專利名稱：雙界面sim卡及其射頻識別系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及客戶識別模塊(Subscriber Identity Model,以下簡稱SIM)卡，特 別是一種雙界面SIM卡及其射頻識別系統(tǒng)。
背景技術：
包括非接觸集成電路卡(Integrated Circuit Card,簡稱IC卡)在內的射頻識 別技術(Radio Frequency Identification ，以下簡稱RFID)技術經過十多年的 發(fā)展，已深入現(xiàn)代生活的各個角落，被廣泛應用于公交、門禁、小額電子支付等領 域。射頻識別技術是自動識別技術的一種，射頻識別系統(tǒng)的組成一般至少包括兩個 部分(1)電子標簽，英文名稱為Tag; (2)閱讀器，英文名稱為Reader。電子標 簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體 的表面。閱讀器又稱為讀出裝置，可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子 數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。進一步通過計算機及計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)對物體 識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。對大多數(shù)RFID系統(tǒng)而言，將采用 一個固定的頻率，并有一套標準協(xié)議與它相配套。
RFID領域廣泛采用數(shù)字調制技術，如ASK、FSK和PSK調制。幅度鍵控(Amplitude Shift Keying ，簡稱ASK)即按載波的幅度受到數(shù)字數(shù)據(jù)的調制而取不同的值，例如 對應二進制O,載波振幅為0;對應二進制l，載波振幅為l。調幅技術實現(xiàn)起來簡 單，但容易受增益變化的影響。頻移鍵控(Frequency Shift Keying ，簡稱FSK) 即按數(shù)字數(shù)據(jù)的值(如0或1)調制載波的頻率。例如對應二進制0的載波頻率為 Fl，而對應二進制1的載波頻率為F2。該技術抗干擾性能好，但占用帶寬較大。相 移鍵控(Phase Shift Keying ，簡稱PSK)即按數(shù)字數(shù)據(jù)的值調制載波相位。例如用 180相移表示1，用0相移表示0。這種調制技術抗干擾性能最好，且相位的變化也 可以作為定時信息來同步發(fā)送機和接收機的時鐘，并對傳輸速率起到加倍的作用。 這幾種調制方式都是現(xiàn)有的成熟調制技術，廣泛應用于各通信系統(tǒng)中。
近年來，在軌道交通、物流管理、物品防偽、身份識別等需求推動下，RFID技術的不斷進步，應用越來越普及，市場迫切需要各類RFID電子標簽和識別設備。 電子標簽內部一般有一個電子錢包，持卡人預先在電子標簽中存入一定的金額，交
易時直接從儲值帳戶中扣除交易金額。但單一功能電子標簽也有一些缺點，比如
電子標簽沖值必須到專門的沖值中心、比較大額的交易沒有辦法設'置密碼以及無法
將RFID支付和移動支付結合起來等。
而與此同時，移動通信終端經歷20多年的迅速發(fā)展，幾乎已經成為消費者人 手必備的隨身裝置，普及率非常高，并且有在移動終端上集成更多功能的趨勢。利 用手機本身的移動通信網(wǎng)絡如GSM、 CDMA等進行支付是現(xiàn)有的成熟技術，但將手機 和電子標簽有效結合起來，讓手機像公交卡這樣方便使用是目前射頻識別的發(fā)展方 向，也是設備提供商和移動運營商目前大力開拓的市場。
受日本和韓國手機支付的影響，小額支付是運營商一直期望進入的領域。由于
能夠非常好的為實時支付和現(xiàn)場支付提供解決方案，非接觸式近距離射頻識別具有 極為廣闊的應用前景，并將為目前發(fā)展緩慢的移動支付產業(yè)帶來前所未有的機遇。 而結合移動終端與RFID技術的一機多用或一卡多用將會是未來十年的新的發(fā)展方 向。特別是在3G時代，無處不在的具有無線連接功能的RFID讀寫器與非接觸式應 用的RFID將是發(fā)展的重中之重。目前業(yè)界主要有兩套基于非接觸技術的解決方案 Combi SIM卡方案和近場通信方案(簡稱NFC方案)。
