CN206258974U - 利用蓝牙通讯实现充值的ic卡和燃气表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及利用蓝牙通讯实现充值的IC卡和燃气表，燃气表内设有IC卡，该IC卡包括蓝牙通讯模块、IC卡芯片、主控模块和加密存储模块，主控模块与蓝牙通讯模块和加密存储模块相连接。在充值时，通过蓝牙的方式进行充值，充值后得到的燃气气量数据存储到加密存储模块中，然后IC卡芯片读取加密存储模块中的燃气气量数据。这种充值方式为间接充值，首先将数据存储到存储模块中，然后从存储模块中读取数据，相较于传统直接充值方式，该间接方式加入了数据存储的过程，当数据存储之后即便出现了一些意外情况，比如IC卡芯片损坏，这些数据仍旧存在，不会丢失，所以，这种间接充值方式的充值安全性较高。

Description

利用蓝牙通讯实现充值的IC卡和燃气表

技术领域

本实用新型涉及利用蓝牙通讯实现充值的IC卡和燃气表，属于IC卡蓝牙充值技术领域。

背景技术

目前智能IC卡燃气表的购气方式主要是：用户持卡到燃气公司营业厅或者银行、超市等燃气代售点购气。这种方式主要有三种缺陷：一是燃气代售点相对固定，并且都有固定的营业时间，用户若需购气，则必须在燃气代售点的营业时间内购买，很不方便；二是用户通过燃气代售点购气后，燃气公司不能立即、全款收到购气额，而是要通过代售点转账，并且要支付一定的手续费；三是燃气公司长期不能获取用户的有效用气信息，数据传输仅靠IC卡来完成，存在一定的滞后现象。普通智能IC卡，用户需在固定的营业时间去售气点购气，对用户而言，有较大的时间局限性；对燃气公司而言，可能长期不能获取用户的有效用气信息，数据传输仅靠IC卡来完成，存在一定的滞后现象。

由于蓝牙无线技术是使用范围最广泛的全球短距离无线标准之一，全新的蓝牙4.0版本将三种蓝牙技术(即传统蓝牙、高速蓝牙、低功耗蓝牙)合三为一。它集成了蓝牙技术在无线连接上的固有优势，同时增加了高速蓝牙和低功耗蓝牙的特点。

授权公开号为CN203644053U的中国专利文件中有一种IC卡，包括智能卡芯片(即IC卡芯片)、蓝牙通讯模块等器件，该IC卡虽然能够通过智能终端进行充值，但是，由于IC卡在充值时，IC卡中将会涉及到与金钱有着直接关联的、充值得到的燃气气量数据，以及一些与状态有关的标记信息等，这些数据需要有具有一定安全等级的存储器进行存储，然后IC卡芯片从该存储器中读取燃气气量数据，实现燃气充值。由于上述专利文件中的IC卡中没有涉及到存储器，就无法存储相关充值信息，智能终端直接就为IC卡芯片进行充值，中间没有经过数据的存储，当出现意外情况时数据较易丢失，所以这种直接充值方式的安全性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，用以解决直接充值方式的安全性不高的问题。本实用新型同时提供一种利用蓝牙通讯实现充值的燃气表。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，包括蓝牙通讯模块和IC卡芯片，还包括主控模块和加密存储模块，所述主控模块与所述蓝牙通讯模块相连接，所述主控模块与所述加密存储模块相连接。

所述IC卡还包括选择开关，所述选择开关包括三个连接端和一个控制端，所述主控模块控制连接所述选择开关的控制端，所述三个连接端分别连接主控模块、IC卡芯片和加密存储模块，在主控模块的控制下实现主控模块与加密存储模块之间的数据通讯或者IC卡芯片与加密存储模块之间的数据通讯。

所述IC卡包括电源模块，所述电源模块输出连接所述主控模块的供电端。

所述IC卡还包括用于检测电源模块输出电压的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

所述电源模块包括电池单元和稳压集成电路，所述电池单元的正极通过第一开关管连接所述稳压集成电路的输入端，所述稳压集成电路的输出端用于输出连接所述主控模块的供电端；所述电池单元的正极与负极之间连接有一条分压支路，所述分压支路上依次串设有第一电阻、第二电阻和按钮开关，所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一开关管的控制极；所述按钮开关与第二开关管并联，所述主控模块控制连接所述第二开关管的控制极。

