CN203070333U - 一种智能卡卡套 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能卡卡套，包括：卡套外壳，在该卡套外壳上设有用于连接智能卡(1)的智能卡卡槽(2)，所述智能卡(1)是指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，在该卡套外壳内设有与智能卡卡槽(2)连接的电路模块(3)，电路模块(3)根据触发信号使电路模块开启并完成与智能卡(1)及手机RF-SIM卡的通讯。所述触发信号可由触发簧片(5)提供，或由手动按钮(4)提供，或由信号检测模块提供。本实用新型所述的智能卡卡套，结构简单，使用方便，使符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，具备了有源和无源、高频和低频射频信号互联互通的功能，系统兼容性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频射频信号和低频射频信号的转换装置(即高频和低频射频信号的转换装置)，具体说是一种智能卡卡套。尤指用于使符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡能在高频和低频射频信号间转发数据的智能卡卡套。
背景技术
随着物联网的大力发展，无线射频技术突飞猛进。各种物联网的应用层出不穷，包括有源信号，无源信号；射频频率从30K、13.56MHz到5.8G。手机因为具备显示功能、按键输入功能、网络功能和智能卡STK功能，并且普及度非常广，用于物联网和支付有着天然的优势。现有一些针对手机支付和物联网的射频装置也开始在手机上使用，有13.56MHz的通信方案，也有2.4G的高频方案。
这些不同的通信方案各有其优势和局限性。
采用13.56MHz频率通信的IC卡和其他产品已经在银行支付、城市一卡通、门禁等各领域占据了主导地位，形成了比较完善的各种技术标准和应用规范。各个应用场所基本上都布置好了相应的读卡器和终端。比如非接触式CPU卡就是采用13.56MHz频率通信，而且可用无源方式工作。但采用13.56MHz频率通信很难满足在手机支付和物联网上的应用，因为在这个频段的通信很难穿透手机，而且只能作近距离通信。除非定制手机，否则这个频段很难应用于手机支付领域。即使定制了手机，也无法满足物联网对通信距离和通信速度的要求。
而类似于2.4G的这样的高频很容易穿透手机，比较适合作手机支付和物联网应用。现在已经有一些称为RF-SIM卡的手机SIM卡就是采用2.4G的这样的高频，用于手机支付。但是由于是一个全新的产品，现有各领域的读卡器或终端设备均与其不兼容，而且也不符合现有银行支付的规范，很难规模化的推广。同时也由于功耗的原因，只能采用有源方式工作，经常要充电或者更换电池，给使用者带来不便。
采用这两种通信频段在应用中的产品，在原理上利用了各自的优点，也同样也无法避免各自的缺陷。
为了解决现有技术方案的不足，现有的技术方案之一给出了一种多频段的信号收发装置，以解决有源和无源、高频和低频射频信号互联互通的问题，期望从根本上解决二者兼容性的问题，实现不同频段的射频信号之间相互通信。参见图1所示，整个装置主要包括：功能模块100及电源模块200，功能模块100内设有一个低功耗的主控芯片101、一个13.56MHz的双界面智能卡芯片(13.56MHz射频芯片)102、一个2.4G的高频射频芯片103以及射频芯片电源控制模块104，电源模块200内设有电池202及电源管理模块201。这个装置里内置的双界面智能卡芯片102，可以实现一张智能卡所具备的功能和安全特性，同时它还可在主控芯片101的协调下，通过高频射频芯片103与设有RF-SIM卡的手机交换数据，以实现手机支付的各项功能。因此，可以认为此装置实质上是一个同时具备高频和低频射频通信功能的有源智能卡。其中的电源模块200可以采用超薄电池，如此一来很容易将此装置做成一张通常银行卡的尺寸和外观。
