CN207557999U - 一种支持多通道数字认证的nfc蓝牙全卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，包括卡本体以及集成在该卡本体的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括主控MCU安全芯片和SIM卡标准铜制连接触点；所述主控MCU安全芯片与SIM卡标准铜制连接触点相连接；该卡内电路还包括13.56MHz有源前端芯片、微型感应线圈、蓝牙射频芯片和蓝牙天线；所述主控MCU安全芯片通过SPI接口分别与所述13.56MHz有源前端芯片和所述蓝牙射频芯片相连接以进行数据通信；所述13.56MHz有源前端芯片与所述微型感应线圈相连接以建立13.56MHz通信信道；所述蓝牙射频芯片与所述蓝牙天线相连接以建立蓝牙通信信道完成近场NFC通信。本实用新型提供一种采用微型感应线圈的支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡。

Description

一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡

技术领域

本实用新型涉一种手机智能卡，特别涉及一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡。

背景技术

NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术，由飞利浦公司和索尼公司共同开发的NFC是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。

国外NFC大多采用13.56MHz频率标准用于近场通信的技术领域，在这个标准体系下，形成了ISO14443的国际标准，国内以中国银联支付体系为中心的支付平台，大多采用了ISO14443的国际标准，并使用13.56MHz频率标准用于移动支付的技术标准。

在这个系统标准下，主要产品形态是以ISO14443系统标准为基础的产品，如：13.56MHz非接触IC卡、NFC手机及中国电信翼支付的双界面卡。这些产品的基本特征之一，就是包含一个感应线圈，它采用的是电磁感应的原理。由于原始的ISO14443体系技术，其核心解码电路是被动的无源负载，靠卡片识别器或读卡器这端，发送高频信号，通过感应线圈，以电磁耦合的形式，将能量传递到非接触IC卡的一端。

由于当时的技术条件限制，这样的产品形态，必需有一个尺寸加大的线圈天线，连接到卡片内部的IC中，它不仅从卡片识别器或读卡器获得能量来启动内部的IC电路工作，在完成信号的解码和处理后，再通过这个线圈，把调制后的信号输入到线圈，再以电磁感应的方式反馈给卡片识别器或读卡器。这个相对尺寸加大的线圈，对产品的应用造成了一定的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种采用微型感应线圈的支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，包括卡本体以及集成在该卡本体的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括主控MCU安全芯片和SIM卡标准铜制连接触点；所述主控MCU安全芯片与SIM卡标准铜制连接触点相连接；该卡内电路还包括13.56MHz有源前端芯片、微型感应线圈、蓝牙射频芯片和蓝牙天线；所述主控MCU安全芯片通过SPI接口分别与所述13.56MHz有源前端芯片和所述蓝牙射频芯片相连接以进行数据通信；所述13.56MHz有源前端芯片与所述微型感应线圈相连接以建立13.56MHz通信信道；所述蓝牙射频芯片与所述蓝牙天线相连接以建立蓝牙通信信道完成近场NFC通信。

优选的，所述微型感应线圈的尺寸为7mm×2mm×0.5mm。

优选的，所述主控MCU安全芯片的型号为FM151；所述主控MCU安全芯片内置ISO/IEC 7816接口，用于通过SIM卡标准铜制连接触点与手机终端进行数据通信；所述主控MCU安全芯片还包括两路SPI接口，一路与所述13.56MHz有源前端芯片相连接，另一路与所述蓝牙射频芯片相连接。

优选的，所述主控MCU安全芯片充当SPI主设备，所述蓝牙射频芯片充当SPI从设备。

优选的，所述主控MCU安全芯片充当SPI主设备，所述13.56MHz有源前端芯片充当SPI从设备。

优选的，所述蓝牙射频芯片的型号为DA14581。

优选的，所述13.56MHz有源前端芯片的型号为SKY1332。

本实用新型的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其中主控MCU安全芯片存储装置中存储有一个或多个数字认证证书，所述数字认证证书，是用户的个人身份信息与电子签名唯一绑定的电子文件，是由用户自行向第三方认证机构申请，由第三方认证机构发行的且由具有一定权限的指定机构写入主控MCU安全芯片中的；在主控MCU安全芯片中还设有用来对数字认证证书的认证过程进行处理的数字证书认证处理模块。这个所谓数字证书，建立基于公钥(PKI)技术的个人证书认证体系，通过个人证书认证和数字签名技术，对客户的网上交易实施身份认证，并且可以签署各种业务服务协议，确保了交易和协议的唯一、完整和不可否认。这个以手机用户识别卡(SIM)为载体的数字证书可以将其称为“CA-SIM”，它虽然存储于SIM卡之中，但并不与电信运营商有任何的关系，它由第三方认证机构发行和确认，用户在实施移动支付的具体操作中，自己掌握数字证书，根据不同的商家服务流程，自行完成PKI认证流程。

