CN202306601U - 智能卡及智能卡读写器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能卡及智能卡读写器。根据本实用新型的智能卡包括：嵌入式微处理器；指纹传感器，用于获取指纹信息；个人信息存储器，用于存储个人信息，所述个人信息包括指纹传感器所获取的指纹信息以及与应用相关的保密信息；指纹算法模块，用于处理指纹信息；短距离无线通讯模块，用于与其它装置进行短距离无线通讯。

Description

智能卡及智能卡读写器

技术领域

本实用新型涉及一种智能卡及智能卡读写器。

背景技术

随着社会和科学的发展，功能卡的类别和数量不断在增加，随身携带这些日常必需使用的功能卡使人们的口袋或钱包亦越来越膨胀，从而给人们的生活和出行带来不便。

另外，由于安全起见，人们不得不对所有的功能卡进行密码加密，其密码的记忆和管理又成了人们的一大负担。且密码的长期使用，其安全性亦存在一定问题，仅在美国每年被盗用信用卡的金额就高达数十亿美元。由此，人体识别技术(含指纹识别技术)在日常生活中的应用已经被广泛探讨及实践。

众所周知，利用电脑高科技识别人体指纹的技术已有近几十年的历史了。目前除了国家安全部门(包括公安，警察，边防检查部门)已采用这一技术外，在实际商业邻域的应用中，由于指纹识别还存在一些关键技术上的缺陷，一直处在“寸步难行”的地步。

需要特别提出的，国外市场上曾经出现过一些应用指纹识别技术在商业领域中的产品。较有代表性的有在2005-2008几年中，美国曾经有2000多个大型超市及商店试用过一种“PayByTouch”公司的指纹付款服务系统，并有多达200多万用户登记并主动登录他们的指纹到“PayByTouch”公司的指纹库系统中而使用该项服务系统。“PayByTouch”的付款服务系统具有人体指纹识别的优点，但在关键技术上存在着一些难以克服的“瓶颈”而无法继续推广并最终终止了该项服务。这些“瓶颈”主要反映在以下几个方面。

首先，在使用该项服务之前，用户的指纹信息必须先登录及存储到系统服务器的公共指纹库中。出于个人隐私原因的考虑，更多的用户不愿将自己的指纹信息被他人来管理(除非为了国家安全需要的国家指纹库)。这种隐私原因的考虑阻碍了这项技术的大规模推广使用。

其次，如果有上千万甚至上亿或更多的用户同时访问这样一个庞大的指纹库，加上指纹比对需要一定的时间，这就难免出现指纹网络比对的“交通阻塞“现象从而使实时指纹比对的时间拖长到难以接受的程度。

并且，由于预先用来登录用户指纹到指纹库的系统(包括指纹传感器)，和后来用户实际使用的指纹输入系统(例如银行柜台、商场付款终端的指纹传感器)往往不会是同一产品/系统。这可能造成两者指纹图像的差异，而使指纹比对的结果受到影响。当用户在商店指纹输入系统操作时，由于该原因而被系统要求多次重复输入指纹信息时，不仅后面排队的顾客和工作人员(收银员)会出现不耐烦的情绪，而用户本人更是承受很大的心理和精神压力。

最后，由于带有指纹识别的付款终端与指纹数据库服务器的远端设备之间长距离信息传送，难免出现指纹等信息被盗用的安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够克服上述问题的智能卡及智能卡读写器。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种智能卡，其包括：嵌入式微处理器；指纹传感器，用于获取指纹信息；个人信息存储器，用于存储个人信息，所述个人信息包括指纹传感器所获取的指纹信息以及与应用相关的保密信息；指纹算法模块，用于处理指纹信息；短距离无线通讯模块，用于与其它装置进行短距离无线通讯。

优选地，在上述智能卡中，所述嵌入式微处理器用于执行人体指纹信息的实时采集提取、处理与比对；确定指纹比对结果，并决定是否解锁智能卡的信息库和短距离无线传送装置；并且如智能卡被解锁，所述嵌入式微处理器将根据用户选择的指令从个人信息存储器中将选定的数据传送到智能卡本身的短距离无线传送模块。

优选地，在上述智能卡中，所述嵌入式微处理器对无线传送的数据进行加密，并进行对其它模块功能的控制。

优选地，在上述智能卡中，所述与应用相关的保密信息包括银行卡的信息、信用卡的信息、借记卡的信息、保险卡的信息、社保卡的信息、医疗卡的信息、交通卡的信息、驾驶执照的信息、身份证的信息、门禁卡的信息、电子门锁的信息、电脑密码的信息。

优选地，在上述智能卡中，所述嵌入式微处理器对智能卡进行控制以使得指纹传感器所获取的指纹信息不被传输至所述智能卡的外部。

优选地，在上述智能卡中，所述个人信息存储器预先存储了通过指纹传感器获取的指纹信息作为基准指纹信息，并且在智能卡的操作中，通过指纹传感器获取的指纹信息与所述基准指纹信息对比。

