CN114417900A - 实现统一读写卡和外设接入的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了实现统一读写卡和外设接入的系统及方法，其中系统包括：第一接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供业务办理接口；第二接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供访问硬件服务的接口；组件及协议处理模块，用于处理智能卡读写卡组件的各单元模块的调度和数据处理，以及处理第二接口模块与第三接口模块之间的消息；第三接口模块，用于封装各种读卡器外设启动程序接口服务，提供读卡器类设备接口；读卡器服务模块，用于根据读卡器类设备接口实现启动读卡器服务和监控读卡器服务程序状态。本发明使得更换读卡器厂商时直接更换读卡器即可，直接更改设备，无需更改任何应用程序。

Description

实现统一读写卡和外设接入的系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种实现统一读写卡和外设接入的系统及方法。

背景技术

伴随着搭载安卓、鸿蒙及IOS智能操作系统的手持终端及各类智能设备的普及及市场上各类可外接及集成的读卡器产品的推出，对于智能卡的读写操作有了更多的方式，智能设备与读卡器模块的各种连接方式也导致对APP应用开发调测的难度及工作量。

目前，现有读卡设备接入安卓、鸿蒙及IOS智能操作系统都需要单独调试。在进行读写卡应用开发时，都需要进行复杂的外设接入调试。而且更换设备或操作系统都会导致业务需要重新调试，设备，应用，操作系统间都会存在频繁的兼容性问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种实现统一读写卡和外设接入的系统，能够提供一系列稳定的开放接口，隐藏接入读卡器外设的复杂性。使得用户和开发人员只需要关注具体的业务实现，而不必关注负责的外设接入；通过提供了读卡器类设备层的标准接口，使得从更换读卡器厂商时直接更换读卡器即可，直接更改设备，无需更改任何应用程序。

本发明还提出一种用于上述实现统一读写卡和外设接入的系统的方法。

根据本发明的第一方面实施例的实现统一读写卡和外设接入的系统，包括：第一接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供业务办理接口；第二接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供访问硬件服务的接口；组件及协议处理模块，用于处理所述智能卡读写卡组件的各单元模块的调度和数据处理，以及处理所述第二接口模块与所述第三接口模块之间的消息；第三接口模块，用于封装各种读卡器外设启动程序接口服务，提供读卡器类设备接口；读卡器服务模块，用于根据所述读卡器类设备接口实现启动读卡器服务和监控读卡器服务程序状态。

根据本发明实施例的实现统一读写卡和外设接入的系统，至少具有如下有益效果：本发明实施例提供一套中间件系统，系统包含应用程序接口，服务提供接口以及组件及协议处理单元中间层模块，使得系统能兼容各类读卡器外设和USIM卡操作指令集。供应商只需要提供符合SP接口的启动服务，即可接入安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统。本实施例隐藏接入读卡器外设的复杂性，使得用户和开发人员只需要关注具体的业务实现，而不必关注负责的外设接入；通过提供了读卡器类设备层的标准接口，使得从一个供应商A的读卡器换到另一个供应商B的读卡器时，无需更改任何应用程序。

根据本发明的一些实施例，所述智能卡读写卡组件包括：应用程序接口单元，用于向应用程序提供接口并传入读卡器信息；读卡器操作组件管理单元，用于根据所述读卡器信息查找对应的读卡器操作组件来完成对读卡器设备的控制。

根据本发明的一些实施例，所述智能卡读写卡组件包括：读写卡业务处理单元，用于根据应用程序调用的业务接口，确定读写卡业务；读写卡指令处理单元，用于根据所述读写卡业务生成与智能卡交互的数据，并解析从所述智能卡接收的数据。

根据本发明的一些实施例，所述第二接口模块用于提供以下至少一个业务接口：获取版本信息接口、读空卡序列号接口、读取卡片信息接口、实时写卡数据写入接口、获取错误信息接口及获取读卡器信息接口。

根据本发明的一些实施例，所述组件及协议处理模块包括：指令翻译模块，用于根据规则将上层应用程序指令翻译成底层SP服务指令，并将底层SP应用返回的指令翻译成上层应用程序能够识别的指令；消息通道模块，用于在所述第二接口模块和所述第三接口模块之间建立消息传递通道，处理SP应用返回的异步消息。

根据本发明的一些实施例，所述读卡器服务模块至少包括以下一个接口单元：连接读卡器接口单元，用于连接读卡器；卡片上电接口单元，用于给智能卡上电；发送APDU指令接口单元，用于向智能卡发送指令；卡片下电接口单元，用于给智能卡下电；关闭读卡器接口单元，用于关闭读卡器。