本实用新型的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，通过设置集成有源负载调制解调模块及NFC编解码模块的13.56MHz有源前端芯片，实现与微型感应线圈相连接，用来建立13.56MHz通信信道，完成近场NFC通信。所述微型感应线圈用于接收感应卡片识别器或读卡器的电磁信号，并完成发送解码处理后的信号，调制后，以电流的形式，通过本感应线圈天线以磁场信号传递给卡片识别器或读卡器。

本实用新型的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，是以具备非接触、支持近距离无线通信功能、支持移动支付的手机用户识别卡为平台，可以采用蓝牙底层协议进行无线射频通信，设计除电信以外的第二个或更多的，多通道用户安全数字证书认证与处理装置，以智能卡安全芯片为处理和运算装置，完成对数字证书运算与处理。手机用户识别卡通过内置数字证书的数据处理装置与传输链路，与智能手机端终进行数据通信，智能手机终端在操作系统OS的管理下，运行应用程序APPS，与数字认证CA中心，完成用户PKI(PublicKey Infrastructure的缩写，是指用公钥概念和技术来实施和提供安全服务的具有普适性的安全基础设施)的认证流程。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)由于标准4FF SIM的尺寸仅为12.3mm×8.8mm×0.7mm(长×宽×厚)，如果采用传统的大感应线圈天线及普通的蓝牙射频芯片，传统的平铺方式无法将主控MCU安全芯片、13.56MHz有源前端芯片、蓝牙射频芯片、蓝牙天线和感应线圈等基本元器件放置进卡内电路，因此，本实用新型采用特殊工艺制造的微型感应线圈天线，尺寸仅有7mm×2mm×0.5mm(长×宽×厚)，集成在标准4FF SIM卡内；感应线圈天线用于接收感应卡片识别器或读卡器的电磁信号，也完成发送解码处理后的信号，调制后，以电流的形式，通过本感应线圈天线以磁场信号传递给卡片识别器或读卡器；

(2)本实用新型采用的蓝牙射频芯片DA14581是目前针对物联网中无线充电和远程遥控应用中尺寸最小、功耗最低的无线连接解决方案，配合微型感应线圈天线，采用传统的平铺方式，即可将主控MCU安全芯片、13.56MHz有源前端芯片、蓝牙射频芯片、蓝牙天线和微型感应线圈等基本元器件放置进卡内电路。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的主控MCU安全芯片FM151的电路图；

图3是本实用新型的蓝牙射频芯片DA14581的电路图；

图4是本实用新型的13.56MHz有源前端芯片SKY1332的电路图；

图5是本实用新型的SIM卡触点的电路图。

具体实施方式

实施例

参见图1所示，一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，包括卡本体以及集成在该卡本体的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括主控MCU安全芯片N1和SIM卡标准铜制连接触点；所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点相连接；所述主控MCU安全芯片N1存储装置中存储有一个或多个数字认证证书，所述数字认证证书，是用户的个人身份信息与电子签名唯一绑定的电子文件，是由用户自行向第三方认证机构申请，由第三方认证机构发行的且由具有一定权限的指定机构写入主控MCU安全芯片N1中的；在主控MCU安全芯片N1中还设有用来对数字认证证书的认证过程进行处理的数字证书认证处理模块；该卡内电路还包括13.56MHz有源前端芯片N3、微型感应线圈、蓝牙射频芯片N2和蓝牙天线；所述主控MCU安全芯片N1通过SPI接口分别与所述13.56MHz有源前端芯片N3和所述蓝牙射频芯片N2相连接以进行数据通信；所述13.56MHz有源前端芯片N3与所述微型感应线圈相连接以建立13.56MHz通信信道；所述蓝牙射频芯片N2与所述蓝牙天线相连接以建立蓝牙通信信道完成近场NFC通信。

由于标准4FF SIM的尺寸仅为12.3mm×8.8mm×0.7mm(长×宽×厚)，如果采用传统的大感应线圈天线及普通的蓝牙射频芯片，传统的平铺方式无法将主控MCU安全芯片、13.56MHz有源前端芯片、蓝牙射频芯片、蓝牙天线和感应线圈等基本元器件放置进卡内电路。因此，本实施例中，采用特殊工艺制造的微型化的线圈天线，尺寸7mm×2mm×0.5mm，集成在标准SIM卡内。感应线圈天线用于接收感应卡片识别器或读卡器的电磁信号，也完成发送解码处理后的信号，调制后，以电流的形式，通过感应线圈天线以磁场信号传递给卡片识别器或读卡器。