Combi SIM卡方案，又稱雙界面SIM卡方案，指用Combi SIM卡替換手機內部 SIM卡，在保留原接觸式界面的SIM卡功能基礎上增加非接觸IC卡應用界面。比較 典型的做法有兩種 一、非接觸IC卡的非接觸天線印刷在塑料薄膜上，再貼至SIM 卡表面；二、非接觸IC卡的非接觸天線作為一個獨立的部件附加在手機中，將天 線引到手機的正面或反面，天線連接在SIM卡尚未使用的C4和C8兩個接口上。但 這兩種方案的缺點是天線貼到SIM卡表面或者引出到手機正面或反面，在安裝過 程中很容易造成天線斷裂、損壞，并造成用戶使用不方便，同時由于手機電池和電 路板的屏蔽作用，雙界面SIM卡能收到閱讀器的信號和反射給閱讀器的信號都非常 微弱，如果雙界面SIM卡返回的信號不進行功率放大且與該雙界面SIM卡相配套的 閱讀器上沒有信號增強器，雙界面SIM卡和閱讀器之間通信的質量會非常差，閱讀 器幾乎收不到雙界面SIM卡返回的應答。
NFC方案是近年由Norkia、Philips等公司提出有關射頻識別的一種新的方案，
5基本的做法是在新設計的手機中加入用于支付的RFID模塊，RFID模塊和手機之間 用專門的通信協(xié)議進行相互通信。這種方法可以比較好地解決利用手機進行射頻識 別的問題，但缺點是用戶必須去改造現(xiàn)有的手機，甚至購買一個全新的手機，這在 現(xiàn)階段并不是所有用戶都能接受方法，而且對整個社會而言也是很大的資源浪費。
請參閱圖2已有技術典型雙界面IC卡的內部結構示意圖和圖3已有技術典型 雙界面IC卡的RF接口電路示意圖。由Gemplus公司推出的典型的雙界面IC卡芯 片結構圖如圖2所示，接觸式部分通信標準符合ISO/ IEC7816標準，非接觸式部 分通信標準符合IS0/IEC 14443 TYPEA/TYPEB標準。該典型的雙界面IC卡芯片主 要由射頻(RadioFrequency，簡稱RF)接口、中央處理器(Central Processing Unit ， 以下簡稱CPU)、中斷處理器、隨機數(shù)發(fā)生器、只讀存儲器(簡稱R0M)、 EEPR0M (即 可編程的電擦除只讀存儲器)、外部RAM (即隨機存取存儲器)、循環(huán)冗余校驗(簡 稱CRC)模塊、時鐘模塊、IS0/IEC7816等模塊組成。其中，RF接口是雙界面IC 卡和13. 56MHz閱讀器的通信接口； CPU是雙界面IC卡的中央處理器，和內部軟件 一起主要用于手機通信的進行和13. 56MHz閱讀器交易的完成；中斷處理器主要用 于處理各種外設的中斷；ROM用于存儲內部的固件程序；EEPROM和外部RAM用于存 儲雙界面IC卡的數(shù)據(jù)和中間變量等；CRC模塊用于產生循環(huán)冗余校驗碼，保證通信 過程中數(shù)據(jù)的完整性；時鐘模塊用于內部的時鐘處理；ISO/IEC7816模塊是手機和 雙界面IC卡的通信接口，且是手機提供電源給IC卡的通道。
如圖3所示，RF接口主要由13. 56MHz的非接觸式天線、解調電路、數(shù)字量化 電路和調制電路組成。
閱讀器發(fā)到雙界面IC卡的信號通過13. 56MHz天線接收下來，由于閱讀器發(fā)到 雙界面IC卡的信號是100% ASK的調制信號，雙界面IC卡中解調電路采用二極管 峰值包絡檢波的方式進行解調。檢波輸出后，信號將經過量化電路進行量化處理后 變成邏輯電路所需的基帶信號，再送CPU進行處理。
當雙界面IC卡向閱讀器應答信號時，由CPU完成編碼，并送到調制電路進行 調制，通過改變RF接口中調制電路里的負載電阻完成信號的應答反射。
由于手機電池和電路板的屏蔽作用，如果雙界面IC卡替換現(xiàn)有的普通SIM卡 應用到手機環(huán)境中，雙界面IC卡將無法可靠收到閱讀器發(fā)出的命令信號，同時雙 界面IC卡發(fā)出的信號經手機環(huán)境后將大幅衰減,如此小的應答信號無法由閱讀器接收并區(qū)分出來。鑒于這種情況，就無法將雙界面ic卡直接放到手機內部應用于射