所述IC卡还包括工作状态指示模块，所述主控模块输出连接所述工作状态指示模块。

一种利用蓝牙通讯实现充值的燃气表，包括IC卡，该IC卡包括蓝牙通讯模块和IC卡芯片，所述IC卡还包括主控模块和加密存储模块，所述主控模块与所述蓝牙通讯模块相连接，所述主控模块与所述加密存储模块相连接。

所述IC卡还包括选择开关，所述选择开关包括三个连接端和一个控制端，所述主控模块控制连接所述选择开关的控制端，所述三个连接端分别连接主控模块、IC卡芯片和加密存储模块，在主控模块的控制下实现主控模块与加密存储模块之间的数据通讯或者IC卡芯片与加密存储模块之间的数据通讯。

所述IC卡包括电源模块以及用于检测电源模块输出电压的电压检测模块，所述电源模块输出连接所述主控模块的供电端，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

所述电源模块包括电池单元和稳压集成电路，所述电池单元的正极通过第一开关管连接所述稳压集成电路的输入端，所述稳压集成电路的输出端用于输出连接所述主控模块的供电端；所述电池单元的正极与负极之间连接有一条分压支路，所述分压支路上依次串设有第一电阻、第二电阻和按钮开关，所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一开关管的控制极；所述按钮开关与第二开关管并联，所述主控模块控制连接所述第二开关管的控制极。

本实用新型提供的IC卡是利用蓝牙通讯实现充值，除了包括蓝牙通讯模块和IC卡芯片之外，还设置有主控模块和加密存储模块，在充值时，利用智能移动终端通过蓝牙的方式进行充值，充值后得到的燃气气量数据存储到加密存储模块中，然后IC卡芯片读取加密存储模块中的燃气气量数据，完成充值。这种充值方式为间接充值，首先将数据存储到存储模块中，然后从存储模块中读取数据。相较于传统直接充值方式，该间接方式加入了数据存储的过程，当数据存储之后即便出现了一些意外情况，比如IC卡芯片损坏或者整个IC卡失电，这些数据仍旧存在于存储模块中而不会丢失，所以，这种间接充值方式的充值安全性较高。

而且，利用加密存储模块能够采用认证或者加密验证等方式进行数据访问，提高数据存储的安全性。

附图说明

图1是IC卡组成结构示意图；

图2是逻辑加密存储芯片、电子开关和IC卡芯片之间的连接图；

图3是电源模块的电路结构图；

图4是电压检测模块的电路图；

图5是蓝牙通讯模块的芯片图；

图6是工作状态指示电路图；

图7是IC卡整体电路结构图；

图8是蓝牙充值的系统框图。

具体实施方式

燃气表实施例

本实施例中的燃气表中置有IC卡，通过对IC卡进行充值实现燃气的使用。其中，该IC卡利用蓝牙通讯的方式实现充值。

如图1所示，该IC卡包括蓝牙通讯模块、IC卡芯片、主控模块和逻辑加密存储模块(简称为加密存储模块)。主控模块与蓝牙通讯模块相连接，实现数据的交互。其中，主控模块可为单片机，利用时钟电路、上电复位电路和程序下载电路等外围电路构成单片机的最小系统，保证单片机能够正常工作；蓝牙通讯模块可为常规的蓝牙通讯设备；IC卡芯片为常规的智能卡芯片。

在充值时，通过蓝牙通讯方式将充值得到的燃气气量数据存储到逻辑加密存储模块中，由于最终目的是将燃气气量数据给IC卡芯片，所以，本实施例中给出IC卡芯片、主控模块和逻辑加密存储模块的一种连接关系，如图1所示，设置一个选择开关，该选择开关具有三个数据连接端和一个控制端，主控模块控制连接该控制端，这三个数据连接端分别连接主控模块、IC卡芯片和逻辑加密存储模块，通过主控模块的控制，能够实现主控模块与逻辑加密存储模块之间的数据通讯或者IC卡芯片与逻辑加密存储模块之间的数据通讯。因此，该选择开关本质上是一个单刀双掷开关，动端连接逻辑加密存储模块，两个不动端分别连接IC卡芯片和主控模块，在主控模块的控制下实现开关拨向哪一边，进而实现逻辑加密存储模块与主控模块之间的连接或者逻辑加密存储模块与IC卡芯片之间的连接。所以，通过设置选择开关能够避免主控模块和IC卡芯片同时对逻辑加密存储模块进行读写操作，进而避免出现冲突，以至于造成数据破坏的后果。该选择开关可以是电子开关芯片，也可以是具有一定硬件结构的开关。

