、该第二射频参数均用于以下一项或多项:该电子设备在该NFC通信过程中,接收该读卡器发送的射频信号、生成将要发送给该读卡器的射频信号、发送射频信号。
基于同一发明构思,第四方面的NFC芯片所应用于的电子设备可用于执行第一方面以及第一方面任意一种实施方式提供的基于NFC的通信方法。因此,第四方面的NFC芯片所执行的操作以及该NFC芯片带来的有益效果,可参照上述第一方面或第一方面任意一种可能的实施方式中的相关描述,这里不再赘述。
第五方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当上述指令在电子设备上运行时,使得上述电子设备执行如第一方面以及第一方面中任一可能的实现方式描述的方法。
实施本申请提供的技术方案,电子设备工作于卡仿真模式,在因为电子设备收发射频信号的性能较差而导致NFC通信过程执行失败的情况下,电子设备可以调整当前使用的射频参数,并使用调整后的射频参数重新执行和读卡器之间的NFC通信过程。这样可以调整电子设备收发射频信号的性能,从而提升刷卡成功率。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一次成功执行的NFC通信过程流程示意图;
图2是本申请实施例提供的一次成功执行的NFC通信过程中,读卡器的工作流程示意图;
图3是本申请实施例提供的基于NFC的通信方法流程示意图;
图4是本申请实施例提供的人机交互示意图;
图5是本申请实施例提供的电子设备侦测射频场场强的示意图;
图6A是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;
图6B是本申请实施例提供的安全单元的位置示意图;
图7是本申请实施例提供的电子设备的软件结构框图;
图8是本申请实施例提供的读卡器的结构示意图。
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。
其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
电子设备工作在卡仿真模式(card emulation mode)时,可以模拟为NFC卡片,和读卡器进行通信。卡仿真模式也可以被称为卡模拟模式。以应用场景分类,电子设备模拟的卡片的类型可包括但不限于:地铁卡、公交卡、门禁卡、信用卡、借记卡、储值卡、购物卡、登机牌、电影票、优惠券、学生证、社保卡、会员卡、护照等等。
具体的,电子设备利用存储的NFC卡片信息模拟为NFC卡片。NFC卡片信息用于指示NFC卡片。NFC卡片信息例如可包括:门禁卡的唯一标识符(unity identification,UID)、公交卡的UID、银行卡的卡号等等。
参考图1,图1示出了工作于卡仿真模式的电子设备和读卡器之间执行的NFC通信过程。该NFC通信过程可包括:
第一射频通信过程:电子设备侦测读卡器提供的射频场的过程;
第二射频通信过程:读卡器选中电子设备作为数据传输对象的过程;
第三射频通信过程:电子设备和读卡器进行数据传输的过程。
在上述图1所示的NFC通信过程顺利完成后,电子设备可以实现和实际的非接触式智能卡片相同的功能,例如访问控制、非接触式支付、信息验证等等。其中,访问控制可包括开锁、开门禁等。信息验证可包括验证护照信息、优惠券信息、电影券信息等等。
在本申请以下实施例中,工作于卡仿真模式的电子设备和读卡器之间执行的NFC通信过程,也可以被称为刷卡过程。
下面详细介绍该NFC通信过程。
(一)第一射频通信过程。
具体的,读卡器可以不间断或者周期性地发送频率为13.56兆赫兹(MHz)的射频信号,产生一个通过空间传播的电磁场,该电磁场即为读卡器提供的射频场。该射频场覆盖范围内的电子设备中天线的振荡电路在射频场的影响下起振,形成电压,电子设备根据该电压确定侦测到射频场。
电子设备执行第一射频通信过程之后,可以执行和读卡器之间的第二射频通信过程以及第三射频通信过程。在第二射频通信过程和第三射频通信过程中,电子设备基于侦测到的射频场和读卡器进行指令交互。进一步地,读卡器通过频率为13.56Mhz的载波向电子设备发送射频信号,电子设备通过负载调制技术向读卡器发送射频信号。射频信号中承载有指令,从而实现电子设备和读卡器之间的指令交互。
(二)第二射频通信过程。
下面结合图1及图2描述第二射频通信过程。其中,图2示出了读卡器在执行和电子设备之间的NFC通信过程时的流程示意图。如图1及图2所示,第二射频通信过程具体可包括以下步骤1-6:
1、读卡器发送REQA(REQuest A)/WUPA(WakeUP A)。
具体的,读卡器可以不间断地基于生成的射频场发送REQA或WUPA。
REQA或WUPA用于指示射频场内的卡片回应自己的卡片类型。这里的卡片类型以卡片向读卡器发送信号的方式区分,可分为type A和type B。其中,type A类型的卡片通过13.65MHz的载波发送信号,编码方式为米勒(miller)编码,载波振幅调制方式为100%的振幅键控(amplitude-shift keying,ASK)。type B类型的卡片通过13.65MHz的载波发送信号,但编码方式为不归零法(nonreturn to zero,NRA),载波振幅调制方式为10%ASK。
2、射频场覆盖范围内的所有卡片响应于接收到的REQA或WUPA,向读卡器发送ATQA(Answer To REQuest A)。
射频场覆盖范围内的卡片可包括一个或多个。根据卡片的形态区分,卡片的类型可包括实际的非接触式智能卡片,例如公交卡、银行卡、门禁卡等,还可以包括工作在卡仿真模式下的电子设备。
当有多张卡片进入射频场覆盖范围时,读卡器将接收到多张卡片回复的ATQA。此时,读卡器将执行面向比特(bit)的防冲突处理,用于选出唯一的一张卡片进行通信。即,读卡器将执行以下步骤3-6。
3、读卡器发送防冲突命令(single device detection,SDD),射频场覆盖范围内的所有卡片响应于防冲突命令,向读卡器发送自己的标识。该标识可以为卡片的唯一标识符(unity identification,UID)。
读卡器在步骤3中,设定cascade level 1。
4-6、多次执行防冲突循环(anticollision loop)处理:读卡器检测到冲突后,选择部分卡片向其发送选卡命令,用于指示该部分卡片继续发言、禁止其余卡片发言。
经过多次防冲突循环处理后,仅剩下一张卡片时,不再有冲突。最终该卡片向读卡器发送自己的完整标识(例如UID)。读卡器向该卡片发送卡选择命令(SELECT),该卡片回复SAK后,该卡片被选中,读卡器可以和该卡片进行通信。
举例说明,读卡器检测到冲突是指:读卡器接收到多张卡片的标识后,可能这些卡片标识的前几位是一样的,比如前四位都是1010,第五位上有一张卡片是“0”而其他卡片是“1”,于是所有卡片在一起说自己的第五位标识的时候,由于有卡片说“0”,有卡片说“1”,读写器即可以检测出来发生了冲突。检测到冲突后,读写器通过选卡命令指示部分卡片继续发言,例如让标识前四位是“1010”,第五位是“1”的卡片继续发送自己的标识,禁止其他卡片发言。第五位是“1”的卡片继续发言,由于第五位是“1”的卡片不止一张,于是在这些卡片回送标识的过程中又发生了冲突,读写器仍然用上面的办法让冲突位(如第六位)是“1”的卡片继续发言,其他卡片禁止发言。最终经过多次的防冲突循环处理,当只剩下一张卡片的时候,就没有冲突了,即读卡器选中该卡片进行通信。
可理解的,图1中读卡器选中的卡片为工作于卡仿真模式的电子设备。
(三)第三射频通信过程。
读卡器选中工作于卡仿真模式的电子设备作为数据传输对象后,该读卡器和该电子设备可以执行第三射频通信过程。
参考图2,第三射频通信过程可包括如下步骤7:
7、如果该电子设备模拟的卡片的标识的格式符合ISO/IEC 14443-4定义的格式,则读卡器基于NFC标准ISO/IEC 14443-4开始处理相关指令。
具体的,ISO/IEC 14443-4定义了标准的卡片标识格式,具有标准格式标识的卡片可以基于ISO/IEC 14443-4和读卡器进行通信,不具有标准格式标识的卡片可以基于卡片厂商自主研发的私有协议和读卡器进行通信。
上述步骤1-步骤6,即第二射频通信过程基于NFC标准ISO/IEC 14443-3。ISO/IEC14443-3属于底层的握手协议。电子设备执行第二射频通信过程中的相关操作时,仅利用配置的的NFC芯片即可进行ISO/IEC 14443-3协议的解析,无需配置的处理器介入。
上述步骤7,即第三射频通信过程基于NFC标准ISO/IEC 14443-4。ISO/IEC 14443-4属于上层协议。当电子设备执行上述第三射频通信过程的相关操作时,需要利用处理器进行ISO/IEC 14443-3协议的解析。
下面结合图1对上述步骤7进行展开描述。即详细描述工作于卡仿真模式的电子设备和读卡器基于ISO/IEC 14443-4执行的第三射频通信过程。
如图1所示,读卡器选中工作于卡仿真模式的电子设备之后,首先向工作于卡仿真模式的电子设备发送选卡回答命令(request answer to select,RATS)。
然后,电子设备向读卡器发送选卡回答(answer to select,ATS)。
RATS和ATS的目的是为了让读卡器和电子设备确认对方支持ISO/IEC 14443-4。通常情况下,RATS为读卡器选中电子设备作为数据传输对象之后,向该电子设备发送的第一条指令。
然后,读卡器可以和电子设备之间进行指令交互,从而交换信息,实现访问控制、非接触式支付、数据传输等功能。其中,读卡器和电子设备交换的信息包括:电子设备工作于卡仿真模式时,用于模拟为卡片的卡片信息,例如门禁卡标识、公交卡标识、银行卡卡号等。