图1所示的这个装置完全可以满足手机支付与现有读卡环境的兼容问题，但以前曾经发行的智能卡(所述曾经发行的智能卡是指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡)却无法应用于手机支付领域，缺少相应的解决方案。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种智能卡卡套，目的在于使得符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡也具备有源和无源、高频和低频射频信号互联互通的功能，甚至在系统上做到兼容。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种智能卡卡套，其特征在于，包括：卡套外壳，在该卡套外壳上设有用于连接智能卡1的智能卡卡槽2，所述智能卡1是指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，
在该卡套外壳内设有与智能卡卡槽2连接的电路模块3，
电路模块3根据触发信号使电路模块开启并完成与智能卡1及手机RF-SIM卡的通讯。
在上述技术方案的基础上，在智能卡卡槽内设有一个触发簧片5，当智能卡1插入到智能卡卡槽2内时，通过该触发簧片5向电路模块3提供一个电路模块开启的触发信号。
在上述技术方案的基础上，卡套外壳上设有一个手动按钮4，当按动该手动按钮4时，手动按钮4向电路模块3提供一个电路模块开启的触发信号。
在上述技术方案的基础上，卡套外壳内设有信号检测模块，
信号检测模块通过智能卡卡槽2内的ANT触点，与双界面卡上的任意一个与感应天线连接的触点连接，
该信号检测模块接收感应天线和地之间形成的正弦波电信号，并将其转变为方波信号，将该方波信号作为电路模块开启的触发信号提供给电路模块3。
在上述技术方案的基础上，智能卡卡槽内2设有符合接触式智能卡7816接口规范的5个标准连接触点，分别是电源触点VCC、时钟触点CLK、复位触点RST、输入输出触点IO、接地触点GND。
在上述技术方案的基础上，所述电路模块3包括：
用于与手机中的RF-SIM卡通讯的通讯模块100，通讯模块100具有一按ISO/IEC 7816协议与智能卡通讯的7816接口，以及至少一个接收电路模块开启触发信号的IO接口，电源模块200为通讯模块100提供电力，
所述通讯模块100包括：
低功耗的主控芯片101，其为通讯模块100的控制核心，负责数据的处理和收发，
高频射频芯片103，主控芯片101通过高频射频芯片103与手机中的RF-SIM卡交换数据，
射频芯片电源控制模块104，主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制高频射频芯片103的电力的通断，
电源模块200包括电池单元202和对电池单元202进行管理的电源管理模块201。
在上述技术方案的基础上，所述低功耗的主控芯片101为MSP430系列中任意一款单片机。
在上述技术方案的基础上，所述高频射频芯片103为具备2.4G频率通信能力的高频射频芯片。
在上述技术方案的基础上，射频芯片电源控制模块104的控制接口和主控芯片101的一个IO口相连，射频芯片电源控制模块104通过电路和高频射频芯片103的电源引脚线相连，主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制高频射频芯片103的供电。
本实用新型所述的智能卡卡套，结构简单，使用方便，使符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，具备了有源和无源、高频和低频射频信号互联互通的功能，系统兼容性好。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1现有的有源和无源、高频和低频射频信号互联互通解决方案示意图，
图2本实用新型的结构示意图，
图3信号检测模块的实施例示意图，
图4电路模块的实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图2所示，本实用新型所述的智能卡卡套，包括：
卡套外壳，在该卡套外壳上设有用于连接智能卡1的智能卡卡槽2，所述智能卡1是指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，双界面卡指的是同时具备接触式接口和非接触式接口的智能卡，双界面卡内置有感应天线，
在该卡套外壳内设有与智能卡卡槽2连接的电路模块3，
电路模块3根据触发信号使电路模块开启并完成与智能卡1及手机RF-SIM卡的通讯。
