CN211063792U - 一种基于rcc的低功耗蓝牙射频sim卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，包括卡体基板、MCU安全芯片、SIM卡标准铜制连接触点、蓝牙/2.4G射频芯片、蓝牙/2.4G射频天线和低频磁通信解码芯片；所述MCU安全芯片通过SPI接口与所述蓝牙射频芯片相连接；所述蓝牙/2.4G射频芯片与所述蓝牙/2.4G射频天线相连接；所述蓝牙/2.4G射频芯片通过SPI接口与低频磁通信解码芯片相连接；所述低频磁通信解码芯片通过芯片内置的低频磁感应线圈接收来自外部读写设备的低频磁信号及完成对近场交易距离的检测和控制。本实用新型基于低功耗蓝牙射频技术实现近场交易距离的检测和控制，满足用户对移动设备高等级安全的需求。

Description

一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡

技术领域

本实用新型涉定位技术领域，特别涉及一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡。

背景技术

RCC((Range Controlled Communication)技术是一项中国原始创新的限域通信技术，RCC限域通信技术已于2017年5月18日正式颁布为国家标准。RCC移动支付技术采用2.4G射频信道和磁信道的双通道机制。磁信道利用低频准静态磁场，以耦合方式完成可靠距离控制；射频信道采用高带宽2.4GHz频段，以电磁场发射接收方式完成高速数据交换；在物理层协议上，采用高强度密码技术将两个信道紧密融合，共同完成近场支付功能。

支持RCC技术的SIM卡耦合到磁信号后，解调解码出磁信息，根据磁信息动态生成2.4G射频信道参数，使得卡与读卡器在此参数指定的动态改变的秘密信道上通信；磁信息承载于低频准静态磁场中，仅在安全范围传播，能够保障2.4G通道链路参数和数据的安全，是整个会话过程中通信双方进行安全通信的基础；交易过程中采用高强度密码算法可确保磁信道和2.4G射频信道的紧密捆绑的高安全性。

低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)也称为BLE，是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。相较经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。通过在SIM卡内增加BLE设备和蓝牙软件协议栈，使移动设备能够安全地与SIM卡建立无线通信通道。这种无线通信通道的建立，将使SIM卡片可以承载诸如CA应用、蓝牙KEY等应用，满足用户对移动设备高等级安全的需求。

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，提供一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，能够实现近场交易距离的检测和控制，满足用户对移动设备高等级安全的需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，包括卡体基板以及集成在该卡体基板的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括MCU安全芯片、SIM卡标准铜制连接触点、蓝牙/2.4G射频芯片、蓝牙/2.4G射频天线和低频磁通信解码芯片；所述MCU安全芯片通过SPI接口与所述蓝牙射频芯片相连接以实现MCU安全芯片同蓝牙/2.4G射频天线之间的射频信道数据的交互；所述蓝牙/2.4G射频芯片与所述蓝牙/2.4G射频天线相连接以实现与外部相匹配的蓝牙设备或者RCC读写设备通信；所述蓝牙/2.4G射频芯片通过SPI接口与低频磁通信解码芯片相连接，以实现蓝牙/2.4G射频芯片对低频磁通信解码芯片的磁信道数据和磁场强度数值的读取；所述低频磁通信解码芯片通过芯片内置的低频磁感应线圈接收来自外部读写设备的低频磁信号及完成对近场交易距离的检测和控制；所述MCU安全芯片与SIM卡标准铜制接触点相连接。

优选的，所述MCU安全芯片与所述蓝牙射频芯片相连接时，所述MCU安全芯片充当SPI主设备，所述蓝牙/2.4G射频芯片充当SPI从设备。

优选的，所述蓝牙/2.4G射频芯片与所述低频磁通信解码芯片相连接时，所述蓝牙/2.4G射频芯片充当SPI主设备，所述低频磁通信解码芯片充当SPI从设备。

优选的，所述卡体基板采用BT材料FPC工艺，基板厚度为0.15-0.26mm。

优选的，所述MCU安全芯片的型号为THD88。

优选的，所述MCU安全芯片内置ISO/IEC7816接口，通过SIM卡标准铜制接触点与手机终端进行数据通信。

优选的，所述蓝牙/2.4G射频芯片的型号为NRF51822；通过INT4、SCK1、MOSI1、MISO1和CSN1接口与所述MCU安全芯片相连接；通过LFCE、LFIRQ、LFSCK、LFMOSI、LFMISO和LFCSN接口与所述低频磁通信解码芯片相连接。