例如,电子设备模拟公交卡时,可以向读卡器发送自己的公交卡信息(例如UID),读卡器接收到公交卡信息后,可以和后台服务器进行通信。后台服务器对该UID对应的账户执行扣款处理,更新该账户对应的余额,记录本次刷卡的时间或地点等信息,从而完成支付。
又例如,电子设备模拟银行卡时,可以向读卡器发送自己的银行卡信息(例如银行卡号、银行卡密码),读卡器接收到该银行卡信息后,可以和后台服务器进行通信。后台服务器对该银行卡执行扣款处理,更新该银行卡的余额,记录本次刷卡的时间或地点等信息,从而完成支付。
又例如,电子设备模拟会员卡时,可以向读卡器发送自己的会员卡信息(例如UID),读卡器接收到会员卡信息后,可以和后台服务器进行通信。后台服务器对该UID对应的账户执行扣款处理或积分处理,更新该账户对应的余额或积分值,记录本次刷卡的时间或地点等信息等等。
在非接触式支付的场景下,即电子设备模拟为公交卡、银行卡或会员卡时,读卡器和后台服务器通信完成后,读卡器可以向电子设备发送消费指令,该消费指令用于指示刷卡完成或者交易成功。电子设备的NFC芯片可以接收到该消费指令,并执行以下操作:(1)NFC芯片将该消费指令传输至安全单元(secure element,SE),SE响应于该消费指令更新存储的数据,例如更新账户的余额或积分值、记录本次刷卡的时间或地点等。(2)SE响应于该消费指令将刷卡成功的事件上报给处理器。(3)SE响应于该消费指令生成消费指令应答,并通过NFC芯片将该消费指令应答发送给读卡器。至此,电子设备和读卡器成功刷卡。
这里,上述提及的NFC芯片、SE、处理器均为电子设备的部件,后续实施例将详细描述这些部件的作用,在此暂不赘述。可理解的,除了上述举例描述的几类场景,在一些无需读卡器和后台服务器进行交互的简单场景下,电子设备和读卡器可以仅通过上述的步骤1-6来交换信息,从而实现访问控制、非接触式支付、数据传输等功能。也就是说,在一些场景下,电子设备和读卡器仅基于ISO/IEC 14443-3协议即可实现访问控制、非接触式支付、数据传输等功能,而不涉及ISO/IEC 14443-4协议。举例说明,电子设备模拟门禁卡时,通过步骤1-6向读卡器发送自己的门禁卡信息(例如UID),读卡器接收到门禁卡信息后,可以在本地验证该门禁卡的权限,如果该门禁卡有权限开锁,则读卡器可以指示开启门禁。
可理解的,图1及图2仅为示例,具体实现中,工作于卡仿真模式的电子设备和读卡器之间的通信过程可参照ISO/IEC 14443-3以及ISO/IEC 14443-4,可以包括更多或者更少的交互指令。
可理解的,电子设备收发射频信号的性能必须要良好,才能顺利完成图1或图2所示的电子设备和读卡器之间的NFC通信过程,从而保证刷卡成功。电子设备收发射频信号的性能越好,电子设备和读卡器之间的NFC通信成功率越高,即刷卡成功率越高。
电子设备收发射频信号的性能可包括但不限于:电子设备接收射频信号时的稳定性、持续性、强度;电子设备发送射频信号时的稳定性、持续性、强度。
电子设备工作于卡仿真模式时,影响电子设备收发射频信号的性能的因素,即影响NFC通信成功率和刷卡成功率的因素可包括以下两个:
1、读卡器的硬件结构。
在本申请实施例中,读卡器的种类有多种。读卡器可包括但不限于以下几种类型:地铁读卡器、公交读卡器、银行卡读卡器(例如POS机)、门禁读卡器等等。读卡器可以和对应类型的卡片进行通信,从而完成访问控制、非接触式支付等功能。例如,地铁卡读卡器可以和地铁卡通信,公交读卡器可以和公交卡通信。
目前,读卡器没有统一的制造标准,不同的生产厂家制造的读卡器、不同种类的读卡器的硬件结构都可能不同。读卡器的硬件结构可包括读卡器内天线的耦合方式、金属材质、制造工艺、内部形状等等。
读卡器的硬件结构会影响电子设备收发射频信号的性能。同一电子设备和具有不同硬件结构的读卡器通信时,该电子设备收发射频信号的性能不同。
2、电子设备配置的射频参数。
射频参数可包括以下一项或多项:电子设备接收射频信号时的灵敏度、门限值、接收电路的输入电压;电子设备发送射频信号时所使用的帧延迟时间(frame delay time)、负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位等等。
具体的,电子设备接收射频信号的灵敏度可以通过调节电子设备中低噪音放大器(low noise amplifier,LNA)的增益(gain)来进行配置。门限值设置的越高,电子设备接收射频信号的稳定性越高,但灵敏度降低。电子设备的接收电路包含自动增益控制(autogain control,AGC)电路,其通过调整电阻分压从而进行接收信号的衰减,得到最优的接收输入电压。
具体的,电子设备可以将要发送的原始信息通过调制模式调制到射频参数中提供的载波的波形、幅度以及相位所对应的载波上,生成对应的射频信号,然后将该射频信号发送出去。其中,调制模式按输入输出方式可以分为以下四种:双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出。电子设备可依据帧延迟时间来发送生成的射频信号。
电子设备使用配置的射频参数来执行上述和读卡器之间的NFC通信过程。在第一射频通信过程中,电子设备可使用灵敏度、门限值、接收电路的输入电压来侦测射频场。在第二射频通信过程和第三射频通信过程中,电子设备使用灵敏度、门限值、接收电路的输入电压来检测读卡器发送的射频信号,使用负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位来生成射频信号,使用帧延迟时间(frame delay time)来发送生成的射频信号。
可理解的,电子设备配置不同的射频参数时,电子设备收发射频信号的性能不同。
读卡器出厂并投入使用之后,其硬件结构基本固定。在和该读卡器进行NFC通信时,只有使用特殊的射频参数的电子设备才可以保证收发射频信号的性能。这里,同时考虑读卡器的硬件结构和射频参数对电子设备收发射频信号的影响,对于一个固定硬件结构的读卡器,电子设备使用特殊的射频参数来执行NFC通信过程中的相关操作时,能够保证电子设备收发射频信号的性能。该特殊的射频参数可以被称为和该读卡器适配或者兼容的射频参数。
目前,在现有技术中,工作于卡仿真模式的电子设备在执行和读卡器之间的NFC通信过程时,所使用的射频参数通常包括以下两种情况:
第1种情况:电子设备在任意场景、任意地点下都使用预置的射频参数来执行NFC通信过程中的相关操作。该预置的射频参数是经过大量测试所得到的,该预置射频参数可以和市面上尽可能多的读卡器兼容或者适配。
在第1种情况下,由于读卡器种类繁多,且生产厂家众多,该预置射频参数不能和市面上所有的读卡器兼容或者适配。例如,用户可能在A地点使用电子设备刷卡成功,但是在B地点使用电子设备刷卡时,可能会出现收发射频信号不稳定的情况,导致刷卡失败。这样会影响用户体验。
第2种情况:电子设备可以使用和当前地点对应的射频参数来执行NFC通信过程中的相关操作。电子设备可以从云端获取和当前地点对应的射频参数。同一地点的读卡器可能来自同一厂家或者应用于同一场景,因此同一地点的读卡器的硬件结构有一定的相似性。和某地点对应的射频参数为经过大量测试所得到的、可以和该地点中尽可能多的读卡器兼容或者适配的射频参数。
在第2种情况下,由于读卡器种类繁多,且生产厂家众多,电子设备使用和当前地点对应的射频参数来收发射频信号时,仍然不能和当前地点下所有的读卡器兼容或者适配。例如,用户在A地点使用电子设备刷卡时,可能在A地点的部分读卡器上刷卡成功,在A地点的部分读卡器上刷卡失败。
基于现有技术的不足,本申请实施例提供了基于NFC的通信方法及装置。在该基于NFC的通信方法中,电子设备工作于卡仿真模式。在因为电子设备收发射频信号的性能较差而导致NFC通信过程执行失败的情况下,电子设备可以调整当前使用的射频参数,并使用调整后的射频参数重新执行和读卡器之间的NFC通信过程。这样可以调整电子设备收发射频信号的性能,从而提升刷卡成功率。
本申请实施例提供的方法可以应用到工作于卡仿真模式的电子设备。该电子设备模拟的卡片的类型可包括但不限于:地铁卡、公交卡、门禁卡、信用卡、借记卡、储值卡、购物卡、登机牌、电影票、优惠券、学生证、社保卡、会员卡、护照等等。该电子设备中存储有用于模拟为NFC卡片的卡片信息。卡片信息例如可包括门禁卡的标识(例如UID)、公交卡的标识(例如UID)、银行卡的卡号等等。
在本申请实施例中,电子设备模拟为NFC卡片的方式可包括以下2种:
1、电子设备复制实体卡片,即存储实体卡片的卡片信息后,利用NFC技术执行和读卡器之间的NFC通信过程。电子设备在该NFC通信过程中,和读卡器交换该实体卡片的卡片信息,从而完成刷卡。电子设备可以通过NFC技术复制实体卡片。实体卡片可包括但不限于:实体的地铁卡、公交卡、银行卡、门禁卡、社保卡、会员卡、护照或其他类型的实体卡片等。
2、电子设备存储电子卡片的卡片信息后,利用NFC技术执行和读卡器之间的NFC通信过程。电子设备在该NFC通信过程中,和读卡器交换该电子卡片的卡片信息,从而完成刷卡。电子卡片是虚拟的而非实体的。电子卡片可包括但不限于:虚拟的地铁卡、公交卡、银行卡、门禁卡、社保卡、会员卡、护照或其他类型的电子卡片等。
下面结合图3详细描述本申请实施例提供的基于NFC的通信方法。参考图3,图3为本申请实施例提供的基于NFC的通信方法的流程示意图。如图3所示,该方法可包括如下步骤:
步骤S110、电子设备工作于卡仿真模式,并使用第一射频参数执行电子设备与读卡器之间的NFC通信过程。
