TWI698799B

TWI698799B - 無電池電子交易卡

Info

Publication number: TWI698799B
Application number: TW108113220A
Authority: TW
Inventors: 林武旭
Original assignee: 林武旭
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-07-11
Also published as: TW202040434A

Abstract

本發明提供一種無電池電子交易卡，包含：一整流穩壓模組，能與一無線讀卡機無線連接，以接收該無線讀卡機提供之一交流訊號並轉換成一第一直流電壓；一開關單元，與該整流穩壓模組電性連接，並由該第一直流電壓供電運作；一電源管理電路，與該開關單元電性連接；及一生物辨識單元，與該電源管理電路電性連接，用以辨識使用者身分；本發明由該整流穩壓模組感應接收無線讀卡機的電力，無須電池即能運作。

Description

無電池電子交易卡

一種電子交易卡，尤其是指一種利用整流穩壓模組及開關單元分別與外接之無線讀卡機及晶片讀卡機連接，由無線讀卡機及晶片讀卡機直接供電之無電池電子交易卡。

現今常用的功能性卡片、例如晶片金融卡、悠遊卡或是健保卡，皆能將多筆使用者資訊儲存於卡片中，例如晶片金融卡儲存個人及帳戶資料，健保卡則儲存個人的病歷資料。由於此類的塑膠卡片能儲存大量的個人資料，普及率越來越高，因此身上往往必須攜帶多種不同的功能卡片以應付不同狀況(例如領錢時使用金融卡、看病時使用健保卡)，造成攜帶上的不便。同時，由於功能性卡片含有大量個人隱私的資料，在現今盜取個資的犯罪愈漸猖狂下，此類功能性卡片的防盜機制備受考驗。

為兼顧方便攜帶及隱私權保護，一種電子交易卡於焉誕生。此種電子交易卡包含了一般塑膠卡片會有的感應線圈及IC晶片，其中IC晶片儲存各種不同種類的使用者資料，可插入晶片讀卡機以存取使用者資料，或是經由感應線圈感應後存取IC晶片的資料，藉此將多種卡片的功能整合於所述電子交易卡中，易於攜帶。除此之外，更包含有生物辨識單元及顯示單元，使用者可透過生物辨識單元辨識使用者身分，防止個人資料被竊取。而顯示單元能顯示該IC晶片中儲存的資料，讓使用者僅需啟動電子交易卡即能查看IC晶片中的各項資料，無須透過晶片讀卡機。

該電子交易卡為了提供多項功能(資料整合、防資料竊取、顯示)，必須採用至少一種電源供電。若該電子交易卡插入晶片讀卡機，可藉由晶片讀卡機對其供電。但若是使用感應式的讀卡機操作，感應式讀卡機無法對電子交易卡提供電力，在該電子交易卡中必須設置電池以獨立供電至上述各種元件，因此現有的電子交易卡中皆設置電池來對各種元件供電，使得電子交易卡在製作上必須增加安裝電池的時間成本，以及採購電池等相關零件的費用。另外，在長期使用下電池可能會沒電，使用者必須煩惱供電問題。更甚者，若電池老化或損壞，可能造成電力不穩而損害IC晶片中的資料，而更換電池的過程又會造成使用上的麻煩及困擾。

為使電子交易卡能長期使用且提供簡便的供電，本發明提供一種無電池電子交易卡，藉由整流穩壓模組接收無線讀卡機的電力，使無線讀卡機可直接對本發明之交易卡供電，避免因電子交易卡本身的電池問題造成無法使用。

為達成上述目的，本發明提供之無電池電子交易卡能與外接的一無線讀卡機或一晶片讀卡機連接供電，該無電池電子交易卡包含：一整流穩壓模組，能與該無線讀卡機無線連接，以接收該無線讀卡機提供之一交流訊號並將該交流訊號轉換成一第一直流電壓；一開關單元，與該整流穩壓模組電性連接，以及接收該晶片讀卡機提供之一第二直流電壓；一晶片單元，與該開關單元電性連接，用以儲存複數使用者資料，以及接收該晶片讀卡機提供之該第二直流電壓；一電源管理電路，與該開關單元電性連接，且包含一第一轉換單元，該第一轉換單元降壓該第一直流電壓或該第二直流電壓至一第一工作電壓；一顯示單元，與該第一轉換單元電性連接，該顯示單元由該第一工作電壓供電運作；一生物辨識單元，與該第一轉換單元電性連接，用以辨識使用者身分，該生物辨識單元由該第一工作電壓供電運作；及一載體，包含一上片體及一下片體，該整流穩壓模組、該開關單元、該晶片單元、該電源管理電路、該顯示單元及該生物辨識單元包覆於該上片體及該下片體之間。

本發明採用外部電源供電，且利用該整流穩壓模組將該無線讀卡機的該交流訊號轉換成適合該交易卡工作之該第一工作電壓，不需要在該交中設置電池提供電力，也不須對該交易卡充電，在使用時即能利用該無線讀卡機提供工作用的電力，避免電池沒電而無法使用，或是因電池老化、損毀造成資料在儲存或傳輸時產生錯誤甚至使資料毀損。