頻識別系統(tǒng)中。

發(fā)明內容
為克服上述己有技術的不足，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種雙界面SIM 卡及其射頻識別系統(tǒng)，在不改造現(xiàn)有RFID閱讀器和手機的情況下，實現(xiàn)了手機的非 接觸式近距離射頻識別。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是
一種雙界面SIM卡，包括SIM卡基、接觸式卡金屬觸點和非接觸式天線，
該雙界面SIM卡還包括內嵌在所述的SIM卡基內部的SIM卡芯片；
該雙界面SIM卡的非接觸式天線直接內嵌在所述的SIM卡基內部，該非接觸式
天線的兩端分別連接到所述的SIM卡芯片的第一天線引腳ANT,和第二天線引腳ANT2上。
該雙界面SIM卡和其所在的移動通信設備之間通信的協(xié)議符合IS0/IEC7816標準。
所述的閱讀器發(fā)到該雙界面SIM卡的信號符合IS0/IEC 14443標準，或ISO/IEC
15693標準，或IS011784/ IS011785標準。
所述的非接觸式天線所在的平面和所述的SIM卡芯片所在的平面兩者平行。 所述的非接觸式天線所在的平面和所述的SIM卡基平面兩者平行。 一種應用上述雙界面SIM卡的射頻識別系統(tǒng)，包括閱讀器、后臺系統(tǒng)、該閱讀
器和后臺系統(tǒng)的通信接口、移動通信設備，該射頻識別系統(tǒng)還包括雙界面SIM卡和
信號增強器。
所述的雙界面SIM卡安裝在所述的移動通信設備上，
所述的信號增強器粘貼到閱讀器上或者移動通信設備上，用于增強所述的雙界 面SIM卡返回所述的閱讀器的應答信號，
所述的閱讀器發(fā)出的信號由移動通信設備中的雙界面SIM卡直接接收，而雙界 面SIM卡向所述的閱讀器應答的信號先發(fā)到所述的信號增強器，經該信號增強器完 成信號增強后，再以與所述的閱讀器相一致的頻率協(xié)議返回給該閱讀器。
所述閱讀器發(fā)到所述的雙界面SIM卡的信號符合ISO/IEC 14443標準、或IS0/IEC 15693標準、或IS011784/ IS011785標準。所述的雙界面SIM卡發(fā)到信號增強器的信號調制方式是幅移鍵控 (Amplitude-shift keying,簡稱ASK)、或頻移鍵控(Frequency-shift keying, 簡稱FSK)、或相移鍵控(Phase-shift keying,簡稱PSK)調制方式，載波頻率是
6. 7腿z或13. 56MHz或27. 12MHz。
所述的信號增強器到所述的閱讀器的通信標準與所述的閱讀器到所述的雙界面 SIM卡的通信標準一致，也符合IS0/IEC 14443標準、或IS0/IEC 15693標準、或 IS011784/ IS011785標準。
所述的移動通信設備是使用GSM、 CDMA、 3G或4G通信網(wǎng)絡的手機。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明用雙界面SIM卡代替現(xiàn)有的單界面的接觸式SIM卡，既可作普通的單界面 接觸式SIM卡用，又可用于移動支付、門禁控制等非接觸式近距離射頻識別。相對 于現(xiàn)有技術的雙界面SIM卡，本發(fā)明雙界面SIM卡的非接觸天線內嵌在卡基內部， 這樣用戶在使用過程中，不會造成非接觸天線的斷裂、損壞，避免給用戶造成使用 不方便。
在本發(fā)明雙界面SIM卡應用的射頻識別系統(tǒng)中，雙界面SIM卡和閱讀器之間增加 了信號增強器，從而在不改造現(xiàn)有RFID閱讀器和移動通信終端的情況下，實現(xiàn)了手 機的非接觸式近距離射頻識別。同時，作為中間信號橋梁的信號增強器采用無源方 式工作，避免了用有線方式接入交流或直流電源。
由于本發(fā)明雙界面SIM卡的橋梁作用，可以有效的將手機所在的GSM/CDMA/3G/4G 等移動通信網(wǎng)絡和RFID支付網(wǎng)絡聯(lián)系起來。本發(fā)明射頻識別系統(tǒng)將移動通信設備成 功應用于RFID系統(tǒng)中，從而低成本的實現(xiàn)非接觸式近距離射頻識別。