该IC卡包括用于提供主控模块工作电压的电源模块，该电源模块输出连接主控模块的供电端，并且，该IC卡还包括用于检测电源模块输出电压的电压检测模块，电压检测模块可以设置在电源模块与主控模块的供电端之间的供电线路上，主控模块采样连接该电压检测模块。该电压检测模块可以是常规的电压检测设备。当电源模块出现故障时，可能出现电压跌落、放电能力变弱，或者电压过高等现象，这时候如果仍进行支付操作，会出现由于某些器件工作异常引起的功能异常现象，如扣费后未能购置到燃气气量，造成经济损失。所以，采用电压检测模块对电源模块的输出电压进行实时检测，当检测到输出电压低于设置的低门槛电压，或者高于设置的高门槛电压时，主控模块就会关闭相应的功能，停止服务，降低充值失败的可能性。

另外，该IC卡还可以包括工作状态指示模块，主控模块输出连接该工作状态指示模块。主控模块控制工作状态指示模块中的指示灯的熄亮或者闪烁状态，来指示IC卡不同的工作状态。

以下针对各模块，分别给出一种具体的电路结构。

如图2所示，逻辑加密存储模块为加密存储芯片AT88SC153，如果是其他类型的加密存储芯片，可以稍作修改后进行使用。选择开关为电子开关芯片SGM6503，通过控制电子开关SGM6503的通道选择端口，控制读写逻辑加密芯片的权限，保证每次只能有一个主机(主控模块或者IC卡芯片)与加密存储芯片AT88SC153进行数据读写操作。

如图3所示，为电源模块的具体电路，为保证供电的可靠性和稳定性，该方案采用电池单元(以3块1.5V干电池为例)B1和3.3V稳压集成电路N1进行供电，这样既能保证有稳定的放电电流，又能保证有稳定的供电电压。如图3所示，电池单元B1的正极和负极之间连接有一条分压支路，该分压支路上依次串设电阻R8、电阻R6和按钮开关SW，电池单元B1的正极通过开关管VT3(以三极管为例)连接稳压集成电路N1的输入端，稳压集成电路N1的输出端为该电源模块的电能输出端，输出主控模块的工作电压；电阻R8和电阻R6的连接点连接开关管VT3的控制极，按钮开关SW与开关管VT1并联，主控模块中有一个PWR_ctrl端口，用于控制连接开关管VT1的控制极。该电路采用按钮开关SW来触发系统开机上电，按钮开关SW按下时，电阻R8和电阻R6上均分摊有一定的电压，开关管VT3闭合，稳压集成电路N1的输出端输出有电压，主控模块工作，并通过PWR_ctrl端口向开关管VT1的控制极输出一定的电压信号，开关管VT1持续导通，实现按钮开关SW的自锁，并且，该电路持续为主控模块供电。

如图4所示，为电压检测模块的一种实现电路，该电路对电源模块的输出电压进行实时检测，并通过模数转换端口输出给主控模块。当检测出的供电电压过低时，主控模块还可给出更换电池的提示。

如图5所示，蓝牙通讯模块的芯片图，也称为蓝牙透传模块电路，该模块通过串口与主控模块通讯实现数据的交换，作为桥梁，实现主控模块与手机之间的通信，从而实现与互联网的通信。