优选地，在上述智能卡中，所述智能卡具有休眠模式和解锁模式，并且通过指纹传感器获取的指纹信息与所述基准指纹信息的对比结果来判断是否从休眠模式进入解锁模式。

优选地，在上述智能卡中，所述智能卡具有一定数量的按钮以及与所述按钮相对应的一定数量的指示灯，所述按钮用于进行功能选择，所述指示灯用于对功能选择的结果进行指示。

优选地，在上述智能卡中，所述个人信息存储器中存储的指纹信息是与指纹信息相关的特征数据。

优选地，在上述智能卡中，所述智能卡还包括辅助无线通讯模块，用于与手机通讯并利用手机的操作界面作为智能卡自己的操作界面。

优选地，在上述智能卡中，所述智能卡还包括可充电电池和/或USB接口。

优选地，在上述智能卡中，如果所述智能卡在预定时间内不执行操作或未接收到用户输入，则进入休眠模式，在休眠模式下，智能卡不向外部发送任何信息；同时外部设备也不能通过无线通讯的方式获取智能卡中的信息。

优选地，在上述智能卡中，所述智能卡具有与智能卡主体分离的微型报警器，当智能卡远离用户一定距离后，由用户随身携带但又不与智能卡放在一起的一个微型报警器将提醒用户。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种智能卡读写器，用于与根据本实用新型第一方面所述的智能卡配合来读出智能卡中的信息。

优选地，在上述智能卡读写器中，所述信息是与应用相关的保密信息。

优选地，在上述智能卡读写器中，智能卡读写器可以通过它所配备的通用数据接口(例如RS232，USB等等)与其它电子设备及系统相连。当某一电子设备及系统与智能卡读写器相联后，该电子设备及系统就成为了一个与智能卡兼容的设备，因而也就能接受传输智能卡的信息而成为智能卡的应用系统。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本实用新型有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本实用新型第一实施例的智能卡的示意框图。

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例的智能卡的操作流程。

图3示意性地示出了根据本实用新型第二实施例的智能卡的使用阶段的示意图。

图4示意性地示出了根据本实用新型第三实施例的智能卡的使用阶段的示意图。

图5示意性地示出了根据本实用新型第四实施例的智能卡的外观。

需要说明的是，附图用于说明本实用新型，而非限制本实用新型。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本实用新型的内容进行详细描述。

<第一实施例>

图1示意性地示出了根据本实用新型第一实施例的智能卡的示意框图。如图所示，根据本实用新型第一实施例的智能卡可包括嵌入式微处理器1；指纹传感器4；个人信息存储器2；指纹算法模块5；短距离无线通讯模块6；可充电电池7；和USB接口8。并且，如图所示，根据本实用新型第一实施例的智能卡还可以包括一个辅助无线通讯模块3。

其中，个人信息存储器2可以嵌入嵌入式微处理器1中，也可以处于嵌入式微处理器1外部并与嵌入式微处理器1相连。

个人信息存储器2中存储的信息包括指纹信息及其他个人信息，例如与应用相关的保密信息。具体地说，与应用相关的保密信息包括银行卡的信息、信用卡的信息、借记卡的信息、保险卡的信息、社保卡的信息、医疗卡的信息、交通卡的信息、驾驶执照的信息、身份证的信息、门禁卡的信息、电子门锁的信息、电脑密码的信息。

短距离无线通讯模块所采用的短距离无线通讯例如是NFC。NFC(Near FieldCommunication)是一种新型的定向短距离双向无线通讯技术。它的定向无线通讯距离约为10cm。本实施例中的NFC设计可遵从ISO/IEC 14443无线通讯的国际标准。当然，短距离无线通讯模块所采用的短距离无线通讯还可以是诸如RFID之类的任何合适的通信方式。由此，本实施例中的智能卡与近端设备或远端控制/服务器之间的信息传送都是通过短距离无线传送技术(例如RFID、NFC等)来完成。这将保证没有人或设备可以如此靠近智能卡来截取任何由智能卡传送出的相关信息，从而进一步保证本实用新型的使用安全性。当然用户还可以对传送的双向数据进行加密，这种多重安全保护功能确保了本实用新型的安全、可靠、正确的工作。

下面将详细描述各个模块的功能。

指纹传感器4和指纹算法模块5实际上构成了一个人体识别验证模块。指纹传感器4用于获取指纹信息。指纹算法模块5用于对指纹信息进行处理。当用户在操作时只需将其手指触摸该指纹传感器4，经扫描后获取的用户指纹信息与预先存储在智能卡中的指纹信息进行实时比对。用户的原始登录指纹信息及用户今后的比对指纹信息都是在该同一指纹传感器中采集提取的。