电子设备与读卡器之间的NFC通信过程可参照前文实施例的相关描述。该NFC通信过程可包括第一射频通信过程、第二射频通信过程和第三射频通信过程。
电子设备可以采用以下两种策略来执行第一射频通信过程,即采用以下两种策略来侦测读卡器提供的射频场:
策略一:电子设备在处于亮屏并且解锁状态时,周期性侦测读卡器提供的射频场;电子设备在处于熄屏状态、锁屏状态或者关机状态时,持续性侦测读卡器提供的射频场。使用策略一,电子设备可以在任意状态下执行第一射频通信过程,即电子设备可以在任意状态下执行本申请实施例提供的基于NFC的通信方法。
策略二:电子设备响应于接收到的用户操作,侦测读卡器提供的射频场。即,电子设备在用户的触发下侦测读卡器提供的射频场。
参考图4,图4示出了本申请实施例提供的人机交互示意图。如图4的a所示,用户界面41可以是电子设备上安装的钱包应用提供的一个用户界面。钱包为用于管理信用卡、借记卡、储值卡、购物卡、登机牌、电影票、优惠券、学生证或其他卡券的应用。如a所示,用户界面41中包括多个电子设备可以模拟的多个卡片的图片,例如银行卡的图片、公交卡的图片、地铁卡的图片等。用户可以点击任意卡片的图片,触发电子设备模拟该图片所对应的卡片。示例性地,用户可以点击公交卡的图片401,响应于该操作,电子设备显示如图4的b所示的用户界面,并开始侦测读卡器提供的射频场,从而模拟为公交卡。可理解的,使用策略二,电子设备根据用户需要来侦测读卡器提供的射频场,可以节约功耗。
在本申请实施例中,当电子设备进入读卡器提供的射频场的覆盖范围时,即可侦测到该读卡器提供的射频场。
在步骤S110中,电子设备使用第一射频参数来执行电子设备与读卡器之间的NFC通信过程。在一些实施例中,第一射频参数可以是电子设备在预先存储的N套射频参数中选择的任意一套射频参数。在另一些实施例中,第一射频参数可以是电子设备预先存储的N套射频参数中,刷卡成功率最高的一套射频参数。
具体的,电子设备预先存储有N套射频参数。N为大于或等于一的正整数。在一些实施例中,电子设备可以根据刷卡成功率,由高到低依次存储该N套射频参数。每一套射频参数包括的参数项可参照前文实施例的相关描述,这里不再赘述。在本申请实施例中,电子设备预先存储的N套射频参数可通过以下两种方式获取:
1、电子设备预先存储的N套射频参数可以是在电子设备出厂时预置在该电子设备中的。具体的,研发人员可以通过测试或其他方式来获取和市面上大部分读卡器适配或者兼容的N套射频参数,并将该N套射频参数预置在电子设备中。
2、电子设备预先存储的N套射频参数可以是电子设备从云端服务器处获取的。具体的,云端服务器可以根据各个电子设备上报的数据,统计各套射频参数对应的刷卡成功率。云端服务器可以周期性地将刷卡成功率最高的N套射频参数下发至电子设备。云端服务器统计各套射频参数对应的刷卡成功率的方式可参考后续实施例的相关描述,在此暂不赘述。
步骤S120、电子设备判断是否由于收发射频信号的性能较差,而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。
可理解的,电子设备工作于卡仿真模式时,该电子设备收发射频信号的性能是影响电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行的重要因素,即该电子设备收发射频信号的性能影响到刷卡成功率。如果电子设备收发射频信号的性能较好,则电子设备与读卡器之间的NFC通信过程可以顺利执行,即刷卡成功。如果电子设备收发射频信号的性能较差,则无法顺利执行电子设备与读卡器之间的NFC通信过程,即刷卡失败。
在本申请实施例中,电子设备可以通过以下几种方式,来判断是否由于收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败:
1、电子设备在首次侦测到射频场后的时间段T1内,如果电子设备检测到射频场强度低于阈值的次数大于第一值,或者,电子设备检测到射频场强度低于阈值的时长大于第二值,则确定当前由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。其中,T1、阈值、第一值、第二值均可以预先设置。
具体的,如果电子设备多次或者长时间检测到的射频场的强度低于阈值,则可以看作电子设备不能持续且稳定地侦测到射频场,那么电子设备无法持续且稳定地接收到读卡器发送的射频信号,也不能持续且稳定地向读卡器发送射频信号,即电子设备收发射频信号的性能较差。在这种情况下,电子设备不能顺利地执行与读卡器之间的NFC通信过程,即不能刷卡成功。
参考图5,图5示出了一种可能的电子设备侦测到的射频信号的强度示意图。在图5所示的情况下,电子设备无法稳定地侦测到射频场,收发射频信号的性能较差,不能顺利地执行与读卡器之间的NFC通信过程。
2、在电子设备首次侦测到射频场后的时间段T2(例如3秒)内,如果与读卡器之间的第二射频通信过程没有成功执行,即电子设备没有执行完上述图1或图2中关于ISO/IEC14443-3协议的相关操作时,则确定当前由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。T2可以预先设置。
具体的,ISO/IEC 14443-3协议的解析由电子设备的NFC芯片执行,无需处理器介入。电子设备在基于ISO/IEC 14443-3协议执行与读卡器之间的第二射频通信过程时,该电子设备本身无法感知到是否接收到或者是否发送了基于ISO/IEC 14443-3协议的相关指令。电子设备不能获知当前正在执行与读卡器之间的第二射频通信过程中的哪一步,也不能判断当前是否成功执行完与读卡器之间的第二射频通信过程。
电子设备执行完与读卡器之间的第二射频通信过程后,开始执行与读卡器之间的第三射频通信过程。电子设备与读卡器之间的第三射频通信过程基于ISO/IEC 14443-4协议,ISO/IEC 14443-4协议的解析需要由电子设备的处理器执行,因此,电子设备能够根据是否接收到基于ISO/IEC 14443-4协议的相关指令,来获知当前是否开始执行与读卡器之间的第三射频通信过程。
也就是说,在第2种判断方式中,在首次侦测到射频场后的时间段T2内,如果电子设备没有接收到基于ISO/IEC 14443-4协议的相关指令,则可以看作电子设备没有执行完上述与读卡器之间的第二射频通信过程。在一种具体的实施方式中,如果电子设备在首次侦测到射频场后的时间段T2内,没有接收到图2实施例中提及的基于ISO/IEC 14443-4协议的RATS命令,则可以看作电子设备没有执行完上述与读卡器之间的第二射频通信过程。
3、在电子设备首次侦测到射频场后的时间段T3内,如果与读卡器之间的第三射频通信过程没有成功执行,即电子设备没有执行完上述图1或图2中关于ISO/IEC 14443-4协议的相关操作时,则确定当前由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。T3可以预先设置。
具体的,电子设备与读卡器之间的第三射频通信过程基于ISO/IEC 14443-4协议,ISO/IEC 14443-4协议的解析需要由电子设备的处理器执行。因此,电子设备可以根据收发的射频信号来判断当前正在执行与读卡器之间的第三射频通信过程中的哪一步,以及,判断当前是否顺利执行完与读卡器之间的第三射频通信过程。
在一个具体的实施例中,若电子设备在首次侦测到射频场后的时间段T3内,没有接收到读卡器发送的消费指令,则可以看作电子设备没有执行完上述与读卡器之间的第三射频通信过程。
4、在电子设备接收到NAK指令时,确定当前由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。
在一些实施例中,工作于卡仿真模式的电子设备和读卡器通信时,如果读卡器出现侧未接收到指令、接收到的指令不全或错误等情况,则读卡器可以向电子设备发送否定应答(negative acknowledgment,NAK)指令。该NAK指令用于指示电子设备重新发送上一次发送的指令。电子设备的NFC芯片可以接收到该NAK指令,并重新发送上一次发送的指令。这种重发机制可以保证电子设备和读卡器之间的数据传输顺利进行。
读卡器侧出现的未接收到指令、接收到的指令不全或错误等情况,可能是由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致的。因此,电子设备接收到NAK指令后,可以认为当前电子设备收发射频信号的性能较差,可能导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。
具体实现中,电子设备的NFC芯片接收到该NAK指令后,可以将该NAK指令上报给处理器,以使得处理器获知当前电子设备收发射频信号的性能较差。
5、在电子设备无法解析接收到的指令,或者,电子设备解析到的指令的内容异常时,确定当前由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。
具体的,电子设备收发射频信号的性能较差时,可能导致电子设备侧无法解析接收到的指令、接收到的指令内容异常等情况。因此,电子设备可以根据是否能够解析接收到的指令以及解析到的指令内容是否异常,来判断当前是否由于电子设备收发射频信号的性能较差而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败。
具体实现中,在NFC通信过程中,如果电子设备侧出现无法解析接收到的指令、接收到的指令内容异常等情况,则电子设备的NFC芯片将该情况封装为事件上报给处理器。在具体的实施例中,NFC芯片可以向处理器上报出错码0x02RF_FRAME_CORRUPTED,用于指示无法解析接收到的指令。NFC芯片可以向处理器上报出错码0xB0RF_TRANSMISSION_ERRO,用于指示接收到的指令异常或校验失败。