优选的，所述低频磁通信解码芯片的型号为LF1309。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)本实用新型一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，在卡片内包含一颗MCU安全芯片、一颗蓝牙/2.4G射频芯片、一颗低频磁通信解码芯片和蓝牙/2.4G射频天线；所述MCU安全芯片通过SPI接口同蓝牙/2.4G射频芯片相连接，以实现主控MCU安全芯片同射频芯片之间的蓝牙/2.4G射频信道数据的交互；同时，蓝牙/2.4G射频芯片与蓝牙/2.4G射频天线相连接，用以实现与外部相匹配的蓝牙设备或者RCC读写设备通信；此外蓝牙/2.4G射频芯片通过SPI接口同低频磁通信解码芯片相连，以实现蓝牙/2.4G射频芯片对低频磁通信解码芯片的磁信道数据和磁场强度数值的读取；同时，低频磁通信解码芯片通过芯片内置的低频磁感应线圈接收来自外部读写设备的低频磁信号及完成对近场交易距离的检测和控制；

(2)本实用新型采用基于ARM核心的THD88安全芯片，既能够达到降低产品功耗的目的，又能够快速移植开发出JavaCard软件平台及应用；

(3)卡片融合中国移动支付标准RCC技术协议栈及BLE蓝牙协议栈，开拓和丰富了射频SIM卡的应用场景。

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基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM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MCU安全芯片的电路图；

图3是本实用新型的蓝牙/2.4G射频芯片的电路图；

图4是本实用新型的低频磁通信解码芯片的电路图；

图5是本实用新型的SIM卡标准铜制连接触点的电路图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参见图1至图5所示，本实用新型一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，包括卡体基板以及集成在该卡体基板的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括MCU安全芯片10、SIM卡标准铜制连接触点20、蓝牙/2.4G射频芯片30、蓝牙/2.4G射频天线40和低频磁通信解码芯片50；所述MCU安全芯片10通过SPI接口与所述蓝牙射频芯片相连接以实现MCU安全芯片10同蓝牙/2.4G射频天线40之间的射频信道数据的交互；所述蓝牙/2.4G射频芯片30与所述蓝牙/2.4G射频天线40相连接以实现与外部相匹配的蓝牙设备或者RCC读写设备通信；所述蓝牙/2.4G射频芯片30通过SPI接口与低频磁通信解码芯片50相连接，以实现蓝牙/2.4G射频芯片30对低频磁通信解码芯片50的磁信道数据和磁场强度数值的读取；所述低频磁通信解码芯片50通过芯片内置的低频磁感应线圈接收来自外部读写设备的低频磁信号及完成对近场交易距离的检测和控制；所述MCU安全芯片10与SIM卡标准铜制接触点相连接。

具体的，本实用新型的MCU安全芯片10采用THD88；所述MCU安全芯片10通过SPI接口同所述蓝牙/2.4G射频芯片30相连接，完成同蓝牙/2.4G射频芯片30之间的数据通信；所述MCU安全芯片10内置ISO/IEC 7816接口，通过SIM卡标准铜制连接触点20与手机终端进行数据通信。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。