个人信息存储模块2用来存储用户指纹的登录信息。储存于个人信息存储模块2中的指纹信息可以是一串经过特殊指纹图像处理的特征数据信息而并不是指纹图像本身。该指纹特征数据信息是不可逆反的，它并不能再复制成原指纹图像。个人信息存储模块2还用来存储用户所需的个人信息(例如银行卡、信用卡、借记卡、保险卡，汽车钥匙，门房钥匙等)。值得强调的是，在本实用新型的日常应用(民用或商用)中，智能卡的指纹信息是由用户在自己的智能卡中进行登录及比对。该指纹信息只储存在用户自己的智能卡中，而并不储存在其它任何地方。在每次使用智能卡时，用户的指纹信息只是用作为开启智能卡的“钥匙”，用户的指纹特征数据信息并不随其它智能卡信息(如信用卡信息)传输到智能卡应用系统中。这是本实用新型的一个重要特征，它解决了指纹技术在民用或商业应用中的一个重大难题，即如何保护用户的个人隐私信息(如指纹信息)又保护用户及商家的经济利益。本实用新型为身份认证技术(指纹技术)在民用或商业用途中提供了一条广阔的道路。

功能强大的嵌入式处理器(微处理器/DSP)模块1用来执行：人体指纹信息的实时采集提取及处理与比对；确定指纹比对结果，并决定是否解锁智能卡的信息库和开启短距离无线传送装置；如智能卡被解锁，处理器将根据用户选择的指令从信息存储模块中将选定的数据传送到智能卡本身的短距离无线传送模块。如有需要，可以对无线传送的数据进行加密；进行其它模块功能的控制。

有源短距离无线通讯模块6(例如RFID、NFC)。它的主要功能是将智能卡中的指定信息数据传送到应用系统的近端设备中(如机场、银行、医疗等部门的身份核实端口；电子门锁的开启装置；信用卡、借记卡等付款机，如POS机的读出装置等)。由于智能卡是采用国际标准通讯协议(例如NFC ISO/IEC 14443)作为其主要数据通讯模式，现有的近端设备(例如现有的某些交通卡读写器)已具备有与智能卡信息交换的功能。随着短距离无线通讯技术的推广与发展，越来越多的新型近端设备将会采用及配备该技术模块而使该近端设备成为能与智能卡兼容的系统。

辅助无线通讯模块3(如蓝牙、Wifi等)。当智能卡单独使用时，该辅助无线通信模块将不起任何作用。为了方便用户携带及进一步缩小体积，智能卡本身只带有为数不多的操作键和LED而不配备多功能的操作界面。因此当智能卡单独使用，智能卡本身配有的操作键数决定了智能卡实际使用功能的大小。因此智能卡的设计理念是用该辅助无线通信模块与智能手机通讯并利用智能手机的操作界面(显示器和键盘)作为智能卡自己的操作界面，从而极大地扩展了智能卡的使用功能。

可充电电池7是智能卡的供电系统。

USB接口8用于外部数据通信设备与智能卡之间的通讯，也可用作为将来软件的升级和加载。亦可用作电池的充电通道。

需要说明的是，在本实用新型的进一步改进产品中，当将智能卡模块与一台智能手机集成在一起时，可省去辅助无线通讯模块3、可充电电池7和USB接口8。这些部件就可以与手机现有的部件共享。

本实用新型的便携式的微型电子组件(智能卡)可以和一个微型的双向数据近端接收和发送器(简称智能卡读写器)配合使用。智能卡中集成了人体识别(如指纹识别)，信息存储，与手机的通讯联络的无线传输技术和短距离双向数据读取的无线传输技术等功能，从而提供一个非常安全的个人信息存储和个人信息传输的方法。

并且，本实用新型的另一实施例还包括相关配套的网络技术/服务器组及相应的应用软件组成的智能卡数据信息处理系统。该系统可以处理从多个远程数据端口收发到的智能卡用户信息，用来实现用户/系统预先设定的多种服务。

图1所示的智能卡可以储存并且甚至可以取代身份卡(由指纹辨认的ID卡，出入境口岸快速可靠的身份辨认卡)、社保卡、医疗卡、银行卡(多个银行账号、支票现金存取、借记卡等)、信用卡(VISA、MASTER、银联卡等)、保险卡、门禁卡、交通卡和各种会员卡(统称功能卡)等等。它还可以储存及取代几乎包含个人随身携带的所有各式各样的功能卡和数码钥匙。

实际上，在日常生活中，人们每天必须在口袋或皮包中携带许多个人必备的物品，如钥匙圈(家门钥匙、汽车钥匙、办公室钥匙等)、钱包(现金、银行卡、信用卡、借记卡、保险卡、社保卡、医疗卡、交通卡、驾驶执照及身份证等)以及手机电话。这些物品对每个人都十分重要，又必须随身携带。这不仅使自己的口袋越来越膨胀，也给自己添加不少麻烦，更重要的是很不安全(自己不小心丢失或被偷盗)。一旦这些物品被人盗用，将对用户造成巨大的经济和精神损失，同样给银行、信用卡公司、社保局亦带来巨大经济损失。