如图6所示，为工作状态指示电路，主控模块对该电路进行控制，根据IC卡不同的工作状态控制LED1出现熄亮或者闪烁状态。

如图7所示，为该IC卡的整体电路。

如图8是蓝牙充值的系统框图，IC卡通过蓝牙通讯方式与手机通信；手机通过移动互联网接入网络，作为桥梁，实现了IC卡的物联，使IC卡能够通过网络与相应的服务器进行数据交互，获取网络信息。手机上的微信客户端通过关注燃气运营商微信公众号，绑定IC卡的ID号，微信支付充费，支付完成后，手机微信客户端把相应的燃气气量信息通过蓝牙传递给IC卡，具体为：燃气气量信息先经蓝牙通讯模块、主控模块和选择开关存储到加密存储芯片中，然后切换选择开关的选择通道，IC卡芯片从加密存储芯片中读取到燃气气量信息。同时，通过微信运营商服务器把充费信息传送到燃气运营商服务器进行备案。

IC卡实施例

该IC卡不但可以应用在燃气表中，还可以用在其他表中，比如电表或者水表。不管该IC卡应用在何处，其硬件结构并不发生变化，由于上述燃气表实施例中已对IC卡的硬件结构做出了详细描述，这里就不再赘述。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述IC卡的硬件结构，而对充值的具体实现过程不做限定，比如除了采用微信支付外，还可以采用支付宝等其他方式进行支付。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，包括蓝牙通讯模块和IC卡芯片，其特征在于，还包括主控模块和加密存储模块，所述主控模块与所述蓝牙通讯模块相连接，所述主控模块与所述加密存储模块相连接。

2.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，其特征在于，所述IC卡还包括选择开关，所述选择开关包括三个连接端和一个控制端，所述主控模块控制连接所述选择开关的控制端，所述三个连接端分别连接主控模块、IC卡芯片和加密存储模块，在主控模块的控制下实现主控模块与加密存储模块之间的数据通讯或者IC卡芯片与加密存储模块之间的数据通讯。

3.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，其特征在于，所述IC卡包括电源模块，所述电源模块输出连接所述主控模块的供电端。

4.根据权利要求3所述的利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，其特征在于，所述IC卡还包括用于检测电源模块输出电压的电压检测模块，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

5.根据权利要求3所述的利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，其特征在于，所述电源模块包括电池单元和稳压集成电路，所述电池单元的正极通过第一开关管连接所述稳压集成电路的输入端，所述稳压集成电路的输出端用于输出连接所述主控模块的供电端；所述电池单元的正极与负极之间连接有一条分压支路，所述分压支路上依次串设有第一电阻、第二电阻和按钮开关，所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一开关管的控制极；所述按钮开关与第二开关管并联，所述主控模块控制连接所述第二开关管的控制极。

6.根据权利要求1所述的利用蓝牙通讯实现充值的IC卡，其特征在于，所述IC卡还包括工作状态指示模块，所述主控模块输出连接所述工作状态指示模块。

7.一种利用蓝牙通讯实现充值的燃气表，包括IC卡，该IC卡包括蓝牙通讯模块和IC卡芯片，其特征在于，所述IC卡还包括主控模块和加密存储模块，所述主控模块与所述蓝牙通讯模块相连接，所述主控模块与所述加密存储模块相连接。

8.根据权利要求7所述的利用蓝牙通讯实现充值的燃气表，其特征在于，所述IC卡还包括选择开关，所述选择开关包括三个连接端和一个控制端，所述主控模块控制连接所述选择开关的控制端，所述三个连接端分别连接主控模块、IC卡芯片和加密存储模块，在主控模块的控制下实现主控模块与加密存储模块之间的数据通讯或者IC卡芯片与加密存储模块之间的数据通讯。

9.根据权利要求7所述的利用蓝牙通讯实现充值的燃气表，其特征在于，所述IC卡包括电源模块以及用于检测电源模块输出电压的电压检测模块，所述电源模块输出连接所述主控模块的供电端，所述主控模块采样连接所述电压检测模块。

10.根据权利要求9所述的利用蓝牙通讯实现充值的燃气表，其特征在于，所述电源模块包括电池单元和稳压集成电路，所述电池单元的正极通过第一开关管连接所述稳压集成电路的输入端，所述稳压集成电路的输出端用于输出连接所述主控模块的供电端；所述电池单元的正极与负极之间连接有一条分压支路，所述分压支路上依次串设有第一电阻、第二电阻和按钮开关，所述第一电阻和第二电阻之间的连接点连接所述第一开关管的控制极；所述按钮开关与第二开关管并联，所述主控模块控制连接所述第二开关管的控制极。