CN1773528A - 带无线射频通信功能的手机智能卡及配套的外围处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带无线射频通信功能的手机智能卡及相配套的外围处理装置，该卡符合ISO7816标准，能完全实现常规SIM/UIM所具备的各种功能，在此基础上，卡体内还增设有射频收发天线以及射频收发电路，卡中CPU的控制软件一方面利用射频功能与相配套的外围处理装置以非接触方式进行短距离数据通信，另一方面，通过APDU协议控制手机，也就是利用手机的STK功能来控制手机的屏幕和键盘，这样，手机就能兼作各种非接触IC卡使用去实现诸如小额支付之类的应用，特别需要指出的是，用卡过程所产生的信息和介入(鉴权时输入密码)是在持卡人的手机上实现的，总之，这种手机智能卡能给使用者带来极大的方便。

Description

带无线射频通信功能的手机智能卡及配套的外围处理装置

技术领域

本发明属于电子应用技术领域，特别是涉及一种带无线射频功能的手机智能卡，以及可与这种卡进行非接触通信的配套外围处理装置。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，人民的生活水平大幅提高，在我们的日常生活中，已越来越多地使用到各种信用卡，如银行的储蓄卡，各种用于小额支付的IC卡，还有考勤IC卡，医疗IC卡，电话IC卡，公交IC卡等等。

卡的种类虽繁多，但归纳起来基本可以分为接触式和非接触式，采用磁条的卡也是接触式，如银行的储蓄卡。

各种小额支付收费卡、医疗卡，电话IC卡等等；一般是带触点的接触式IC卡；还有非接触式的IC卡，它采用的是射频技术，也就是人们通常所称的RF卡，常用于考勤，门禁。

各种卡的出现给人们的日常生活带来了很大的方便，人们在外出购物或缴交各种费用时，无须携带现金，钱币，而是卡支付，从而带来了极大的安全性和方便性，特别是小额支付IC卡的使用，如各地流行“E卡通”的开通，由于采用的是更加快捷方便的支付方式，已逐步被广大消费者所采纳。

但各种IC卡的使用，在为我们日常生活带来方便的同时，也带来了一定的烦恼。一是，在我们每个人的手上卡片的数量在增加，卡片的种类也在不断的增加，这就使得人们在外出时，往往需要将这些卡都带在身边，但这些卡未必会天天用得上，这无疑于是将过去的钱包换成了卡包，而一旦遗忘，或者丢失，同样会给人们的工作或生活带来麻烦，二是这些卡中的内容都是不可见的，持卡人必须带卡到特制终端上去读取其内容，三是卡使用过程中的鉴权过程(输密码)必须要让持卡人到类似POS机之类的特制终端上去做，这即不卫生，也麻烦。

另一方面，随着人民生活水平的大幅提高和通信技术的飞速发展，手机成了广大消费者用于通信的主要工具，普及率达到了非常之高的水平，实际上手机已成为了人们外出时必带的工具。现代手机，不仅具有通信功能，还有强大的信息处理和储存功能，成为人们握在手中的信息终端，利用手机的携带方便性、随身依赖性和强大的信息处理及储存功能，发展电子移动商务已成发展趋势之一。

在使用手机时通常要插入一张卡，无论是GSM系统还是CDMA系统，手机用户在“入网”时都会得到一张SIM卡(SubscriberIdentityModule)或UIM卡(UserIdentity Module)。SIM卡是一张符合GSM规范的“智能卡”，可以插入任何一部符合GSM规范的移动电话中，实现“电话号码随卡不随机的功能”，而且通话费用自动计入持卡用户的账单上，与手机无关。手机使用的这种“智能卡”的最基本功能就是提供了手机在使用状态下的用户身份信息，这种信息是根据每个智能卡不同的IMSI号码来区分的。由于每一个手机的智能卡，都具有不同的IMSI号码，这就可以有效的区分不同的用户身份。

其实在手机的智能卡中，不仅包含有IMSI信息，还有很大的存储空间和计算能力，可以给用户存放各种资料和私人信息，但这些信息只能通过卡上与手机相接触的输入/输出通道给手机使用，而不能提供给其它非移动网络之外的终端设备如各种POS机使用，如果可以，那么手机卡就能替代其它卡，从而使得人们外出只要带手机就可以了，而且还能直接利用手机的信息处理功能来读卡中的内容或直接介入用卡过程。

发明内容

本发明的目的就是提供一种带无线射频通信功能的手机智能卡，该卡不仅具备常规SIM卡或UIM卡的所有功能，还加有一个与外部其它处理装置进行短距离无线双向数据通信的接口，利用该接口及智能卡的原有数据处理及存储功能，能让手机兼有各种诸如信用卡，小额支付卡、考勤卡等之类的卡功能，而且其用卡过程中所产生的信息能直接在持卡人的手机屏幕上看到，且需要持卡人介入时(如鉴权过程中的输密码)也是直接用持卡人的手机键盘来完成。