鉴于上述问题，图1所示的微型便携式的微电子器件(智能卡)可用来取代上述大部分的个人物品，而且在任何时候都可以可靠、方便又安全地使用它。

更具体地说，本实用新型中的智能卡可以单独使用，也可以将其作为一个附件与手机联合使用。当它单独使用时可以方便地挂在钥匙圈上。当它与手机相联使用时，可以通过特别设计的手机套而与手机合成一体。

当智能卡与手机联合使用，手机的键盘与显示器就成为智能卡的用户界面，从而扩展了智能卡操作使用功能。有些功能还可以通过智能卡/智能手机的联合使用，实时从远距离将指定信息传送到另一台智能卡/手机中来实现相应的操作。实际上，为了扩展智能卡的功能，最佳方案是将智能卡与一台智能手机组合在一起使用。智能卡通过其配备的辅助无线通讯模块(例如蓝牙，Wifi)与手机相联，利用手机面板上的键盘和显示器作为本智能卡的操作界面。这将大大扩展智能卡的使用范围及功能。根据这一基本理念，本实用新型的智能卡可以作为一个插件式模块与一台手机通过无线联接而组合应用。即本智能卡与手机的组合模式。智能手机与本智能卡通讯的特别软件是一个属于该手机的应用软件，仅用来启动/控制智能卡的用户操作界面及对智能卡的功能进行选择及显示，与智能卡中个人信息的存储与读取均无关系，从而确保智能卡的全部特性和个人信息的绝对安全。使用智能卡后，人们可以放心地将原来每天必须携带的钥匙，身份证，信用卡，银行卡，支票簿，借记卡，保险卡，医疗卡，交通卡和会员卡等都可留在家里，出门时只需携带将上述这些功能卡信息都已存储的智能卡及一台已与智能卡组合并相联接的手机(手机已成为目前人们生活中不可缺少的必备物品)，从而使人们的生活进入一个更方便，更安全的崭新世界。

并且，在一个优选示例中，本实施例中的智能卡可以是一个便携式的微型电子组件，其尺寸不到普通信用卡的一半大小，其厚度相当于一台超薄型手机(约5mm)。本示例中的智能卡采用微电子高科技的方法，可以把人们日常使用的功能卡都集中并保存在一个微小的电路模块里，并由人们自己的指纹替代密码来控制。智能卡可以单独使用，实际应用中也可以将智能卡作为一个附件与手机联合使用。智能卡模块还可以组装到手机中使其成为一台具有智能卡功能的智能手机，既灵巧、方便又安全可靠，使用方便。而且，即使智能卡丢失或被偷盗，他人亦无法使用，无法获取卡上的任何个人信息。

并且，在另一个优选示例中，本实施例还提供一个智能卡读写器，该智能卡读写器也是一个微型的电子组件。智能卡读写器实际上也是一个短距离双向无线数据收发器(例如RFID，NFC)。智能卡读写器可以通过它所配备的通用数据接口(例如RS232，USB等等)与其它电子设备及系统相连。智能卡读写器的主要功能是接收和发送从智能卡中送出的数据信息来执行及完成指定任务。例如当智能卡读写器与信用卡刷卡器设备(POS)相联，智能卡就可以将其储存的某一信用卡信息传输到刷卡器设备中以达到用信用卡付款的目的。同样的例子还有银行卡、医疗卡的远程结算服务系统及汽车、房门的近端控制器的控制指令传递。

智能卡与近端设备或远端控制/服务器之间的数据信息通讯可以由智能卡读写器作为联接接口来完成。当某一近端设备(例如信用卡刷卡器，POS终端，电子门锁等)与智能卡读写器相连接，该近端设备就成为了一个与智能卡兼容的设备，因而也就能接受传输智能卡的信息而成为智能卡的应用系统。因此任何现有的近端设备只要配备有智能卡读写器，智能卡的功能就可以推广应用到该系统中去。

并且，在再一个优选示例中，本实用新型还涉及一种智能卡系统中的远端控制/服务器的应用。与智能卡兼容的近端设备与远端控制/网络服务器的组合可以使智能卡的应用场合扩展到具有广阔前景的发展平台。

由此可见，本实用新型第一实施例的智能卡至少具有如下优点：

1.由于识别人体特征的指纹信息是由用户自己预先(在智能卡使用前的准备期)登记到属于用户本人的智能卡的个人信息存储器中，当用户使用智能卡进行上述任何目的操作时，仍在相同的智能卡上进行指纹的扫描和比对，这就解决了大多数用户不愿将属于个人隐私的指纹信息交给不属于自己控制的远方服务器(指纹库)。还有，通过嵌入式微处理器对智能卡(其中的通信模块)进行控制，以使得指纹传感器所获取的指纹信息不被传输至所述智能卡的外部。