步骤S130、在由于电子设备收发射频信号的性能较差,而导致电子设备与读卡器之间的NFC通信过程执行失败的情况下,电子设备使用第二射频参数重新执行与读卡器之间的NFC通信过程。
具体的,在电子设备使用第一射频参数执行与读卡器之间的NFC通信过程失败的情况下,电子设备将射频参数由第一射频参数调整为第二射频参数,并再次执行与读卡器之间的NFC通信过程。即,电子设备使用调整后的第二射频参数,执行与读卡器之间的第一射频通信过程、第二射频通信过程及第三射频通信过程。这样可以调整电子设备收发射频信号的性能,提高电子设备的刷卡成功率。
在本申请实施例中,第二射频参数和第一射频参数不同。具体的,第二射频参数包括一套射频参数,第一射频参数包括一套射频参数,第二射频参数和第一射频参数不同是指,第二射频参数中的部分或者全部射频参数和第一射频参数不同。
在本申请实施例中,第二射频参数可以通过以下几种方式获取:
1、第二射频参数可以是电子设备在存储的N套射频参数中任意选择的一套和第一射频参数不同的射频参数。
2、第二射频参数可以是电子设备在存储的N套射频参数中除了第一射频参数以外的其他射频参数中,选择的刷卡成功率最高的射频参数。通过第2种方式,可以提高电子设备的刷卡成功率。
可理解的,在上述第1种方式和第2种方式中,电子设备在本地端选择第二射频参数,可以节约时间及功耗,更快地刷卡成功。
3、第二射频参数可以是电子设备向云端服务器请求获取的。在一些实施例中,云端服务器可以响应于电子设备的请求,向电子设备发送任意一套射频参数,或者,向电子设备发送刷卡成功率最高的一套射频参数。电子设备可以将接收到的射频参数作为第二射频参数。
在执行完步骤S130后,由于电子设备调整了射频参数,相当于调整了收发射频信号的性能,电子设备再次执行与读卡器之间的NFC通信过程时有可能成功。如果电子设备再次执行与读卡器之间的NFC通信过程时仍旧失败,则电子设备重复执行步骤S120-S130,再次调整射频参数,直至成功执行与读卡器之间的NFC通信过程。
通过图3所示的基于NFC的通信方法,电子设备在由于收发射频信号较差而导致与读卡器之间的NFC通信过程执行失败时,可以调整射频参数,相当于调整收发射频信号的性能,并重新执行与读卡器之间的NFC通信过程。这样可以保证电子设备与读卡器之间的NFC通信过程成功执行,从而提升刷卡成功率。
在本申请的一些实施例中,电子设备还可以存储成功执行与读卡器之间的NFC通信过程时所使用的射频参数。以电子设备成功执行与读卡器之间的NFC通信过程时所使用的射频参数为第二射频参数举为例,电子设备存储第二射频参数的方式可包括以下几种:
1、电子设备关联存储读卡器的标识和第二射频参数。
具体的,电子设备成功执行与读卡器之间的NFC通信过程时所使用的第二射频参数和读卡器是适配的。电子设备关联存储读卡器的标识和第二射频参数后,该电子设备再次执行与该读卡器之间的NFC通信过程时,可以使用和该读卡器的标识关联存储的第二射频参数。具体实现中,电子设备可以通过和读卡器的指令交互获知读卡器的标识。
第1种存储方式,可以保证后续电子设备和该读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率。
2、电子设备关联存储当前模拟的卡片类型和第二射频参数。
具体的,同一类型的卡片所对应的读卡器的硬件结构相似性较高。例如,公交读卡器的硬件结构相似、银行卡读卡器的硬件结构相似。举例说明,如果电子设备当前模拟的卡片类型为公交卡,则该第二射频参数可以和大部分的公交读卡器适配。电子设备关联存储当前模拟的卡片类型(例如公交卡)和第二射频参数后,该电子设备再次模拟为公交卡时,可以直接使用第二射频参数执行与公交卡读卡器之间的NFC通信过程。
在一些实施例中,电子设备可以根据接收到的用户操作来获知当前模拟的卡片类型。例如,参考图4,电子设备可以根据接收到的用户操作来获知当前模拟的卡片类型,例如当电子设备在用户界面41上的图片401上接收到用户操作时,可以获知当前模拟的卡片类型为公交卡。
第2种存储方式,可以保证后续电子设备和同一类型的卡片所对应的读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率。
3、电子设备还可以关联存储当前地点和第二射频参数。
具体的,同一地点的读卡器有可能属于同一类型,或者来自同一厂家,因此,同一地点的读卡器的硬件结构相似性较高。第二射频参数可以和当前地点中的大部分读卡器适配。电子设备关联存储当前地点和第二射频参数后,该电子设备再次处于该地点时,可以直接使用第二射频参数执行和该地点下的读卡器之间的每一次NFC通信过程。
第3种存储方式,可以保证后续电子设备和同一地点中的读卡器之间执行的每一次NFC通信过程,都可以有较高的通信成功率。
在本申请的一些实施例中,电子设备还可以统计使用各套射频参数执行和读卡器之间的NFC通信过程时的成功次数以及失败次数,即各套射频参数对应的刷卡成功次数和刷卡失败次数,并将统计的数据上报给云端服务器。云端服务器可以获取多个电子设备上报的数据,分别统计各套射频参数的刷卡成功率,并可以周期性地将刷卡成功率最高的N套射频参数下发至各个电子设备。
在本申请的一些实施例中,电子设备还可以统计在每一个读卡器上使用各套射频参数执行和该读卡器之间的NFC通信过程时,成功以及失败的次数,并将统计的数据上报给云端服务器。云端服务器可以获取多个电子设备上报的数据,分别统计各个读卡器对应的刷卡成功率最高的N套射频参数,并可以周期性地将各个读卡器分别对应的刷卡成功率最高的N套射频参数下发至电子设备。通过这种方式,电子设备工作于卡仿真模式刷卡时,可以根据当前读卡器的标识,在该读卡器对应的刷卡成功率最高的N套射频参数中任意选择一套射频参数来收发射频信号,从而提升电子设备的刷卡成功率。
在本申请的一些实施例中,电子设备还可以统计在每一个地点下使用各套射频参数执行和读卡器之间的NFC通信过程时,成功以及失败的次数,并将统计的数据上报给云端服务器。云端服务器可以获取多个电子设备上报的数据,分别统计各个地点对应的刷卡成功率最高的N套射频参数,并可以周期性地将各个地点分别对应的刷卡成功率最高的N套射频参数下发至电子设备。通过这种方式,电子设备工作于卡仿真模式刷卡时,可以根据当前地点,在该地点对应的刷卡成功率最高的N套射频参数中任意选择一套射频参数来收发射频信号,从而提升电子设备的刷卡成功率。
在本申请的一些实施例中,电子设备还可以统计在模拟每一类卡片时,使用各套射频参数执行和读卡器之间的NFC通信过程时,成功以及失败的次数,并将统计的数据上报给云端服务器。云端服务器可以获取多个电子设备上报的数据,分别统计每一类卡片对应的刷卡成功率最高的N套射频参数,并可以周期性地将各类卡片分别对应的刷卡成功率最高的N套射频参数下发至电子设备。通过这种方式,电子设备工作于卡仿真模式刷卡时,可以根据当前模拟的卡片的类型,在该类型的卡片所对应的刷卡成功率最高的N套射频参数中任意选择一套射频参数来收发射频信号,从而提升电子设备的刷卡成功率。
在本申请实施例中,可以将上述几种情况中,电子设备统计的用于上报给云服务器的数据称为第一信息。
为了执行上述实施例描述的基于NFC的通信方法,本申请实施例还提供了对应的装置。下面详细描述本申请实施例提供的电子设备和读卡器。
在本申请实施例中,电子设备是可以利用NFC和其他设备进行通信的设备。电子设备可以工作于卡仿真模式,执行上述射频通信第一射频通信过程、射频通信第二射频通信过程及射频通信第三射频通信过程,从而完成访问控制、非接触式支付等功能。本申请实施例中的电子设备可用于执行上述图3实施例所示的基于NFC的通信方法。
本申请实施例对电子设备的类型不做限制。电子设备可以为手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、可穿戴设备(例如智能手环、智能手表)、膝上型计算机(laptop)、具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等便携式电子设备。便携式电子设备的示例性实施例包括但不限于搭载iOS、android、microsoft或者其他操作系统的便携式电子设备。
图6A示出了本申请提供的示例性电子设备100的结构示意图。
电子设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2C总线。处理器110可以通过不同的I2C总线接口分别耦合触摸传感器180K,充电器,闪光灯,摄像头193等。例如:处理器110可以通过I2C接口耦合触摸传感器180K,使处理器110与触摸传感器180K通过I2C总线接口通信,实现电子设备100的触摸功能。
I2S接口可以用于音频通信。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2S总线。处理器110可以通过I2S总线与音频模块170耦合,实现处理器110与音频模块170之间的通信。在一些实施例中,音频模块170可以通过I2S接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
PCM接口也可以用于音频通信,将模拟信号抽样,量化和编码。在一些实施例中,音频模块170与无线通信模块160可以通过PCM总线接口耦合。在一些实施例中,音频模块170也可以通过PCM接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。所述I2S接口和所述PCM接口都可以用于音频通信。