另外，本發明亦可利用有線的該晶片讀卡機供電，同樣不須設置獨立電池來供電，且使用者可自由選擇較便利的方式存取該交易卡中的資料。

本發明更可設置一第二轉換單元及一無線通訊單元，在使用時可用手機、平板等使用者設備透過該無線通訊單元與該交易卡連線，進而在使用者設備上瀏覽、讀取使用者資料，提高便利性。

就安全層面而言，本發明利用該生物辨識單元確保資料不被盜取。當該生物辨識單元辨識使用者身分失敗時，該開關單元停止供電至該晶片單元、該顯示單元及該生物辨識單元，有心人無法破解取得資料。且由於本發明是由外接設備供電運作，使用者於該交易卡使用完畢後離開該無線讀卡機或該晶片讀卡機的使用範圍，該交易卡會因無電力供應而自動斷電，避免該交易卡因持續供電運作而使有心人從中監聽複製或非法下載，保護資料安全。

請參見圖1，本發明提供之無電池電子交易卡1可透過有線及無線的方式分別與外接的一無線讀卡機80或一晶片讀卡機90連接，使用者可利用該無線讀卡機80以無線的方式對該交易卡1供電，或是將該交易卡1插入該晶片讀卡機90中，利用該晶片讀卡機90對該交易卡1供電，藉以啟動該交易卡1，進進而透過該無線讀卡機80或該晶片讀卡機90存取該交易卡1儲存之資料。舉例而言，該無線讀卡機80可為近場通訊(NFC)讀卡機或射頻(RF)讀卡機。

該無電池電子交易卡1包含：一整流穩壓模組10、一開關單元20、一晶片單元30、一電源管理電路40、一顯示單元50及一生物辨識單元60。

該整流穩壓模組10可包含一天線11、一整流單元13、一濾波單元15及一穩壓單元17。該天線11能以無線的方式取得該無線讀卡機80提供之一交流訊號，以及與該無線讀卡機80交換、傳遞資料。該交流訊號用以對交易卡1供電。該天線可接收13.56MHz的頻率。

該整流單元13與該天線11電性連接，用以將該交流訊號整流轉換成一脈動直流電壓。該整流單元13可為一整流器，或是由數個二極體組合而成的一橋式整流電路。

該濾波單元15與該整流單元13電性連接，用以去除該脈動直流電壓的部分波動，進而過濾該脈動直流電壓中的雜訊。該濾波單元15可為一電子濾波器。

該穩壓電路17與該濾波單元15電性連接，用以將該脈動直流電壓轉換成一第一直流電壓。該穩壓電路17可為一穩壓器，或是由電阻及二極體串聯而成的穩壓電路。

該開關單元20與該整流穩壓模組10電性連接，其工作電力由該整流穩壓模組10產生之該第一直流電壓提供。另外，當本發明之交易卡1插入該晶片讀卡機90時，該開關單元22可與該晶片讀卡機90電性連接，並從該晶片讀卡機90取得一第二直流電壓。該開關單元20可為一ISO7816的連接器。

該晶片單元30與該開關單元20電性連接，用以儲存複數使用者資料，該複數使用者資料可包含但不限於金融卡資料、信用卡資料、悠遊卡資料、一卡通資料、健保卡資料或是其他行動支付的帳號。該晶片單元30可為IC晶片。

該電源管理電路40與該開關單元20電性連接，且包含一第一轉換單元41，該第一轉換單元41與該開關單元20電性連接，用以降壓該第一直流電壓及該第二直流電壓。該第一轉換單元41可為直流變壓器。

該顯示單元50與該第一轉換單元41電性連接，用以顯示該晶片單元30儲存之該複數使用者資料，且該顯示單元50的電力可由該第一轉換單元41將該第一直流電壓及該第二直流電壓降壓後的電壓所提供。該顯示單元50可為電泳式螢幕。

該生物辨識單元60與該第一轉換單元41，用以辨識使用者身分。該生物辨識單元60可為一指紋辨識器或一虹膜辨識器。

該交易卡1的外觀如圖2所示，該整流穩壓模組10、該開關單元20、該晶片單元30、該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60皆被一載體C包覆，其中該載體C包含一上片體C1及一下片體C2，該整流穩壓模組10、該開關單元20、該晶片單元30、該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60接包覆於該上片體C1及該下片體C2之間。該上片體C1及該下片體C2呈矩形硬性片體形式；在該上片體C1穿設有複數開孔C11，各開孔C11係分別與該開關單元20、該顯示單元50及該生物辨識單元60對齊。

藉由上述元件，本發明之交易卡1可利用該無線讀卡機80或該晶片讀卡機90對該交易卡1供電，不需要在該交易卡1內設置電池，且依使用者的需求自由選擇透過該無線讀卡機80或是該晶片讀卡機90與該交易卡1連線存取資料。以下接著說明本發明之交易卡1使用流程。本發明的使用流程可分為無線操作模式及有線操作模式，首先說明無線操作模式。