圖1是本發(fā)明射頻識別系統(tǒng)結構示意圖2是已有技術典型雙界面IC卡芯片的內部結構示意圖3是已有技術典型雙界面IC卡芯片的RF接口電路示意圖4是本發(fā)明雙界面SIM卡芯片的RF接口電路示意圖5是本發(fā)明雙界面SIM卡的內fe結構示意圖6是本發(fā)明信號增強器的外部結構示意圖7是本發(fā)明信號增強器的內部結構示意圖；圖8是圖5的A—A剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步詳細的說明，但不應
以此限制本發(fā)明的保護范圍。
(1)本發(fā)明將采用的雙界面SIM卡用于替換現(xiàn)有的單界面接觸式SIM卡。
請參閱圖5和圖8。圖5是本發(fā)明雙界面SIM卡的內部結構示意圖；圖8是圖5的
A—A剖視圖。
所謂的單界面SIM卡是指現(xiàn)有技術中常見的接觸式界面的SIM卡，表面有金屬 觸點；所謂的雙界面SIM卡是在單界面SIM卡的基礎上加入非接觸式天線接口，可 以進行非接觸通信。要在原單界面SIM卡的通話等功能基礎上，增加了小額消費和 訪問控制的IC卡功能，本發(fā)明雙界面SIM卡將采用圖5的結構，雙界面SIM卡的切 面示意圖如圖8所示。
一種雙界面SIM卡10，包括SIM卡基13、接觸式卡金屬觸點14和非接觸式天 線ll和若干個金線。
該雙界面SIM卡10還包括內嵌在所述的SIM卡基13內部的SIM卡芯片12;
該雙界面SIM卡10的非接觸式天線11直接內嵌在所述的SIM卡基13內部，該 非接觸式天線11的兩端分別連接到所述的SIM卡芯片12的第一天線引腳ANTM24 和第二天線引腳ANT2l25上。由于非接觸天線在卡基內部，這樣用戶在使用過程中，
不會造成非接觸天線的斷裂、損壞，也避免了給用戶造成使用不方便。
該雙界面SIM卡10和其所在的移動通信設備9之間通信的協(xié)議符合ISO/IEC7816標準。
所述的閱讀器1發(fā)到該雙界面SIM卡10的信號符合ISO/IEC 14443標準，或 ISO/IEC 15693標準，或IS011784/ IS011785標準。例如ISO/IEC 14443 TAPEA/TAPEB 標準。
所述的非接觸式天線11所在的平面和所述的SIM卡芯片12所在的平面兩者平行。
所述的非接觸式天線11所在的平面和所述的SIM卡基13平面兩者平行。 本發(fā)明雙界面SIM卡采用的SIM卡芯片介紹如下
該SIM卡芯片可以應用于普通的單界面接觸式SIM卡，也可應用于雙界面SIM 卡。當用作雙界面SIM卡時，和移動通信設備一起可用于RFID領域，實現(xiàn)射頻識別。請參閱圖4和圖5。圖4是本發(fā)明雙界面SIM卡芯片的RF接口電路示意圖；圖 5是本發(fā)明雙界面SIM卡的內部結構示意圖。
該SIM卡芯片12,包括RF接口模塊、CPU、中斷處理器、隨機數(shù)發(fā)生器、R0M、 EEPR0M、外部RAM、循環(huán)冗余校驗模塊、時鐘模塊、IS0/IEC7816模塊及電源引腳 VCC121、復位引腳RST122、時鐘引腳CLK123、第一天線引腳ANT,124、第二天線引 腳ANT2125、 10引腳126、備用引腳NC127、接地引腳GND128，所述的RF接口包括 解調放大電路、數(shù)字量化電路和調制電路。
所述的SIM卡芯片12的RF接口還包括接收放大電路，用于放大閱讀器1發(fā)到 雙界面SIM卡10的命令信號，該接收放大電路的輸出端與所述的解調電路的輸入端 相連，該接收放大電路的輸入端與非接觸式天線相連。
所述的SIM卡芯片12的RF接口還包括發(fā)送功率放大電路，用于放大雙界面SIM 卡IO返回給閱讀器1的應答信號，所述的調制電路的輸出端與該發(fā)送功率放大電路 的輸入端相連，該發(fā)送功率放大電路的輸出端與所述的非接觸式天線相連。 所述的發(fā)送功率放大電路用C類或D類功放實現(xiàn)。 所述的接收放大電路采用電壓放大電路實現(xiàn)，如共射極放大電路。 當所述的雙界面SIM卡10向閱讀器1應答信號時，該雙界面SIM卡的應答信 號經過CPU編碼后，經所述的調制電路進行調制后送到所述的功率放大電路進行功 率放大，再通過所述的非接觸式天線11發(fā)射至所述的信號增強器2，經信號增強后 返回給閱讀器。