UART接口是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。在一些实施例中,UART接口通常被用于连接处理器110与无线通信模块160。例如:处理器110通过UART接口与无线通信模块160中的蓝牙模块通信,实现蓝牙功能。在一些实施例中,音频模块170可以通过UART接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机播放音乐的功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器110与显示屏194,摄像头193等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,CSI),显示屏串行接口(displayserial interface,DSI)等。在一些实施例中,处理器110和摄像头193通过CSI接口通信,实现电子设备100的拍摄功能。处理器110和显示屏194通过DSI接口通信,实现电子设备100的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些实施例中,GPIO接口可以用于连接处理器110与摄像头193,显示屏194,无线通信模块160,音频模块170,传感器模块180等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口,I2S接口,UART接口,MIPI接口等。
USB接口130是符合USB标准规范的接口,具体可以是Mini USB接口,Micro USB接口,USB Type C接口等。USB接口130可以用于连接充电器为电子设备100充电,也可以用于电子设备100与外围设备之间传输数据。也可以用于连接耳机,通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其他电子设备,例如AR设备等。
可以理解的是,本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为电子设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A,受话器170B等)输出声音信号,或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器110,与移动通信模块150或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packet radio service,GPRS),码分多址接入(code division multipleaccess,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA),时分码分多址(time-division code division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(longterm evolution,LTE),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system,GPS),全球导航卫星系统(global navigationsatellite system,GLONASS),北斗卫星导航系统(beidou navigation satellitesystem,BDS),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system,QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,SBAS)。
电子设备100通过GPU,显示屏194,以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194用于显示图像,视频等。显示屏194包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,LCD),有机发光二极管(organic light-emittingdiode,OLED),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode 的,AMOLED),柔性发光二极管(flex light-emittingdiode,FLED),Miniled,MicroLed,Micro-oLed,量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes,QLED)等。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或N个显示屏194,N为大于1的正整数。
电子设备100可以通过ISP,摄像头193,视频编解码器,GPU,显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
ISP用于处理摄像头193反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理,转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点,亮度,肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光,色温等参数优化。在一些实施例中,ISP可以设置在摄像头193中。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB,YUV等格式的图像信号。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或N个摄像头193,N为大于1的正整数。
数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其他数字信号。例如,当电子设备100在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。电子设备100可以支持一种或多种视频编解码器。这样,电子设备100可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,MPEG)1,MPEG2,MPEG3,MPEG4等。
NPU为神经网络(neural-network,NN)计算处理器,通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过NPU可以实现电子设备100的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储电子设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令,执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。
电子设备100可以通过音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块170可以设置于处理器110中,或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
扬声器170A,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备100可以通过扬声器170A收听音乐,或收听免提通话。
受话器170B,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备100接听电话或语音信息时,可以通过将受话器170B靠近人耳接听语音。
麦克风170C,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风170C发声,将声音信号输入到麦克风170C。电子设备100可以设置至少一个麦克风170C。在另一些实施例中,电子设备100可以设置两个麦克风170C,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,电子设备100还可以设置三个,四个或更多麦克风170C,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
耳机接口170D用于连接有线耳机。耳机接口170D可以是USB接口130,也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform,OMTP)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA,CTIA)标准接口。
压力传感器180A用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器180A可以设置于显示屏194。压力传感器180A的种类很多,如电阻式压力传感器,电感式压力传感器,电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器180A,电极之间的电容改变。电子设备100根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏194,电子设备100根据压力传感器180A检测所述触摸操作强度。电子设备100也可以根据压力传感器180A的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中,作用于相同触摸位置,但不同触摸操作强度的触摸操作,可以对应不同的操作指令。例如:当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行新建短消息的指令。