参见图2所示，本实施例中采用上海复旦微电子公司的安全处理器芯片FM151。在主控MCU安全芯片N1存储装置中，划分若干个存储空间，每个存储空间对应一个数字认证证书。CA数字证书由CA认证中心或运营商发布，由具有安全认证资质的厂商或授权的机构写入数字认证证书，利用该芯片的安全算法引擎，实现CA数字证书的处理和运算装置，并把它包装成应用接口的形式。所述主控MCU安全芯片N1通过一SPI接口同13.56MHz有源前端芯片N3相连接，完成同13.56MHz有源前端芯片N3的数据通信。所述主控MCU安全芯片N1通过另一SPI接口同蓝牙射频芯片N2相连接，完成同蓝牙射频芯片N2之间的数据通信。所述主控MCU安全芯片N1内置ISO/IEC 7816接口，通过SIM卡标准铜制连接触点与手机终端进行数据通信。具体的，ISO/IEC 7816连接接口管脚定义如下：CCLK：时钟信号线，该时钟信号有手机终端产生；CRST：卡片复位信号线；VCC：电源信号线；GND：地线；CIO：数据通信信号线。具体的，参见图5所示，所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点中的C3触点相连接以连通时钟信号线；所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点中的C2触点相连接以连通卡片复位信号线；所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点中的C1触点相连接以连通电源信号线；所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点中的C5触点相连接以连通地线；所述主控MCU安全芯片N1与SIM卡标准铜制连接触点中的C7触点相连接以连通数据通信信号线。

参见图3所示，本实施例的蓝牙射频芯片N2采用TI公司的射频芯片DA14581。所述蓝牙射频芯片DA14581是目前针对物联网中无线充电和远程遥控应用中尺寸最小、功耗最低的无线连接解决方案，34引脚的芯片长宽尺寸为2.436mm×2.436mm。该芯片为蓝牙协议处理器，与所述蓝牙天线相连接，用来建立蓝牙通信信道，完成同外部匹配蓝牙设备的无线通信；通过SPI接口同主控MCU安全芯片N1进行数据通信，其中所述主控MCU安全芯片N1充当SPI主设备，蓝牙射频芯片N2DA14581充当SPI从设备。所述蓝牙射频芯片N2与主控MCU安全芯片N1SPI接口的相关接口管脚定义如下：INT1：中断信号线；SCK：时钟信号线，该信号由FM151中控MCU安全芯片N1产生；MOSI：主设备数据输出，从设备数据输入信号线；MISO：主设备数据输入，从设备数据输出信号线；CSN1：SPI Slave芯片片选信号线。

参见图4所示，本实施例的13.56MHz有源前端芯片N3，采用斯凯瑞利公司的有前端芯片SKY1332，该芯片集成有源负载调制解调模块及NFC编解码模块，与所述微型感应线圈相连接，用来建立13.56MHz通信信道，完成近场NFC通信。通过SPI接口同主控MCU安全芯片N1进行数据通信，其中主控MCU安全芯片N1充当SPI主设备，13.56MHz有源前端芯片N3充当SPI从设备。所述13.56MHz有源前端芯片N3与主控MCU安全芯片N1SPI接口的相关接口管脚定义如下：INT2：中断信号线；SCK：时钟信号线，该信号由FM151中控MCU安全芯片N1产生；MOSI：主设备数据输出，从设备数据输入信号线；MISO：主设备数据输入，从设备数据输出信号线；CSN2：SPI Slave芯片片选信号线。

本实施例中，通过SIM卡标准铜制连接触点连接移动终端手机的SIM卡卡座，获得电源供给和完成信号的传输。卡体基板可采用BT材料FPC工艺，基板厚度为0.15-0.26mm，在基板上安装所有芯片和元件，包括晶体谐振器、感应线圈天线和外围器件。卡片采用SIP工艺，压铸完成一个标准尺寸大小的SIM整卡。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，包括卡本体以及集成在该卡本体的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括主控MCU安全芯片和SIM卡标准铜制连接触点；所述主控MCU安全芯片与SIM卡标准铜制连接触点相连接；其特征在于：该卡内电路还包括13.56MHz有源前端芯片、微型感应线圈、蓝牙射频芯片和蓝牙天线；所述主控MCU安全芯片通过SPI接口分别与所述13.56MHz有源前端芯片和所述蓝牙射频芯片相连接以进行数据通信；所述13.56MHz有源前端芯片与所述微型感应线圈相连接以建立13.56MHz通信信道；所述蓝牙射频芯片与所述蓝牙天线相连接以建立蓝牙通信信道完成近场NFC通信。

2.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述微型感应线圈的尺寸为7mm×2mm×0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述主控MCU安全芯片的型号为FM151；所述主控MCU安全芯片内置ISO/IEC 7816接口，用于通过SIM卡标准铜制连接触点与手机终端进行数据通信；所述主控MCU安全芯片还包括两路SPI接口，一路与所述13.56MHz有源前端芯片相连接，另一路与所述蓝牙射频芯片相连接。

4.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述主控MCU安全芯片充当SPI主设备，所述蓝牙射频芯片充当SPI从设备。

5.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述主控MCU安全芯片充当SPI主设备，所述13.56MHz有源前端芯片充当SPI从设备。

6.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述蓝牙射频芯片的型号为DA14581。

7.根据权利要求1所述的一种支持多通道数字认证的NFC蓝牙全卡，其特征在于：所述13.56MHz有源前端芯片的型号为SKY1332。