當雙界面SIM卡10用于RFID領域時，非接觸式部分通信符合IS0/IEC 14443 標準、IS0/IEC 15693標準或IS011784/IS011785標準。
SIM卡芯片12的雙界面SIM卡10的非接觸式天線11直接內嵌在SIM卡基13內
部，該SIM卡芯片12與該非接觸式天線11處于同一平面，該非接觸式天線11的兩 端分別連接到該SIM卡芯片12的兩個觸點第一天線引腳ANL124、第二天線引腳 ANL125上。
所述的SIM卡芯片12還包括若干根金線，SIM卡芯片12的各個引腳通過金線和 接觸式卡金屬觸點14的對應各個部分相連。所述雙界面SIM卡10的供電電源由移 動通信設備9提供，即SIM卡芯片12的供電電源由移動通信設備9提供，電源、地 線分別通過接觸式卡金屬觸點14和金線151、 152接到所述的電源引腳VCC121和接 地引腳GND128。
雙界面SIM卡10和移動通信設備9之間的接口通過所述的復位引腳RST122、時鐘引腳CLK123和輸入輸出10引腳126，通信協(xié)議遵循IS0/IEC7816標準。移動 通信設備9通過復位引腳RST122給雙界面SIM卡10提供復位信號；雙界面SIM卡 10工作的時鐘由移動通信設備9通過時鐘引腳CLK123提供；雙界面SIM卡10和移 動通信設備9之間串行通信的數(shù)據(jù)通過I0引腳126進行。備用引腳NC127在正常 工作時一般不用。
(2) 本發(fā)明雙界面SIM卡內部的電子錢包
雙界面SIM卡內部的電子錢包結構由發(fā)卡機構在發(fā)行時確定，具體格式需配合 各個發(fā)卡機構的整個射頻識別系統(tǒng)。電子錢包的沖值可以有兩種方式 一是由用戶 從移動通信設備賬戶自己直接轉入，二是通過專門的沖值中心進行沖值。電子錢包 的消費通過設定可以有兩種方式 一是較大額的消費可以要求用戶自己確認或專門 的賬戶認證，二是小額的消費可以由雙界面SIM卡和閱讀器自動完成。
移動通信設備所在的GSM/CDMA/3G/4G等移動通信網(wǎng)絡可以實時監(jiān)測交易的進 行情況，這樣就把移動通信網(wǎng)絡和RFID支付網(wǎng)絡有效聯(lián)系起來。
考慮到系統(tǒng)的安全性，所有涉及到電子錢包建立、沖值、消費都需要雙界面SIM 卡和發(fā)卡機(發(fā)行時)或雙界面S頂卡和閱讀器(沖值、消費時)進行相互認證。
該電子錢包部分可以采用現(xiàn)有技術，在此不加贅述。
(3) 信號增強器
應用本發(fā)明SIM卡芯片的雙界面SIM卡相對應的射頻識別系統(tǒng)還包括信號增強
器，該信號增強器的核心是信號增強器芯片，請見下面介紹。
請參閱圖7本發(fā)明信號增強器的內部結構示意圖。所述的信號增強器芯片5包
括接收電路、發(fā)送電路和電源模塊506,該接收電路包括濾波器501、解調放大模塊
502、數(shù)字量化模塊503，該發(fā)送電路包括邏輯控制模塊504、調制模塊505。
所述的接收天線8將所述的雙界面SIM卡10發(fā)到信號增強器2的信號先傳送至
所述的濾波器501的輸入端，經該濾波器濾波，獲得要解調的干凈調制信號。該濾
波器501的輸出端與所述的解調放大模塊502的輸入端相連，解調之后將進行信號
放大，再輸出至所述的數(shù)字量化模塊503的輸入端，供數(shù)字量化模塊503進行量化處理。
所述的濾波器501由帶阻濾波器和帶通濾波器組成，該帶阻濾波器用于濾去閱 讀器1發(fā)到信號增強器的調制波信號和載波信號，帶通濾波器用于通過雙界面SIM 卡發(fā)到信號增強器的調制波信號和載波信號，帶通和帶阻濾波器的中心頻率和信號增強器或閱讀器發(fā)到信號增強器的載波頻率一致，具體值根據(jù)該信號增強器芯片所 采用的ISO/IEC 14443標準、ISO/IEC 15693或IS011784/ IS011785標準而定。如 采用ISO/IEC 14443或ISO/IEC 15693標準時，載波頻率是13. 56MHz，采用IS011784/ IS011785標準時，載波頻率是100-150kHz，該帶阻濾波器和帶通濾波器可以采用但 不限于切比雪夫濾波器。