2.用户指纹信息的存储和比对的两次扫描都是在用户自己的智能卡上用同一指纹传感器进行，因此大大提高了指纹取样和比对的可靠性，亦缩短了指纹比对时间。这就解决了长期以来指纹认证在商业应用中的一些关键问题，为人体指纹认证的广泛应用创造了条件。

3.一旦用户的智能卡被丢失或被偷盗，由于需要用指纹解锁，所以除了所有者本人之外，没有人可以开启这智能卡，也即没有人可以用任何方式获取预先存储在智能卡中的个人信息，包括用户的指纹信息。他人亦无法使用本智能卡进行任何操作，因此智能卡具有极高的安全性能和个人信息保护作用。

4.本实用新型采用了近距离双向无线数据的传送技术(例如NFC)，任何隐藏的信息偷盗装置(如skimmer)和个人都无法在这么近的距离内靠近用户而盗取用户的信息，进一步达到安全保护目的。

5.本智能卡通常总是处在休眠(关闭)状态，只有在用户用手指触摸装在智能卡上的小型指纹传感器并经指纹比对确认正确后立即进入解锁(工作)状态，同时开启近距离双向无线传输器。智能卡的解锁时间可由用户自己设置(例如1分钟)。在这样短暂的工作时间中，智能卡可以将相关信息传送到与智能卡读写器相连的系统中。在完成用户指定的任务后，智能卡又会自动回到关闭状态。

6.为了安全考虑及进一步确认持卡人确实是智能卡拥有者本人，智能卡的实际应用中可增加如下步骤：银行柜台服务员、商场营业员可要求用户再一次将智能卡靠近智能卡读写器，通过复位指令使用户的智能卡复位到指纹输入的原始状态，并要求用户当面再次用其手指来启动智能卡，以进一步确认用户的持卡人身份，达到多重安全保护目的(这与目前使用信用卡时，营业员往往要求用户出示ID卡一样)。

总之，本实用新型采用“本地”(即智能卡本身)实现指纹信息的登录存储和比对，从而解决了现有指纹应用中存在的系统误差技术问题及人们对自己隐私保护的顾虑。本实用新型能使指纹技术更容易被人们所接受并在商业领域中获得实际的应用。并且，本实用新型形成的开发平台还可以和多种电子产品进行进一步的组合或集成，配上不同的应用程序，替代现有传统形式的信用卡，现金卡，交通卡，医疗保健卡，身份证，门禁卡，钥匙、票据，计算机密码输入等等。本实用新型中的智能卡可以正确无误的确认谁是真正的智能卡持有人本人(客观判定)，而不是像用传统方法靠照片(如身份证)来估计谁可能是持卡人(主观判定)。

本实施例的智能卡可供用户随身携带并经常使用。该智能卡平时总是处于休眠(关闭)状态，只有当用户需要使用本智能卡完成指定任务时，用户只要将手指触摸装在该智能卡表面的小型指纹传感器，用户的指纹信息立即会与预先存储在智能卡信息存储模块中的指纹进行比对。经指纹算法比对程序确认无误后，本智能卡将自动解锁，用户就可以用该智能卡进行用户所需的操作。智能卡的解锁时间可由用户预先设定(例如1分钟)。在解锁期间内，用户可将预先存储在信息存储模块中某一个人信息取出，送到同时被开启的短距离无线传送模块(例如RFID，NFC)中，然后与装有智能卡读写器的近端设备(例如电子门锁，POS付款机)或远端控制/服务器进行数据信息传递，以实现用户指定的任务(例如身份核实、开门、信用卡或借记卡付款、银行账户存取等)。当用户在设定解锁时间内完成其指定任务后，智能卡又自动进入休眠(关闭)状态。即使本智能卡被遗失或偷盗，他人亦无法进行智能卡解锁并进入工作状态，截取其中的任何信息。因此智能卡是一个相当安全可靠的个人信息保护装置。

<第二实施例>

下面将在第二实施例中简单介绍图1所示的智能卡的使用及操作流程的一个具体示例。图2示意性地示出了根据本实用新型实施例的智能卡的操作流程。

如图2所示，根据本实用新型实施例的智能卡的操作流程主要包括如下步骤：

前期准备工作，其中在智能卡使用前，用户必须将一些个人信息登录到智能卡的信息存储器中。前期准备工作包括注册步骤S1和个人信息输入步骤S2。

注册步骤S1：注册登录用户的指纹信息，由此用户只要将手指(可存储多个手指指纹信息)分别触摸小型指纹传感器，其指纹特征信息将分别自动送入相应的指纹存储器中。优选地，为了提高操作的可靠性，用户可同时登录多个手指指纹信息。