所述蓝牙/2.4G射频芯片30，采用射频芯片NRF51822，该芯片为蓝牙协议和RCC射频协议处理器，与蓝牙/2.4G天线相连接，用来建立蓝牙通信信道或者RCC 2.4G射频通信信道，完成同外部匹配蓝牙设备的无线通信或者完成与RCC读写设备的高速无线通信；通过SPI接口同所述MCU安全芯片10进行数据通信，其中THD88主控MCU安全芯片10充当SPI主设备，蓝牙/2.4G射频芯片30NRF51822充当SPI从设备，所述SPI接口的相关接口管脚定义如下：INT4，中断信号线；SCK1，时钟信号线，该信号由THD88安全芯片产生；MOSI1，主设备数据输出，从设备数据输入信号线；MISO1，主设备数据输入，从设备数据输出信号线；CSN1，SPI接口通信使能信号线。此外，还有另一个SPI物理接口同低频磁通信解码芯片50N3连接。

所述低频磁感应解码芯片采用LF1309芯片，它是一款工作于低频率交变磁场并接收磁场信息和处理的芯片。它集成了耦合磁场信息的线圈，高增益信号放大器，解码模块，是单芯片的磁信号接收器芯片。该芯片通过SPI接口同蓝牙/2.4G射频芯片30进行数据通信，其中蓝牙/2.4G射频芯片30充当SPI主设备，LF1309芯片充当SPI从设备，所述SPI接口的相关接口管脚定义如下：LFCE：从芯片片选信号线；LFIRQ：向N2发出中断通知的信号线；LFSCK：时钟信号线，该信号由THD88安全芯片产生；LFMOSI：主设备数据输出，从设备数据输入信号线；LFMISO：主设备数据输入，从设备数据输出信号线；LFCSN：SPI接口通信使能信号线。

进一步的，所述MCU安全芯片10通过SIM卡标准铜制连接触点20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。卡体基板采用BT材料FPC工艺，基板厚度0.15-0.26mm，在基板上安装所有芯片和元件，包括晶体谐振器、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 (8)

1.一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于，包括卡体基板以及集成在该卡体基板的尺寸空间内的卡内电路；该卡内电路包括MCU安全芯片、SIM卡标准铜制连接触点、蓝牙/2.4G射频芯片、蓝牙/2.4G射频天线和低频磁通信解码芯片；所述MCU安全芯片通过SPI接口与所述蓝牙/2.4G射频芯片相连接以实现MCU安全芯片同蓝牙/2.4G射频天线之间的射频信道数据的交互；所述蓝牙/2.4G射频芯片与所述蓝牙/2.4G射频天线相连接以实现与外部相匹配的蓝牙设备或者RCC读写设备通信；所述蓝牙/2.4G射频芯片通过SPI接口与低频磁通信解码芯片相连接，以实现蓝牙/2.4G射频芯片对低频磁通信解码芯片的磁信道数据和磁场强度数值的读取；所述低频磁通信解码芯片通过芯片内置的低频磁感应线圈接收来自外部读写设备的低频磁信号及完成对近场交易距离的检测和控制；所述MCU安全芯片与SIM卡标准铜制接触点相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述MCU安全芯片与所述蓝牙/2.4G射频芯片相连接时，所述MCU安全芯片充当SPI主设备，所述蓝牙/2.4G射频芯片充当SPI从设备。

3.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述蓝牙/2.4G射频芯片与所述低频磁通信解码芯片相连接时，所述蓝牙/2.4G射频芯片充当SPI主设备，所述低频磁通信解码芯片充当SPI从设备。

4.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述卡体基板采用BT材料FPC工艺，基板厚度为0.15-0.26mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述MCU安全芯片的型号为THD88。

6.根据权利要求2所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述MCU安全芯片内置ISO/IEC7816接口，通过SIM卡标准铜制接触点与手机终端进行数据通信。

7.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述蓝牙/2.4G射频芯片的型号为NRF51822；通过INT4、SCK1、MOSI1、MISO1和CSN1接口与所述MCU安全芯片相连接；通过LFCE、LFIRQ、LFSCK、LFMOSI、LFMISO和LFCSN接口与所述低频磁通信解码芯片相连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于RCC的低功耗蓝牙射频SIM卡，其特征在于：

所述低频磁通信解码芯片的型号为LF1309。

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