根据本发明的第二方面实施例的实现统一读写卡和外设接入的方法，包括以下步骤：根据读卡器信息连接读卡器；接收读写卡应用程序的业务指令，调用智能卡读写卡组件的业务接口；所述业务接口将所述业务指令翻译成APDU指令集，并调用发送指令接口进行指令操作；接收智能卡进行相应的业务操作后返回的操作结果指令集；所述智能卡读写卡组件将所述操作结果指令集解析并翻译成上层应用程序识别的消息，返回消息。

本发明实施例用于本发明第一方面实施例中任一项所述的系统，因此，本发明实施例具备本发明第一方面实施例任一项的有益效果。

根据本发明的一些实施例，所述根据读卡器信息连接读卡器包括：接收读写卡应用程序传入的读卡器信息，根据所述读卡器信息查找相应的读卡器操作组件来连接读卡器，若连接失败则返回失败信息。

根据本发明的一些实施例，所述读卡器信息至少包括以下各项中的一项：读卡器标识、设备ID和密码。

根据本发明的一些实施例，所述读卡器标识包括读卡器名称。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的系统的模块示意框图；

图2为本发明实施例的系统结构及数据交互示意图；

图3为本发明实施例的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明旨在提供一种系统及方法、终端，能实现安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统中构建一套可跨越不同平台，接入不同外设的应用程序而开发的体系结构。并制定其允许信息在系统内部自由流通的策略。包括模块化应用程序编程接口(API)，所述编程接口可向任何开发人员开发的应用程序提供访问硬件服务的能力。这些服务可以是：读写卡、打印、拍照等。还提供插入任何开发人员开发的后端服务的能力。

本发明实施例提供一套中间件系统，系统包含应用程序接口(第一接口模块、第二接口模块)，服务提供接口(第三接口模块)以及组件及协议处理单元中间层模块，使得系统能兼容各类读卡器外设和USIM卡操作指令集。供应商是需要提供符合SP接口的启动服务。即可接入安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统。

参照图1，本发明实施例的系统包括：第一接口模块、第二接口模块、组件及协议处理模块、第三接口模块及读卡器服务模块。其中第一接口模块向应用程序提供业务办理接口，主要用于读写卡应用程序的调用，用于业务端，实现新开户、补换卡等各业务场景下的业务办理。第二接口模块向应用程序提供访问硬件服务的接口，用来向任何开发人员开发的应用程序提供访问硬件服务能力，如配置读卡器、复位、读卡、写卡、获取错误信息等。上述的接口由智能卡读写卡组件提供。组件及协议处理模块用于处理智能卡读写卡组件的各单元模块的调度和数据处理，以及处理第二接口模块与第三接口模块之间的消息。第三接口模块封装各种读卡器外设启动程序接口服务，提供读卡器类设备接口，目的是让应用实现对SP的访问。读卡器服务模块根据读卡器类设备接口实现启动读卡器服务和监控读卡器服务程序状态。

在一些实施例中，智能卡读写卡组件包括：应用程序接口单元，用于向应用程序提供接口并传入读卡器信息；读卡器操作组件管理单元，用于根据读卡器信息查找对应的读卡器操作组件来完成对读卡器设备的控制。智能卡读写卡组件还可以包括：读写卡业务处理单元，用于根据应用程序调用的业务接口，确定读写卡业务；读写卡指令处理单元，用于根据读写卡业务生成与智能卡交互的数据，并解析从智能卡接收的数据。

在一些实施例中，组件及协议处理模块处理智能卡读写卡组件的各单元模块的调度包括：针对移动智能设备上的读写卡APP应用提供统一的应用程序接口单元，读写卡APP应用在调用智能卡写卡组件应用程序接口单元提供的接口时，需传入要连接的读卡器品牌型号信息，智能卡读写卡组件读卡器操作组件管理单元会根据传入的读卡器品牌型号信息，在不同厂家、不同型号及不同连接方式的读卡器信息中查找对应的读卡器操作组件来完成与读卡器设备的控制，智能卡读写卡组件读写卡业务处理单元会根据调用的具体接口，通过智能卡读写卡组件读写卡指令处理单元生成和解析后续与智能卡交互的数据。

在一些实施例中，所有的读卡器操作组件都遵循约定的接口定义、出入参数定义及功能定义。

在一些实施例中，第二接口模块用于提供以下至少一个业务接口：获取版本信息接口、读空卡序列号接口、读取卡片信息接口、实时写卡数据写入接口、获取错误信息接口及获取读卡器信息接口。