个人信息输入步骤S2，输入用户的个人信息到个人信息存储器中，即登录用户日常需要使用的智能卡的种类(例如门锁、信用卡、借记卡、银行账号、医疗卡…)以及每种使用的实际编号(如信用卡#1-VISA，信用卡#2-银联，信用卡#3-MASTER，…)以便实际使用智能卡时方便又迅速地进入相关的信息存储器，并将其信息传送到短距离无线传输模块端口，来完成指定的操作任务。当这两项信息输入工作完成后，即使用前的准备工作已结束，用户可随身携带并方便地使用本智能卡。

也就是说，在使用前的准备工作中，个人信息存储器预先存储了通过指纹传感器获取的指纹信息作为基准指纹信息。此后，在使用阶段，即在智能卡的操作中，就通过指纹传感器获取的指纹信息与所述基准指纹信息对比。

以上的前期准备工作可以由用户自己在手机(通过蓝牙通讯)或电脑(通过蓝牙通讯或USB接口)上完成。也可以去智能卡服务/供应商的指定商店由服务员帮助完成。

前期准备工作之后是激活步骤S3。用户在智能卡上的指纹登录需要经过服务/供应商(如智能卡服务商)“激活”才能有效工作。用户的再次指纹登录(增加新指纹)需经过一段“冷静期”后才能“激活”并有效工作。该“冷静期”的长短视情况决定。如用户本人去智能卡服务/供应商处当面办理，新指纹可被立即“激活”并有效工作。远程办理的“冷静期”可能会多达至7天甚至更长的时间才能有效。这个措施是为了保护及避免用户的智能卡被偷盗或用户在被非法强迫下将偷盗者的指纹登录到智能卡的指纹库中，偷盗者的新指纹在“冷静期”内仍无法使用本智能卡。当然，“冷静期”的采用是优选的，在某些应用情况下，可以不采用“冷静期”而直接激活。

激活步骤S3之后则可以进入具体使用阶段S4。

以下将以在超市或商场完成付款为具体示例情况来描述根据本实用新型实施例的智能卡的使用阶段。图3示意性地示出了根据本实用新型实施例的智能卡的使用阶段的示意图。

如图3所示，当用户进入超市或商场的排队付款阶段时，用户可以先用手指触摸手机M中的智能卡MT上的小型指纹传感器，经指纹比对合格后，手机M中的智能卡MT将自动由休眠(关闭)状态ST1进入解锁/工作状态ST2，其中解锁/工作状态的时间可由用户预先设定，例如1分钟。在本实施例中，采用了附加至手机M中的智能卡MT。

随后进行选择付款方式及付款状态ST3。

在选择付款方式及付款状态ST3中，首先选用付款方式(如信用卡、借记卡、银行支票账户等)。智能卡能自动进入用户优先选择的付款方式(如信用卡#1)。如用优先选择的付款方式，那用户就不必进行任何其他操作而完成付款前的准备工作。当然用户也可以自行选择智能卡中的任合一种付款方式(如某银行的支票账户)进行付款。

在选择付款方式及付款状态ST3中，当轮到用户付款时，用户只需将智能卡靠近到配有智能卡读写器的付款终端T(POS机)，就如同使用普通信用卡的“刷卡”过程一样，完成了一次付款任务。用户在完成一次付款后，智能卡能立即自动关闭或在用户预先设定的时间内自动关闭(例如1分钟)。

在本实施例中，用户使用的智能卡与一台智能手机M组合在一起，因此用户可能在其手机上或用户的电子邮件中，收到本次物品销售的收据，也能收到由生产商通过付款处理服务器SER发来的“下次购物优惠券”(ST4)。

优选地，为了进一步安全保护的需要，收银员可通过其付款终端T(POS机)发出一个复位指令，让用户的智能卡复位到指纹输入的原始状态，然后要求用户当面用手指触摸其指纹传感器，让智能卡再次解锁，以进一步确认用户的持卡人身份(就好像使用普通信用卡、支票时，收银员要求查看用户的ID卡一样)。

<第三实施例>

下面将在第三实施例中简单介绍图1所示的智能卡的使用及操作流程的一个具体示例。第三实施例与第二实施例的不同之处在于最后使用阶段，因此本实施例将省略相同步骤的描述。第三实施例将利用以智能卡开启电子门锁的情况作为具体示例来描述智能卡的使用阶段。图4示意性地示出了根据本实用新型第三实施例的智能卡的使用阶段的示意图。

当用户回家，或进入办公室，或要开启汽车电子门锁的时候，智能卡MT可以方便地完成这些功能。其操作过程相当简单。

如图4所示，用户首先用手指触摸智能卡MT上的小型指纹传感器，经指纹比对合格后，智能卡MT将立即由休眠(关闭)状态ST11进入指纹解锁状态ST22(解锁时间可由用户预先设定，例如1分钟)。

随后进入选择开锁并选用相应电子锁的提示ST33，期间，可选择开锁任务并选用相应电子锁的提示/代号(如1：自家房门，2：汽车门…)，将智能卡MT紧靠配有智能卡读写器的电子锁，当智能卡MT输出的解码信息与该电子锁编码相符合时，该电子锁就会立即被开启。