陀螺仪传感器180B可以用于确定电子设备100的运动姿态。在一些实施例中,可以通过陀螺仪传感器180B确定电子设备100围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器180B可以用于拍摄防抖。示例性的,当按下快门,陀螺仪传感器180B检测电子设备100抖动的角度,根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离,让镜头通过反向运动抵消电子设备100的抖动,实现防抖。陀螺仪传感器180B还可以用于导航,体感游戏场景。
气压传感器180C用于测量气压。在一些实施例中,电子设备100通过气压传感器180C测得的气压值计算海拔高度,辅助定位和导航。
磁传感器180D包括霍尔传感器。电子设备100可以利用磁传感器180D检测翻盖皮套的开合。在一些实施例中,当电子设备100是翻盖机时,电子设备100可以根据磁传感器180D检测翻盖的开合。进而根据检测到的皮套的开合状态或翻盖的开合状态,设置翻盖自动解锁等特性。
加速度传感器180E可检测电子设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当电子设备100静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别电子设备姿态,应用于横竖屏切换,计步器等应用。
距离传感器180F,用于测量距离。电子设备100可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中,拍摄场景,电子设备100可以利用距离传感器180F测距以实现快速对焦。
接近光传感器180G可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器,例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。电子设备100通过发光二极管向外发射红外光。电子设备100使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时,可以确定电子设备100附近有物体。当检测到不充分的反射光时,电子设备100可以确定电子设备100附近没有物体。电子设备100可以利用接近光传感器180G检测用户手持电子设备100贴近耳朵通话,以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。接近光传感器180G也可用于皮套模式,口袋模式自动解锁与锁屏。
环境光传感器180L用于感知环境光亮度。电子设备100可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏194亮度。环境光传感器180L也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器180L还可以与接近光传感器180G配合,检测电子设备100是否在口袋里,以防误触。
指纹传感器180H用于采集指纹。电子设备100可以利用采集的指纹特性实现指纹解锁,访问应用锁,指纹拍照,指纹接听来电等。
温度传感器180J用于检测温度。在一些实施例中,电子设备100利用温度传感器180J检测的温度,执行温度处理策略。例如,当温度传感器180J上报的温度超过阈值,电子设备100执行降低位于温度传感器180J附近的处理器的性能,以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中,当温度低于另一阈值时,电子设备100对电池142加热,以避免低温导致电子设备100异常关机。在其他一些实施例中,当温度低于又一阈值时,电子设备100对电池142的输出电压执行升压,以避免低温导致的异常关机。
触摸传感器180K,也称“触控面板”。触摸传感器180K可以设置于显示屏194,由触摸传感器180K与显示屏194组成触摸屏,也称“触控屏”。触摸传感器180K用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器,以确定触摸事件类型。可以通过显示屏194提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中,触摸传感器180K也可以设置于电子设备100的表面,与显示屏194所处的位置不同。
骨传导传感器180M可以获取振动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M可以获取人体声部振动骨块的振动信号。骨传导传感器180M也可以接触人体脉搏,接收血压跳动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M也可以设置于耳机中,结合成骨传导耳机。音频模块170可以基于所述骨传导传感器180M获取的声部振动骨块的振动信号,解析出语音信号,实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器180M获取的血压跳动信号解析心率信息,实现心率检测功能。
按键190包括开机键,音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。电子设备100可以接收按键输入,产生与电子设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用(例如拍照,音频播放等)的触摸操作,可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏194不同区域的触摸操作,马达191也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
指示器192可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。
SIM卡接口195用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口195,或从SIM卡接口195拔出,实现和电子设备100的接触和分离。电子设备100可以支持1个或N个SIM卡接口,N为大于1的正整数。SIM卡接口195可以支持Nano SIM卡,Micro SIM卡,SIM卡等。同一个SIM卡接口195可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同,也可以不同。SIM卡接口195也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口195也可以兼容外部存储卡。电子设备100通过SIM卡和网络交互,实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中,电子设备100采用eSIM,即:嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在电子设备100中,不能和电子设备100分离。
电子设备100的软件系统可以采用分层架构,事件驱动架构,微核架构,微服务架构,或云架构。本申请实施例以分层架构的Android系统为例,示例性说明电子设备100的软件结构。
在本申请实施例中,无线通信模块160可以包括NFC芯片,NFC芯片用于提供应用在电子设备100上的NFC解决方案。
具体的,NFC芯片用于经由天线接收读卡器发送的射频信号,从而检测到读卡器提供的射频场、接收读卡器发送的射频信号。NFC芯片还用于利用负载调制技术将要发送的信息调制在天线内部的电感线圈中(例如有规律地改变电感线圈的阻抗),从而在射频场内有规律地改变读卡器中天线内部的电感线圈的负载,从而发送射频信号。读卡器可以检测到电感线圈负载的变化,读取NFC芯片发送的信息,实现信息的传递。
在一些实施例中,NFC芯片可以用于解析基于底层协议ISO/IEC 14443-3的指令。例如,NFC芯片可以用于解析REQA、SDD、SELECT等。NFC芯片可以根据解析结果进行相应的处理操作,如生成并发送ATQA、SAK等。
在一些实施例中,NFC芯片在接收到基于上层协议ISO/IEC 14443-4的指令时,可以将处理后的指令发送至处理器110,由处理器110解析该指令并响应于该指令执行对应的操作。基于上层协议ISO/IEC 14443-4的指令例如可包括RATS。处理器110可以生成待发送的基于上层协议ISO/IEC 14443-4的信号,并将该信号发送至NFC芯片,由NFC芯片经由天线将该信号转为射频信号发送出去。
在本申请实施例中,电子设备还配置有SE。SE中存储有电子设备模拟的卡片的卡片信息,例如UID、账户余额、刷卡记录等等。SE和NFC芯片配合完成刷卡过程,该过程可参考前文实施例的相关描述。
参考图6B,SE可以设置在处理器121中,也可以设置在SIM卡中,还可以独立设置,本申请对此不做限制。