在一些实施例中，组件及协议处理模块包括：指令翻译模块，用于根据规则将上层应用程序指令翻译成底层SP服务指令，并将底层SP应用返回的指令翻译成上层应用程序能够识别的指令；消息通道模块，用于在第二接口模块和第三接口模块之间建立消息传递通道，处理SP应用返回的异步消息。

第三接口模块的SPI接口为服务提供接口，该接口对底层服务功能及名称进行封装。目的是让应用实现对SP的访问。该SPI是对各种读卡器外设启动程序接口服务的封装和定义。读卡器服务商是需要按照这些接口定义实现这些接口即可。这使得上层应用将不用关注底层硬件设备，因为这些设备经常是复杂的，很难去管理和使用，SPI为这些设备提供一套标准化的接口，可以直接加强应用的适应能力和提高开发效率。SPI通过定义和包含一系列稳定的,开放的接口，而将系统复杂性对用户和开发人员隐藏。这使得用户和开发人员对各种读卡器服务具有了无缝集成的能力；SPI提供了读卡器类设备的标准接口，一个应用与具体的读卡器无关，从一个供应商A的读卡器换到另一个供应商B的读卡器，无需更改任何应用程序。只需维护简单的设备名称即可。SPI要求SP实现如下接口连接读卡器，卡片上电，发送APDU指令，卡片下电，关闭读卡器。

本发明实施例为用户应用实现了一个标准API，并为服务器应用实现了一个服务提供商接口(SPI)。如在读写卡操作中使用SPI，读卡器厂商可以为安卓、鸿蒙及IOS智能操作环境创造一个兼容的读写卡启动程序。然后客户的应用开发人员就可以创造接口，这些接口可以访问这个读写卡启动程序，而不需要专门为访问这个读写卡编写特殊代码。

读卡器服务以本地端口形式对外提供服务，遵循SPI定义接口进行开发，读卡器服务包含启动程序和监控程序。启动程序负责开机启动读卡器服务，监控程序负责监控读卡器服务程序状态，当状态异常时，重启读卡器服务，从而保持服务稳定性。

在一些实施例中，读卡器服务根据SPI规则实现如下接口：连接读卡器：通过该函数连接读卡器；卡片上电：通过该函数给卡片上电；发送APDU指令：通过该函数向卡片发送指令；卡片下电：通过该函数给卡片下电；关闭读卡器：通过该函数关闭读卡器。

参照图2，本发明实施例的系统结构及数据交互如图2所示。APP接口提供业务办理接口，获取用户的业务办理操作指令；API接口提供对硬件访问的服务，用于传入读卡器信息；组件及协议处理模块根据读卡器信息查找读卡器操作组件实现对读卡器设备的控制，并且根据业务办理接口对数据进行处理；SPI接口实现对SP的访问，并通过读卡器服务进行读写卡操作。

在一些实施例中，本系统使用的使用的读卡器通过支持PCSC协议来实现读卡器跨平台通用：符合中华人民共和国国家标准—集成电路(IC)卡读写机通用规范(GB/T18239-2000)；符合ISO/IEC7816协议或符合EMV规范，Level 1；

能够适应环境温度范围：-10～50℃；

能够适应相对湿度范围：20％～90％；

与电信智能卡通讯要求支持PPS，通讯速率达到400kbps以上(支持TA10x11/0x12/0x13/0x94/0x38/0x95/0x18/0x96等)；

支持符合ISO/IEC7816协议的CPU电信智能卡(T＝0、T＝1协议),并能通过升级驱动方式保证在不换读卡器的情况下对未来通信协议的支持；

支持5V、3V和1.8V智能卡；

支持处理8Pin机制；

防短路和过热保护；

保证10万次电信智能卡的插拔次数；

平均无故障时间(MTBF)大于5000小时13)；

符合RoHS标准。

本发明实施例可适用于通信U(SIM)卡、银行卡、社保卡及其它智能卡通过搭载安卓、鸿蒙或IOS智能操作系统的终端设备使用有线连接、无线连接外接式或内嵌集成在设备内部的读卡器进行读写卡操作的领域。

本发明实施例提供一系列稳定的开放接口，隐藏接入读卡器外设的复杂性。使得用户和开发人员只需要关注具体的业务实现，而不必关注负责的外设接入；通过提供了读卡器类设备层的标准接口，使得从一个供应商A的读卡器换到另一个供应商B的读卡器，无需更改任何应用程序。

本方案围绕自主可控的总体要求，聚焦营业厅关键业务写卡业务场景，在完成营业厅自主可控操作系统的选型、测试、应用后，通过构建统一的写卡中间件组件，完成写卡应用对自主可控操作系统的适配，完成读卡器等外围设备适配。