当电子门锁开启任务完成后，智能卡MT能在用户自己设定的时间内自动回到关闭状态。或者，如果智能卡MT在预定时间内不执行操作或未接收到用户输入，则进入休眠模式，在休眠模式下，智能卡MT不向外部发送任何信息。

用户还可以帮助其在远方(远程)的亲戚/朋友打开相应的电子门锁。其亲戚/朋友只需将开启该电子门锁的解码信息以短信或电子邮件的形式传给该用户(送出的解码信息可以是单次有效的，也可以是多次有效的，也可以是有时间限制的)，经过该用户将收到的解码信息输入到他本人的智能卡中，该用户就可以用如上所述的操作过程，帮助开启该电子门锁。当用户的智能卡与一台智能手机组合在一起使用时，该操作过程会更简单。

<第四实施例>

本实施例提供的智能卡是一个非常小型的微电子组件，用户可以方便地每天随声携带。为了保证智能卡的简单小巧，本实施例的智能卡产品在设计中将不考虑为其配备具有多功能的用户界面(例如显示器和键盘)。本实施例提供的智能卡上只安装有有限个键钮开关及LED显示灯(例如三个键钮开关K1、K2、K3以及分别与三个键钮开关相对应以指示按钮键状态的三个LED显示灯L1、L2、L3，如图5所示)，但不配备有显示器。图5示意性地示出了根据本实用新型第四实施例的智能卡的外观。

当智能卡独立使用时，用户只能用智能卡来完成有限，简单的预先设定的功能。例如，按钮键K1代表信用卡#1，按钮键K2代表信用卡#2，按钮键K3代表借记卡，按钮键K1、K2同时按下代表房门电子锁，按钮键K2、K3同时按下代表汽车电子锁等。并且，例如，当相应的钮键被按下时，与其对应的LED显示灯被点亮发光。

当然如有必要，在其它实施例的智能卡产品设计中也可以增加相应的用户界面功能(例如增加触屏显示器)。

总之，在本实用新型中，将人们日常生活所必需随身携带的物品及信息如各种实物功能卡(如信用卡，银行卡，社保卡、医疗卡等)和数码钥匙(如门禁卡，电子门锁，电脑密码等)储存到一个便携式的微电子组件中，从而实现利用一个智能微电子卡(智能卡)代替用户各种实物功能卡和数码钥匙。

并且，在本实用新型中，储存于上述智能微电子卡(智能卡)中的信息又是由用户用自己的生物特征信息(如指纹信息)来加以保护的。

而且，在本实用新型中，为确保个人信息传输的隐秘性，智能卡的信息传输模块采用了先进的有源短距离(约10CM)无线通讯技术(如NFC)。

此外，在本实用新型中，智能卡读写器可以通过它所配备的通用数据接口(例如RS232，USB等等)方便地与现有的电子终端设备及系统相连，而使该电子终端设备及系统成为能与智能卡兼容的服务系统。

另外，在本实用新型中，智能卡可以单独使用，亦可以将其作为一个附件与智能手机组合应用并扩大智能卡功能的设计思想。

最后，在本实用新型中，将智能卡或具有智能卡功能的微电子组件集成和组装到一台手机中成为一台带智能卡功能的新型智能手机的设计思想。

本实用新型对推广人体识别认证技术(如指纹技术)在民用或商业应用中的贡献有：

1.在日常应用及商业行为中，首次提出并实现将用户的指纹登录过程和在实际应用中的指纹比对过程在同一指纹传感器上(即智能卡本身的指纹传感器)进行而不必通过任何第三方指纹传感器。因为在同一系统中工作(硬件/软件都相同)，这样的比对过程会大大减少人体识别认证技术中广泛存在的拒真率(False Rejection Ratio)及认假率(False AcceptanceRatio)。

2.用户的所有指纹信息都是储存在本地的存储器中(即储存在智能卡中)而不是储存到远程的公共指纹库中(如智能卡服务商的指纹库服务器中)。而用户本人就是该智能卡的持有人及保护人。这将大大减少人们因对个人隐私保护而不愿意在民用或商业用途中采用指纹技术的顾虑。

3.用户的指纹信息仅用于作为开启智能卡的”钥匙”而不参与智能卡的信息交流，从而减少用户指纹信息泄漏的可能性。

4.用户在智能卡上的指纹登录需要经过服务/供应商(如智能卡服务商)“激活”才能有效工作。用户的再次指纹登录(增加新指纹)需经过一段“冷静期”后才能“激活”并有效工作。这个个步骤更增加了智能卡的保密性。

此外，本实用新型采用短时间解锁并使智能卡立即进入工作状态设计，保证智能卡平时总是处于关闭状态而其信息传输模块中不保存任何信息。这与目前大部分无源通讯实物功能卡始终处于开放/工作状态是一个极大的区别，该设计概念属于本实用新型的保护范围。所述智能卡或/和手机组合后具有直接支付功能或实现第三方支付功能。该设计概念属于本实用新型的保护范围。