触发信号的提供有多种方案，详见下述。
在上述技术方案的基础上，如图2所示，在智能卡卡槽内设有一个触发簧片5，当智能卡1插入到智能卡卡槽2内时，通过该触发簧片5向电路模块3提供一个电路模块开启的触发信号。此种触发信号方案接触式CPU卡和双界面卡均适用。
在上述技术方案的基础上，卡套外壳上设有一个手动按钮4，当按动该手动按钮4时，手动按钮4向电路模块3提供一个电路模块开启的触发信号。此种手动触发信号方案接触式CPU卡和双界面卡均适用。
在上述技术方案的基础上，如图2、3所示，卡套外壳内设有信号检测模块，
信号检测模块通过智能卡卡槽2内的ANT触点，与双界面卡上的任意一个与感应天线连接的触点连接，
该信号检测模块接收感应天线和地之间形成的正弦波电信号，并将其转变为方波信号，将该方波信号作为电路模块开启的触发信号提供给电路模块3。此种自动触发信号方案双界面卡适用。
由于双界面卡的接触点除了5个点用于7816接口外，还有2个点连接到了双界面卡内的感应天线，当双界面卡进入感应区域内，这2个点上会对地形成一个幅度明显的正弦波电信号，在任意一个接触点和地之间连接一个信号检测模块可以将这个正弦波信号转变为方波信号，将方波信号用于触发电路模块3(具体说是触发电路模块3内的通讯模块100，详见后述)从低功耗的非工作模式进入工作模式，可以实现把双界面卡刷卡所产生的结果实时传递给手机内的RF-SIM卡。这个信号检测模块的实现方式可参见图3所示，其是一种电子行业通用的实现方式，也可采用其它更方便用户使用的实现方式，图3仅为可选择的实施例之一。如图3所示，左边表示双界面卡的天线感应到的13.56mhz正弦波信号，右边表示的是信号检测模块的一种实现方式，它的输入是13.56mhz正弦波信号，而输出成了方波信号，这个输出即可作为电路模块开启的触发信号。
在上述技术方案的基础上，智能卡卡槽内2设有符合接触式智能卡7816接口规范的5个标准连接触点，分别是电源触点VCC、时钟触点CLK、复位触点RST、输入输出触点IO、接地触点GND。
接触式CPU卡或双界面卡均可通过所述5个标准连接触点连接到电路模块。
在上述技术方案的基础上，如图4所示，所述电路模块3包括：
用于与手机中的RF-SIM卡通讯的通讯模块100，通讯模块100具有一按ISO/IEC 7816协议与智能卡通讯的7816接口，以及至少一个接收电路模块开启触发信号的IO接口，电源模块200为通讯模块100提供电力，
所述通讯模块100包括：
低功耗的主控芯片101，其为通讯模块100的控制核心，负责数据的处理和收发，
高频射频芯片103，主控芯片101通过高频射频芯片103与手机中的RF-SIM卡交换数据，采用2.4G的通信频率，
射频芯片电源控制模块104，主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制高频射频芯片103的电力的通断，
电源模块200包括电池单元202和对电池单元202进行管理的电源管理模块201。
本实用新型所述的智能卡卡套，平常处于超低功耗的待机状态，或者关机状态。当接收到电路模块开启的触发信号后，则进入工作状态，分别通过高频射频芯片103与手机里内置的RF-SIM卡通信，以及通过7816接口与外接的智能卡(指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡)通信。这样这个装置发挥了一个桥接作用，实现手机里内置的RF-SIM卡与智能卡交换数据的功能，实现了传统的接触式智能卡或者双界面智能卡也具备有源和无源、高频和低频射频信号互联互通的功能，甚至在系统上做到兼容。
其中：
通过触发簧片产生的电路模块开启的触发信号，可以在智能卡插入时，及时的开启电路模块；
通过手动按钮产生的电路模块开启的触发信号，可以在有需要时，手动开启电路模块；
通过信号检测模块针对双界面卡向电路模块提供的自动触发信号，可以在每次双界面卡刷卡时，自动开启电路模块。
三个触发信号的产生时间不同，针对的应用场景不同，形成了互补的关系，可以灵活的控制电路模块的开启，在确保节能的情况下，满足使用的需求。
通常情况下，电路模块的主控芯片101处于低功耗的待机模式或者关机状态，电路模块的高频射频芯片103也处于无供电的非工作模式，此时电路模块的通讯模块100处于低功耗状态。当得到一个触发信号时，高频射频芯片103得到供电并处于工作模式。通讯模块100在工作很短的时间后，回到低功耗状态，低功耗状态时整个信号装置的功耗非常低，以现有电子行业的技术，可以做到待机电流低于0.1微安培。