目标在于：

保障读写卡应用在安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统的能正确安装和使用；

保障读写卡应用在安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统的稳定性和可靠性；

保障读写卡在安卓、鸿蒙及IOS及其他国产操作系统的软硬件的安全性和可恢复性；

同时解除软件APP和读卡器外设的依赖。使得开发者只需要关注具体的业务实现，而不必关注具体的读卡器外设的接入调试。

参照图3，本发明实施例的方法包括：根据读卡器信息连接读卡器；接收读写卡应用程序的业务指令，调用智能卡读写卡组件的业务接口；业务接口将业务指令翻译成APDU指令集，并调用发送指令接口进行指令操作；接收智能卡进行相应的业务操作后返回的操作结果指令集；智能卡读写卡组件将操作结果指令集解析并翻译成上层应用程序识别的消息，返回消息。

在一些实施例中，根据读卡器信息连接读卡器的方法包括：接收读写卡应用程序传入的读卡器信息，根据读卡器信息查找相应的读卡器操作组件来连接读卡器，若连接失败则返回失败信息。本实施例的读卡器信息可以是读卡器标识、设备ID和/或密码，其中读卡器标识可以是读卡器名称。

尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。

上文参考根据示例性实施方案所述的系统、方法、系统和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。

因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。

本文所述的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行而使本文所述的功能的至少一部分(例如，本文所述的例示性方法的一种或多种操作)被执行。

软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作系统平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作系统或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。

软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，包括：

第一接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供业务办理接口；

第二接口模块，用于基于智能卡读写卡组件向应用程序提供访问硬件服务的接口；

组件及协议处理模块，用于处理所述智能卡读写卡组件的各单元模块的调度和数据处理，以及处理所述第二接口模块与所述第三接口模块之间的消息；

第三接口模块，用于封装各种读卡器外设启动程序接口服务，提供读卡器类设备接口；

读卡器服务模块，用于根据所述读卡器类设备接口实现启动读卡器服务和监控读卡器服务程序状态。

2.根据权利要求1所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，所述智能卡读写卡组件包括：

应用程序接口单元，用于向应用程序提供接口并传入读卡器信息；

读卡器操作组件管理单元，用于根据所述读卡器信息查找对应的读卡器操作组件来完成对读卡器设备的控制。

3.根据权利要求2所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，所述智能卡读写卡组件包括：

读写卡业务处理单元，用于根据应用程序调用的业务接口，确定读写卡业务；

读写卡指令处理单元，用于根据所述读写卡业务生成与智能卡交互的数据，并解析从所述智能卡接收的数据。

4.根据权利要求1所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，所述第二接口模块用于提供以下至少一个业务接口：获取版本信息接口、读空卡序列号接口、读取卡片信息接口、实时写卡数据写入接口、获取错误信息接口及获取读卡器信息接口。

5.根据权利要求1所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，所述组件及协议处理模块包括：

指令翻译模块，用于根据规则将上层应用程序指令翻译成底层SP服务指令，并将底层SP应用返回的指令翻译成上层应用程序能够识别的指令；

消息通道模块，用于在所述第二接口模块和所述第三接口模块之间建立消息传递通道，处理SP应用返回的异步消息。

6.根据权利要求1所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，所述读卡器服务模块至少包括以下一个接口单元：

连接读卡器接口单元，用于连接读卡器；

卡片上电接口单元，用于给智能卡上电；

发送APDU指令接口单元，用于向智能卡发送指令；

卡片下电接口单元，用于给智能卡下电；

关闭读卡器接口单元，用于关闭读卡器。

7.一种实现统一读写卡和外设接入的方法，用于权利要求1至6任一项所述的实现统一读写卡和外设接入的系统，其特征在于，包括以下步骤：

根据读卡器信息连接读卡器；

接收读写卡应用程序的业务指令，调用智能卡读写卡组件的业务接口；

所述业务接口将所述业务指令翻译成APDU指令集，并调用发送指令接口进行指令操作；

接收智能卡进行相应的业务操作后返回的操作结果指令集；

所述智能卡读写卡组件将所述操作结果指令集解析并翻译成上层应用程序识别的消息，返回消息。

8.根据权利要求7所述的实现统一读写卡和外设接入的方法，其特征在于，所述根据读卡器信息连接读卡器包括：

接收读写卡应用程序传入的读卡器信息，根据所述读卡器信息查找相应的读卡器操作组件来连接读卡器，若连接失败则返回失败信息。

9.根据权利要求8述的实现统一读写卡和外设接入的方法，其特征在于，所述读卡器信息至少包括以下各项中的一项：读卡器标识、设备ID和密码。

10.根据权利要求9所述的实现统一读写卡和外设接入的方法，其特征在于，所述读卡器标识包括读卡器名称。

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