請參見圖3，步驟S11：取得該交流訊號。當使用者選擇透過該無線讀卡機80操作該交易卡1時，該交易卡1會與該無線讀卡機80感應，由該無線讀卡機80產生該交流訊號並傳輸至該交易卡1。

步驟S12：將該交流訊號轉換成該第一直流電壓。該交易卡1的該天線11接收該交流訊號後，由該整流電路13將該交流訊號整流後傳換成該脈動直流電壓；該整流電路15將該脈動直流電壓濾波、去除雜訊後再經由該穩壓電路17將該脈動直流電壓轉換成該第一直流電壓。

步驟S13：啟動該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60。該開關單元20接收該第一直流電壓並供電、啟動該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60。其中該第一轉換單元41將該第一直流電壓降壓至能讓該顯示單元50、該生物辨識單元60正常運作的一第一工作電壓。

步驟S14：辨識使用者身分。該生物辨識單元60啟動辨識的功能以辨識使用者身分，例如辨識使用者的虹膜，或是如圖4中辨識使用者的指紋。其中：

步驟S141：若辨識成功，該生物辨識單元60發送一成功信號至該開關單元20，該開關單元20根據該成功信號啟動該晶片單元30及該顯示單元50，使用者可透過該無線讀卡機80存取該晶片單元30的該複數使用者資料。

步驟S142：若辨識失敗，該生物辨識單元60發送一失敗信號至該開關單元20，該開關單元20根據該失敗信號停止對該晶片單元30、該顯示單元50及該生物辨識單元60供電，達到資料保護的作用。

接下來說明有線操作模式。

在有線操作模式中，與無線操作模式的差別在於該晶片讀卡機90可提供該第二直流電壓，以直接對該開關單元20供電，不需要再藉由該整流穩壓模組10進行電壓整流、濾波及穩壓等步驟，因此無須進行步驟S11、S12，有線操作模式的步驟如下所述：

步驟S21：啟動該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60。該開關單元20接收該第二直流電壓並供電、啟動該電源管理電路40、該顯示單元50及該生物辨識單元60。

步驟S22：辨識使用者身分。該生物辨識單元60啟動辨識的功能以辨識使用者身分，例如辨識使用者的虹膜，或是如圖5中辨識使用者的指紋。其中：

步驟S221：若辨識成功，該生物辨識單元60發送一成功信號至該開關單元20，該開關單元20根據該成功信號啟動該晶片單元30，使用者可透過該晶片讀卡機90存取該晶片單元30的該複數使用者資料。

步驟S222：若辨識失敗，該生物辨識單元60發送一失敗信號至該開關單元20，該開關單元20根據該失敗信號停止對該晶片單元30、該顯示單元50及該生物辨識單元60供電，達到資料保護的作用。

在本發明的另一較佳實施例中，可進一步包含一第二轉換單元42及一無線通訊單元70。該第二轉換單元42可設置於該電源管理電路40中，並與該開關單元20、該無線通訊單元70電性連接，其中該第二轉換單元42同樣可降壓該第一直流電壓或該第二直流電壓至一第二工作電壓並提供至該無線通訊單元70，使該無線通訊單元70可正常運作。該無線通訊單元70用以與外接設備、例如手機、平板、筆電、桌機等使用者設備連線。該無線通訊單元70能為可接收2.4GHz之無線傳輸電路，或是藍芽、Wi-Fi電路。

當該生物辨識單元60成功辨識使用者身分時，該開關單元20除了啟動該晶片單元30外，同時啟動該無線通訊單元70與所述外接設備通訊連線，藉此讓使用者可透過上述外接設備存取該交易卡1的該複數使用者資料。當該生物辨識單元60辨識使用者身分失敗時，該開關單元20除了停止供電至該晶片單元30、該顯示單元50及該生物辨識單元60外，更進一步停止供電至該無線通訊單元70，使該外接設備無法透過該無線通訊單元70存取該晶片單元30儲存的該複數使用者資料，保護資料安全。

本發明利用該整流穩壓模組10使該交易卡1擁有無線及有線兩種供電功能，能利用該無線讀卡機80對該交易卡1無線供電，亦能利用該晶片讀卡機90對該交易卡1有線供電，不需要在該交易卡1中設置電池，減少製作上的工時及零件成本，同時亦可避免電池老化而必須更換電池的困擾。

1:無電池電子交易卡

10:整流穩壓模組

11:天線

13:整流單元

15:濾波單元

17:穩壓單元

20:開關單元

30:晶片單元

40:電源管理電路

41:第一轉換單元

42:第二轉換單元

50:顯示單元

60:生物辨識單元

70:無線通訊單元

80:無線讀卡機

90:晶片讀卡機

C1:上片體

C11:開孔

C2:下片體

圖1：本發明之電路方塊示意圖。圖2：本發明之外觀示意圖。圖3：本發明之無線模式步驟流程圖。圖4：本發明搭配無線讀卡機使用之示意圖。圖5：本發明之有線模式步驟流程圖。圖6：本發明搭配晶片讀卡機使用之示意圖。