在上述技术方案的基础上，所述低功耗的主控芯片101为MSP430系列中任意一款单片机。
在上述技术方案的基础上，所述高频射频芯片103为具备2.4G频率通信能力的高频射频芯片。例如：可选用nordic公司的NOR24L01，配套有与其适配的天线，例如螺旋型或鞭状天线(本领域的公知技术，此处不再详述)。
在上述技术方案的基础上，射频芯片电源控制模块104由电路和三级管组成(三极管也可由MOS管等其它各类电子元件代替，都是采用现有的公知技术实施)，其电力来自电源模块200。
射频芯片电源控制模块104的控制接口和主控芯片101的一个IO口相连，射频芯片电源控制模块104通过电路和高频射频芯片103的电源引脚线相连，主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制高频射频芯片103是否能取电。射频芯片电源控制模块104也可用于直接控制智能卡的供电。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种智能卡卡套，其特征在于，包括：卡套外壳，在该卡套外壳上设有用于连接智能卡(1)的智能卡卡槽(2)，所述智能卡(1)是指符合ISO/IEC 7816协议的接触式CPU卡或双界面卡，
在该卡套外壳内设有与智能卡卡槽(2)连接的电路模块(3)，
电路模块(3)根据触发信号使电路模块开启并完成与智能卡(1)及手机RF-SIM卡的通讯。
2.如权利要求1所述的智能卡卡套，其特征在于：在智能卡卡槽内设有一个触发簧片(5)，当智能卡(1)插入到智能卡卡槽(2)内时，通过该触发簧片(5)向电路模块(3)提供一个电路模块开启的触发信号。
3.如权利要求1所述的智能卡卡套，其特征在于：卡套外壳上设有一个手动按钮(4)，当按动该手动按钮(4)时，手动按钮(4)向电路模块(3)提供一个电路模块开启的触发信号。
4.如权利要求1所述的智能卡卡套，其特征在于：卡套外壳内设有信号检测模块，
信号检测模块通过智能卡卡槽(2)内的ANT触点，与双界面卡上的任意一个与感应天线连接的触点连接，
该信号检测模块接收感应天线和地之间形成的正弦波电信号，并将其转变为方波信号，将该方波信号作为电路模块开启的触发信号提供给电路模块(3)。
5.如权利要求1或2或3或4所述的智能卡卡套，其特征在于：智能卡卡槽内(2)设有符合接触式智能卡7816接口规范的5个标准连接触点，分别是电源触点VCC、时钟触点CLK、复位触点RST、输入输出触点IO、接地触点GND。
6.如权利要求1或2或3或4所述的智能卡卡套，其特征在于，所述电路模块(3)包括：
用于与手机中的RF-SIM卡通讯的通讯模块(100)，通讯模块(100)具有一按ISO/IEC 7816协议与智能卡通讯的7816接口，以及至少一个接收电路模块开启触发信号的IO接口，电源模块(200)为通讯模块(100)提供电力，
所述通讯模块(100)包括：
低功耗的主控芯片(101)，其为通讯模块(100)的控制核心，负责数据的处理和收发，
高频射频芯片(103)，主控芯片(101)通过高频射频芯片(103)与手机中的RF-SIM卡交换数据，
射频芯片电源控制模块(104)，主控芯片(101)通过射频芯片电源控制模块(104)控制高频射频芯片(103)的电力的通断，
电源模块(200)包括电池单元(202)和对电池单元(202)进行管理的电源管理模块(201)。
7.如权利要求6所述的智能卡卡套，其特征在于：所述低功耗的主控芯片(101)为MSP430系列中任意一款单片机。
8.如权利要求6所述的智能卡卡套，其特征在于：所述高频射频芯片(103)为具备2.4G频率通信能力的高频射频芯片。
9.如权利要求6所述的智能卡卡套，其特征在于：射频芯片电源控制模块(104)的控制接口和主控芯片(101)的一个IO口相连，射频芯片电源控制模块(104)通过电路和高频射频芯片(103)的电源引脚线相连，主控芯片(101)通过射频芯片电源控制模块(104)控制高频射频芯片(103)的供电。
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