本发明的另一目的是提供与上述带无线射频通信功能的手机智能卡相配套的外围处理装置。

这样，现有各种手机换新的SIM/UIM卡就能让手机兼做各种其它的功能卡，不但免除人们携带各种功能卡，而且使用更加方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带无线射频通信功能的手机智能卡，它包括一卡体以及胶封在卡体内的卡内电路；卡体上设有可与手机卡座匹配使用的铜制接口，完全符合ISO7816标准；卡内电路包括有CPU、存储器、射频收发电路、射频收发天线，整个电路与铜制接口的相应端点对应相连接，这样，整个电路首先能通过手机得到电源而开始工作，接下来，在CPU的控制下，整个电路即能与手机通信以实现常规SIM/UIM的标准功能，同时也能通过射频收发电路和射频收发天线在短距离内与配套的外围处理装置进行通信，通信内容和过程由卡体内的CPU具体处理，必要时CPU通过手机的SIM/UIM卡座上的数据线并用标准的APDU协议向手机发指令去控制手机的屏幕显示和键盘输入，在这种场景下，整个手机对配套的外围处理装置而言，就是一个功能卡或者是一个用(刷)卡过程。

所述的存储器，也可以包含在CPU之中，使CPU和存储器为一个整体部件。

所述卡内电路中的存储器存储有IMSI，也可存储有实现其它各种应用所需的信息，从而使其即具备基本的SIM/UIM卡功能，也能兼作其它的功能卡。

所述的射频收发天线为环行天线或偶极子天线或螺旋天线或鞭状天线。

所述的带无线射频通信功能的手机智能卡内的CPU所运行的软件是利用APDU协议与手机通信，从而通过手机的STK功能来控制和使用手机的屏幕、键盘及其它各种资源。

本发明所提供的配套的外围处理装置至少包括一个与上述卡内射频电路部分具有相同频率和频点的射频收发电路和射频收发天线，至少一个用于对收/发信息进行适时处理的CPU中央处理器，至少一个与主服务器进行数据在线交换的网络接口或脱线交换数据的数据交换接口。

所述的带无线射频通信功能的手机智能卡与配套的外围处理装置之间的射频收发信号为ISM频段信号。

使用前，将无线射频通信功能的手机智能卡内装在手机内，由于卡上设有符合ISO 7816标准的铜制接口，所以卡就能顺利与现有各种手机顺利对接，六个必须的铜制接口分别是电源VCC，公用地线GND，时钟信号CLK，数据信号IO，编程电压VPP和复位信号RST。

本发明的有益效果一是免除了人们外出时需携带大量不同种类IC卡的弊端，二是还可让持卡人能利用自己的手机管理卡内信息，三是用卡过程中的信息显示和鉴权操作均在持卡人自己的手机上。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明不局限于实施例。

图1是本发明提供带无线射频通信功能的手机智能卡的原理框图；

图2是本发明智能卡的射频收发天线的示意图一；

图3是本发明智能卡的射频收发天线的示意图二；

图4是本发明智能卡的射频收发天线的示意图三；

图5是本发明智能卡的射频收发天线的示意图四；

图6是本发明外围处理装置的原理框图。

具体实施方式

参见附图所示，本发明的一种带无线射频通信功能的手机智能卡1及相配套的外围处理装置2，相互之间以无线射频方式实现数据传送。

带无线射频通信功能的手机智能卡1装在手机内，它包括一卡体以及胶封在卡体内的卡内电路；卡体上有可与手机卡座匹配使用的铜制接口11；卡内电路包括CPU电路12，存储器13，射频收发电路14，射频收发天线15，整个电路与铜制接口11的相应端点对应相连接，存储器13内除存储移动手机通信所用的IMSI，还存储有一个或多个可作为信用卡之类应用所要使用的识别信息或其它信息；

相配套的外围处理装置2至少包括一个射频收发电路21和一个射频收发天线22，以及用于对收发信息进行实时处理的CPU中央处理器23，CPU中央处理器23再与主服务器相连接的网络接口进行连接；射频收发电路21和收发射频天线22与带无线射频通信功能的手机智能卡1的射频部分具有相同的频率和频点。

其中，带无线射频通信功能的手机智能卡1与相配套的外围处理装置2之间的射频收发信号为ISM频段信号；

带无线射频通信功能的手机智能卡1中的CPU软件利用APDU通过手机的STK功能来控制手机的屏幕显示和键盘输入。

无线射频智能卡1上的收发射频天线15可以为环行天线(如图2所示)或偶极子天线(如图3所示)或螺旋天线(如图4所示)或鞭状天线(如图5所示)。无线射频智能卡1拓扑结构对功能的实现和技术性能也是非常关键的，我们知道，正常的手机智能卡，只有25×15mm厚0.8mm，要在这样小的面积内制作出无线射频智能卡的全部电路，可以采用两种方法实现：一是用IC技术和工艺，将CPU电路12和射频收发电路14制成一块完整的IC，IC的外部仅有天线和晶体振荡器；二是采用目前市场上现有的CPU和射频收发器元件，采用COB工艺，即IC芯片直接绑定在电路板上的工艺；不论采用那种工艺都涉及电路的拓扑结构，而其中关键的是天线和晶体振荡器，天线的形状和尺寸受收发射信号频率的限制，并影响收发灵敏度，晶体振荡器的体积，主要是厚度，将影响到整个无线射频智能卡的整体厚度。为了最大可能的提高在我们前面所说的ISM频段下的射频收发效率，无线射频智能卡采用双面电路的设计，电路的外表面，和普通IC卡的金属连接片完全相同，另一面，安装电路零件，最后封装在PVC卡片内。