在本申请实施例中,存储器121可用于存储N套射频参数。该N套射频参数可以是电子设备出厂时预置的,也可以是云端服务器周期性下发到电子设备中的。该N套射频参数可以是刷卡成功率最高的射频参数,也可以是各个读卡器/地点/卡片类型对应的刷卡成功率最高的射频参数,可参照前文方法实施例的相关描述。
在本申请实施例中,处理器110可用于判断电子设备是否由于收发射频信号的性能较差而导致刷卡失败。具体的判断方式可参照前文方法实施例的相关描述。
在本申请实施例中,处理器110还可用于在电子设备收发射频信号的性能较差而导致刷卡失败的情况下,使用第二射频参数重新执行和读卡器之间的NFC通信过程。第二射频参数的确定方式可参照前文方法实施例的相关描述。
图7是本申请实施例的电子设备100的软件结构框图。
分层架构将软件分成若干个层,每一层都有清晰的角色和分工。层与层之间通过软件接口通信。在一些实施例中,将Android系统分为四层,从上至下分别为应用程序层,应用程序框架层,安卓运行时(Android runtime)和系统库,以及内核层。
应用程序层可以包括一系列应用程序包。
如图7所示,应用程序包可以包括相机,图库,日历,通话,地图,导航,WLAN,蓝牙,音乐,视频,短信息等应用程序。
应用程序框架层为应用程序层的应用程序提供应用编程接口(applicationprogramming interface,API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。
如图7所示,应用程序框架层可以包括窗口管理器,内容提供器,视图系统,电话管理器,资源管理器,通知管理器等。
窗口管理器用于管理窗口程序。窗口管理器可以获取显示屏大小,判断是否有状态栏,锁定屏幕,截取屏幕等。
内容提供器用来存放和获取数据,并使这些数据可以被应用程序访问。所述数据可以包括视频,图像,音频,拨打和接听的电话,浏览历史和书签,电话簿等。
视图系统包括可视控件,例如显示文字的控件,显示图片的控件等。视图系统可用于构建应用程序。显示界面可以由一个或多个视图组成的。例如,包括短信通知图标的显示界面,可以包括显示文字的视图以及显示图片的视图。
电话管理器用于提供电子设备100的通信功能。例如通话状态的管理(包括接通,挂断等)。
资源管理器为应用程序提供各种资源,比如本地化字符串,图标,图片,布局文件,视频文件等等。
通知管理器使应用程序可以在状态栏中显示通知信息,可以用于传达告知类型的消息,可以短暂停留后自动消失,无需用户交互。比如通知管理器被用于告知下载完成,消息提醒等。通知管理器还可以是以图表或者滚动条文本形式出现在系统顶部状态栏的通知,例如后台运行的应用程序的通知,还可以是以对话窗口形式出现在屏幕上的通知。例如在状态栏提示文本信息,发出提示音,电子设备振动,指示灯闪烁等。
Android Runtime包括核心库和虚拟机。Android runtime负责安卓系统的调度和管理。
核心库包含两部分:一部分是java语言需要调用的功能函数,另一部分是安卓的核心库。
应用程序层和应用程序框架层运行在虚拟机中。虚拟机将应用程序层和应用程序框架层的java文件执行为二进制文件。虚拟机用于执行对象生命周期的管理,堆栈管理,线程管理,安全和异常的管理,以及垃圾回收等功能。
系统库可以包括多个功能模块。例如:表面管理器(surface manager),媒体库(MediaLibraries),三维图形处理库(例如:OpenGL ES),2D图形引擎(例如:SGL)等。
表面管理器用于对显示子系统进行管理,并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的融合。
媒体库支持多种常用的音频,视频格式回放和录制,以及静态图像文件等。媒体库可以支持多种音视频编码格式,例如:MPEG4,H.264,MP3,AAC,AMR,JPG,PNG等。
三维图形处理库用于实现三维图形绘图,图像渲染,合成,和图层处理等。
2D图形引擎是2D绘图的绘图引擎。
内核层是硬件和软件之间的层。内核层至少包含显示驱动,摄像头驱动,音频驱动,传感器驱动。
下面结合捕获拍照场景,示例性说明电子设备100软件以及硬件的工作流程。
当触摸传感器180K接收到触摸操作,相应的硬件中断被发给内核层。内核层将触摸操作加工成原始输入事件(包括触摸坐标,触摸操作的时间戳等信息)。原始输入事件被存储在内核层。应用程序框架层从内核层获取原始输入事件,识别该输入事件所对应的控件。以该触摸操作是触摸单击操作,该单击操作所对应的控件为相机应用图标的控件为例,相机应用调用应用框架层的接口,启动相机应用,进而通过调用内核层启动摄像头驱动,通过摄像头193捕获静态图像或视频。
参考图8,图8为本申请实施例提供的示例性读卡器200的结构示意图。
如图8所示,读卡器200可以包括:处理器210、NFC芯片220、天线230、电池240。
处理器210可以包括一个或多个处理单元,例如处理器210中可以包括调制解调处理器、数字信号处理器、基带处理器等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。处理器210可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器210可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integratedcircuit,I2C)接口。I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial dataline,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。处理器210可以通过I2C总线接口耦合NFC芯片220,实现和NFC芯片220之间的数据传输。
处理器210用于接收NFC芯片传输过来的信号,解析该信号并响应于该信号执行对应的操作。处理器210还用于生成待发送的信号,并将待发送的信号发送至NFC芯片210。
处理器210中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。
在本申请实施例中,处理器210用于生成待发送的信号,并将该信号发送至NFC芯片220。NFC芯片用于对来自处理器210的信号做调频、放大等处理后,经由天线将该信号转为射频信号辐射出去,产生一个通过空间传播的电磁场,该电磁场即为读卡器生成的射频场。
电池240用于为电子设备200的各个模块提供电能。电池240可包括但不限于:干电池、纽扣电池、可充电电池等等。
可理解的,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备200的具体限定。在另一些实施例中,电子设备200可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件,或者,软件和硬件的组合实现。
本申请实施例还提供了一种NFC芯片,所述NFC芯片应用于电子设备,所述电子设备存储有NFC卡片信息,所述NFC卡片信息用于所述电子设备模拟为NFC卡片;所述NFC芯片包括:一个或多个处理器、接口;所述接口用于接收代码指令并将所述代码指令传输至所述处理器,所述处理器用于运行所述代码指令以使得所述电子设备执行本申请实施例提供的基于NFC的通信方法。这里,电子设备执行的基于NFC的通信方法可参照前文相关描述,在此不再赘述。
本申请的各实施方式可以任意进行组合,以实现不同的技术效果。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk)等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
总之,以上所述仅为本发明技术方案的实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种基于NFC的通信方法,其特征在于,所述方法包括:
电子设备工作于卡仿真模式,所述电子设备存储有NFC卡片信息,所述NFC卡片信息用于所述电子设备模拟为NFC卡片;
所述电子设备使用第一射频参数执行所述电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;
当所述NFC通信过程执行失败时,所述电子设备使用第二射频参数再次执行所述NFC通信过程;所述第二射频参数和所述第一射频参数不同;
其中,所述NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于所述电子设备侦测所述读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于所述读卡器选中所述电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于所述电子设备和所述读卡器传输数据,所述数据包括所述NFC卡片信息;当所述电子设备处于亮屏且解锁状态时,所述第一射频通信过程由所述电子设备周期性执行,当所述电子设备处于熄屏状态、锁屏状态或关机状态时,所述第一射频通信过程由所述电子设备持续性执行;
其中,所述第一射频参数、所述第二射频参数均用于以下一项或多项:所述电子设备在所述NFC通信过程中,接收所述读卡器发送的射频信号、生成将要发送给所述读卡器的射频信号、发送射频信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述第一射频参数、所述第二射频参数均包括以下一项或多项:电子设备接收射频信号时的灵敏度、门限值、接收电路的输入电压;电子设备发送射频信号时所使用的帧延迟时间、负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在以下任意一种情况下,所述电子设备确定所述NFC通信过程执行失败:
在时间段T1内,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的次数大于第一值,或者,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的时长大于第二值;
在时间段T2内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的选卡回答命令RATS;
在时间段T3内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的消费指令;
所述电子设备接收到所述读卡器发送的否定应答指令NAK;或者,
所述电子设备无法解析接收到的指令,或者,所述电子设备解析到的指令异常。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电子设备中存储有N套射频参数,
所述第一射频参数为:所述N套射频参数中,任意一套射频参数,或者,在NFC通信过程中成功率最高的一套射频参数。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电子设备中存储有N套射频参数,
所述第二射频参数为:所述N套射频参数中所述第一射频参数以外的射频参数中,任意一套射频参数,或者,在NFC通信过程中成功率最高的一套射频参数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述电子设备使用所述第二射频参数成功执行所述NFC通信过程的情况下,关联存储所述第二射频参数和所述读卡器的标识;所述第二射频参数用于所述电子设备下一次执行与所述读卡器之间的NFC通信过程。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述电子设备使用所述第二射频参数成功执行所述NFC通信过程的情况下,关联存储所述第二射频参数和所述电子设备当前模拟的卡片类型;所述第二射频参数用于所述电子设备下一次模拟为所述类型的卡片时,执行与所述读卡器之间的NFC通信过程。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述电子设备使用所述第二射频参数成功执行所述NFC通信过程的情况下,关联存储所述第二射频参数和所述电子设备当前所处的地点;所述第二射频参数用于所述电子设备下一次处于所述地点时,执行与所述读卡器之间的NFC通信过程。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,
在所述电子设备使用所述第二射频参数成功执行所述NFC通信过程的情况下,所述电子设备向云服务器发送第一信息,所述第一信息用于指示所述电子设备使用所述第二射频参数成功执行所述NFC通信过程,以使得所述云服务器统计所述第二射频参数对应的通信成功率。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器、存储器、NFC芯片和安全单元SE;
所述安全单元存储有NFC卡片信息,所述NFC卡片信息用于所述电子设备模拟为NFC卡片;所述存储器与所述一个或多个处理器耦合,所述存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,所述一个或多个处理器调用所述计算机指令以使得所述电子设备执行:
工作于卡仿真模式;
通过所述NFC芯片使用第一射频参数执行所述电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;
当所述NFC通信过程执行失败时,通过所述NFC芯片使用第二射频参数再次执行所述NFC通信过程;所述第二射频参数和所述第一射频参数不同;
其中,所述NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于所述电子设备侦测所述读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于所述读卡器选中所述电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于所述电子设备和所述读卡器传输数据,所述数据包括所述NFC卡片信息;当所述电子设备处于亮屏且解锁状态时,所述第一射频通信过程由所述电子设备周期性执行,当所述电子设备处于熄屏状态、锁屏状态或关机状态时,所述第一射频通信过程由所述电子设备持续性执行;
其中,所述第一射频参数、所述第二射频参数均用于以下一项或多项:所述电子设备在所述NFC通信过程中,接收所述读卡器发送的射频信号、生成将要发送给所述读卡器的射频信号、发送射频信号。
11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,
所述第一射频参数、所述第二射频参数均包括以下一项或多项:电子设备接收射频信号时的灵敏度、门限值、接收电路的输入电压;电子设备发送射频信号时所使用的帧延迟时间、负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位。
12.根据权利要求10或11所述电子设备,其特征在于,所述一个或多个处理器还用于调用所述计算机指令以使得所述电子设备执行:
在以下任意一种情况下,确定所述NFC通信过程执行失败:
在时间段T1内,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的次数大于第一值,或者,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的时长大于第二值;
在时间段T2内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的选卡回答命令RATS;
在时间段T3内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的消费指令;
所述电子设备接收到所述读卡器发送的否定应答指令NAK;或者,
所述电子设备无法解析接收到的指令,或者,所述电子设备解析到的指令异常。
13.一种NFC芯片,所述NFC芯片应用于电子设备,所述电子设备存储有NFC卡片信息,所述NFC卡片信息用于所述电子设备模拟为NFC卡片;所述NFC芯片包括:一个或多个处理器、接口;
所述接口用于接收代码指令并将所述代码指令传输至所述处理器,所述处理器用于运行所述代码指令以使得所述电子设备执行:
工作于卡仿真模式;
通过所述NFC芯片使用第一射频参数执行所述电子设备与读卡器之间的NFC通信过程;
当所述NFC通信过程执行失败时,通过所述NFC芯片使用第二射频参数再次执行所述NFC通信过程;所述第二射频参数和所述第一射频参数不同;
其中,所述NFC通信过程包括:第一射频通信过程,用于所述电子设备侦测所述读卡器提供的射频场;第二射频通信过程,用于所述读卡器选中所述电子设备作为数据传输对象;第三射频通信过程,用于所述电子设备和所述读卡器传输数据,所述数据包括所述NFC卡片信息;当所述电子设备处于亮屏且解锁状态时,所述第一射频通信过程由周期性执行,当所述电子设备处于熄屏状态、锁屏状态或关机状态时,所述第一射频通信过程由持续性执行;
其中,所述第一射频参数、所述第二射频参数均用于以下一项或多项:所述电子设备在所述NFC通信过程中,接收所述读卡器发送的射频信号、生成将要发送给所述读卡器的射频信号、发送射频信号。
14.根据权利要求13所述的芯片,其特征在于,
所述第一射频参数、所述第二射频参数均包括以下一项或多项:电子设备接收射频信号时的灵敏度、门限值、接收电路的输入电压;电子设备发送射频信号时所使用的帧延迟时间、负载调制时所使用的调制模式、载波的波形、载波的幅度以及载波的相位。
15.根据权利要求13或14所述的芯片,其特征在于,所述处理器还用于运行所述代码指令以使得所述电子设备执行:
在以下任意一种情况下,确定所述NFC通信过程执行失败:
在时间段T1内,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的次数大于第一值,或者,所述电子设备侦测到射频场的强度低于阈值的时长大于第二值;
在时间段T2内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的选卡回答命令RATS;
在时间段T3内,所述电子设备没有接收到所述读卡器发送的消费指令;
所述电子设备接收到所述读卡器发送的否定应答指令NAK;或者,
所述电子设备无法解析接收到的指令,或者,所述电子设备解析到的指令异常。
16.一种包含指令的计算机程序产品,其特征在于,当所述计算机程序产品在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行如权利要求1-9中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质,包括指令,其特征在于,当所述指令在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行如权利要求1-9中任一项所述的方法。
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