对于智能卡的远程使用，例如，智能卡用户甲可以将与应用相关的个人信息，例如开启某电子门锁信息，以短信或电子邮件的形式传给智能卡用户乙(送出的解码信息可以是单次有效的，也可以是多次有效的，也可以是有时间限制的)，用户乙将收到的解码信息输入到他本人的智能卡中，用户乙就可以用用户乙的智能卡帮助开启该电子门锁。当使用智能卡操作时，如指纹连续输入5次失败时(次数可由用户在使用前的准备期内自行设置)，即本智能卡可能已被未授权的人在使用，智能卡会自动立即“长期”关闭。用户只能通过手机、电邮或亲自去智能卡服务/供应商处当面办理解除智能卡“长期”关闭的保护状态。

本实用新型还可具有智能卡被丢失或被偷盗时的报警功能，即当智能卡远离用户一定距离后(如一公尺以上时)，由用户随身携带但又不与智能卡放在一起的(例如挂在脖子上，带在手臂上)一个微型报警器将鸣响并闪亮指示灯以提醒用户：智能卡可能丢失，遗忘在付款处或被偷盗，该设计为用户选用，但该设计概念属于本实用新型的保护范围。

总之，本实用新型的智能卡是一种真正意义上的身份认证证件。它可以正确无误的确认谁是真正的智能卡持有人本人(客观判定)，而不是像用传统方法靠照片(如身份证)来估计谁可能是持卡人(主观判定)。

并且，本实用新型也为身份认证技术在特殊场合的应用中(例如重要机关/设施的自动门禁系统，机场的快速身份验证系统)提供了一种安全快速可靠的解决方法。当用户需要使用这些特权服务时，用户会被告知一定要将用户的身份认证信息(如指纹信息)预先登录/输入到系统的控制服务器中。在这样的应用场合中，用户可以将智能卡中自己的指纹特征数据信息加上自己的智能卡卡号预先通过智能卡短距离无线通讯模块传送到控制系统的服务器中。然后其使用过程对用户来说是同样方便及简单：用指纹开启智能卡，用智能卡启动自动门禁系统。所不同的是智能卡的输出信息，这时智能卡的输出信息中将包括(但不局限于)用户的智能卡卡号及用户当时的指纹特征数据信息。智能卡的卡号可以作为索引快速地指向在系统控制服务器中的用户指纹信息储存地址。当用户当时的指纹特征数据信息与门禁控制服务器中储存的用户指纹信息对比成功后，该门禁系统就会开启。就是在这一特殊的应用中，由于指纹的登录及比对还是在同一个指纹传感器上进行，这将会大大地提高该系统判别的可靠性，减少错判误判的可能性。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种智能卡，其特征在于包括：

嵌入式微处理器；

指纹传感器，用于获取指纹信息；

个人信息存储器，用于存储个人信息，所述个人信息包括指纹传感器所获取的指纹信息以及与应用相关的保密信息；

指纹算法模块，用于处理指纹信息；

短距离无线通讯模块，用于与其它装置进行短距离无线通讯。

2.根据权利要求1所述的智能卡，其特征在于，所述嵌入式微处理器用于执行人体指纹信息的实时采集提取、处理与比对；确定指纹比对结果，并决定是否解锁智能卡的信息库和开启短距离无线传送装置；并且如智能卡被解锁，所述嵌入式微处理器将根据用户选择的指令从个人信息存储器中将选定的数据传送到智能卡本身的短距离无线传送模块。

3.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述嵌入式微处理器对无线传送的数据进行加密，并进行对其它模块功能的控制。

4.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述嵌入式微处理器对智能卡进行控制以使得指纹传感器所获取的指纹信息不被传输至所述智能卡的外部。

5.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述个人信息存储器预先存储了通过指纹传感器获取的指纹信息作为基准指纹信息，并且在智能卡的操作中，通过指纹传感器获取的指纹信息与所述基准指纹信息对比。

6.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡具有一定数量的按钮以及与所述按钮相对应的一定数量的指示灯，所述按钮用于进行功能选择，所述指示灯用于对功能选择的结果进行指示。

7.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述个人信息存储器中存储的指纹信息是与指纹信息相关的特征数据。

8.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包括辅助无线通讯模块，用于与手机通讯并利用手机的操作界面作为智能卡自己的操作界面。

9.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡还包括可充电电池和/或USB接口。

10.根据权利要求1或2所述的智能卡，其特征在于，所述智能卡具有与智能卡主体分离的微型报警器，当智能卡远离用户一定距离后，所述微型报警器将提醒用户。

11.一种智能卡读写器，用于与根据权利要求1至10之一所述的智能卡配合来读出智能卡中 的信息。

12.根据权利要求11所述的智能卡读写器，其特征在于，所述智能卡读写器能对所述智能卡进行信息交流/交换。 

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