下面具体说明本发明的使用过程；

一部装有带无线射频通信功能的手机智能卡的手机，在卡的存储器中，除了常见的IMSI信息和通讯录之外，还保存了私人资料，这些私人资料包括个人身份信息、私人名片资料(电子名片)、私人通讯录(比常见手机通讯录更加详细)、私人信用信息(如银行帐号，保险号，医疗卡号，小额现金支付帐号)等，这个手机和普通手机没有区别，能正常的接打电话和收发短信，但在有配套的外围处理装置2的地方，手机就变成了卡。比如在商店购物就可以用手机进行购物，而不需再携带现金，钱币，信用卡，或银行卡。消费者买东西付款时不需再掏钱包，取而代之的是，像目前收银台在扫瞄商品一样，消费者拿着手机在配套的外围处理装置(POS)前一挥即可。手机卡内存储的银行帐号即发送到收银台的接收机内，接收机收到帐号后，再向使用者发送密码验证请求，这时在手机的屏幕上显示操作和提示信息，用户在自己的手机上使用按键输入密码，待收银台的接收机接收到密码并确认后，再次请求用户是否确认付款，用户选择确认后，支付过程完成，这无疑是一种革命性的消费支付方法，会在本发明所提供的这种带无线射频通信功能的手机智能卡的支持下实现。

由于手机是一般消费者必须随身携带的物品，它可以广泛的成为人们身份的电子标志。比如：两个陌生人因商务需要见面，彼此寒暄后，希望互换名片。现在的办法是，各自拿出印刷的名片，相互交换。而采用了本发明的无线射频智能卡后，则是各自打开手机无线射频智能卡中STK的名片交换应用程序，两个人在1米范围内，各自操作将自己的名片数据无线传送到对方的手机中，因为，内置在手机中的无线射频智能卡，各自成为对方的读卡装置，可以相互传送数据，如果进一步选择保存，就可以将名片信息永久的保存在无线射频智能卡中。

无线感应读卡装置经适当改进可以成为电脑与手机进行无线数据传送的工具。将无线感应读卡装置采用USB或其他数据接口，连接电脑。将手机置于电脑附近的1米之内。手机就可以和电脑通过无线的射频信号，建立数据通信的连接。根据无线射频智能卡和无线感应读卡装置中射频收发电路的性能，数据传送速率，可以最大达到1Mbps。

以后人们也可以不要再带钥匙了，将锁改装成一个特殊读卡器，通过手机向锁发送密码数据，锁就可以打开，这样的应用当然还有很多很多。

当然，如果手机丢失了，别人拣到后，如果不主动交还失主，他除了可以在手机主人挂失之前盗打电话外，对失主的信用信息是无法窃取的，因为无线射频智能卡中，只存放帐号，并不存放密码。另外。只要和现在的手机挂失一样，重新补办一帐新的无线射频智能卡，以前的就自动作废(手机IMSI鉴权失败，其它卡功能自然失效)。

Claims (4)

1.一种带无线射频通信功能的手机智能卡，它包括一卡体以及胶封在卡体内的卡内电路；卡体上设有符合ISO7816标准并可与手机卡座匹配使用的铜制接口；卡内电路包括CPU，存储器等，可完全实现常规SIM/UIM的各种功能；其特征在于：所述的卡体内还包括有射频收发天线和射频收发电路，射频收发电路与CPU相连接，射频收发天线与射频收发电路电相连接；CPU能通过射频收发电路与外部进行短距离非接触数据通信，通信过程所产生的信息显示和键盘输入通过手机的STK功能实现。

2.根据权利要求1所述的一种带无线射频通信功能的手机智能卡，其特征在于：存储器还存有用于实现各种应用所需的信息。

3.根据权利要求1所述的一种带无线射频通信功能的手机智能卡，其特征在于：所述的收发天线为环行天线或偶极子天线或螺旋天线或鞭状天线。

4.一种与权利要求1所述带无线射频通信功能的手机智能卡相配套使用的外围处理装置，其特征在于：至少包括一个射频收发电路和一个射频收发天线，至少一个用于对收发信息进行实时处理的CPU中央处理器，至少一个与主服务器进行数据在线交换的网络接口或脱线交换数据的数据交换接口，其射频收发电路和射频收发天线与前述带无线射频通信功能的手机智能卡内的射频部分具有相同的频率和频点。

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