該解調放大模塊502用于解調雙界面SIM卡發(fā)到信號增強器的ASK、 FSK或PSK 信號，采用二極管檢波的非相干解調模式。
所述的數(shù)字量化模塊503用模數(shù)轉換器(簡稱ADC)或比較器(即Comparator) 電路將所述的解調放大模塊502輸出的模擬信號轉化為數(shù)字信號，輸出至所述的邏 輯控制模塊504的輸入端。
所述的邏輯控制模塊504用于處理數(shù)字量化模塊503輸入的數(shù)字信號，并產生 返回給閱讀器所需的副載波控制信號，輸出至所述的調制模塊505的輸入端。所述 的邏輯控制模塊504和所述的調制模塊505產生的副載波信號根據(jù)該信號增強器芯 片所采用的IS0/IEC 14443標準、IS0/IEC 15693或IS011784/ IS011785標準而定。 如采用IS0/IEC 14443標準時，副載波信號頻率是847kHz;采用IS0/IEC 15693標 準時，副載波信號頻率是423. 75 kHz或484. 28 kHz (由標準確定)。
所述的調制模塊505通過發(fā)出高電平或低電平控制連接天線兩端的絕緣柵場效 應管(簡稱M0S管)開關5051，從而改變加到所述的發(fā)送天線7的負載電流，產生 副載波反射調制信號返回到所述的閱讀器1。當調制模塊505通過發(fā)出高電平時， M0S管開關5051導通，所述的發(fā)送天線7構成一個回路，這樣就有負載電流流過， 就產生副載波反射調制信號返回到所述的閱讀器1;當調制模塊505通過發(fā)出低電 平時，M0S管開關5051截止，所述的發(fā)送天線7不構成一個回路，這樣就沒有負載 電流流過，也就不會產生副載波反射調制信號返回到所述的閱讀器1。
所述的信號增強器芯片5工作時，通過所述的發(fā)送天線7直接取用閱讀器1發(fā) 出的載波能量，所述的電源模塊506利用橋式整流電路產生信號增強器芯片5工作 所需的工作電源，供該信號增強器芯片5整個芯片使用。
采用上述信號增強器芯片的信號增強器介紹如下。
請參閱圖6和圖7。圖6是本發(fā)明信號增強器的外部結構示意圖；圖7是本發(fā) 明信號增強器的內部結構示意圖。
信號增強器的信號收發(fā)由兩個天線實現(xiàn)。該信號增強器2包括該信號增強器2和閱讀器1通信的發(fā)送天線7、該信號增強器2和雙界面SIM卡10通信的接收天線 8、信號增強器芯片5、第一天線引腳51、第二天線引腳52、第三天線引腳53、第 四天線引腳54。
所述的發(fā)送天線7通過導線連接到所述的信號增強器芯片5的第一天線引腳51、 第二天線引腳52上，所述的接收天線8通過導線連接到所述的信號增強器芯片5的 第三天線53、第四天線引腳54。
所述的信號增強器2粘貼到閱讀器1上或者移動通信設備9上，用于增強所述 的雙界面SIM卡10返回所述的閱讀器1的應答信號。
閱讀器1發(fā)出的信號由移動通信設備9中的雙界面SIM卡10直接接收，而雙界 面SIM卡10向所述的閱讀器1應答的信號先發(fā)到所述的信號增強器2和雙界面SIM 卡10通信的接收天線8，經所述的信號增強器芯片5完成信號增強后，再以與所述 的閱讀器1相一致的頻率協(xié)議通過發(fā)送天線7返回給該閱讀器1。
在對應的射頻識別系統(tǒng)中，雙界面SIM卡和信號增強器通信的調制方式是ASK 或FSK或PSK調制，載波頻率是6. 78MHz或13. 56MHz或27. 12MHz 。
該信號增強器2應答到閱讀器1的信號頻率、協(xié)議與閱讀器1通信的頻率、協(xié) 議一致，可以但不限于ISO/IEC 14443標準、或ISO/IEC 15693或IS011784/ IS011785 標準。
所述的信號增強器2工作時，通過所述的發(fā)送天線7直接取用閱讀器1發(fā)出的 載波能量。
由于手機電池和電路板的屏蔽作用，雙界面SIM卡IO發(fā)出的信號經手機環(huán)境后 將大幅衰減，如果沒有信號增強器2進行信號的增強，閱讀器1就無法收到雙界面 SIM卡10返回的應答信號，也就無法實現(xiàn)雙界面SIM卡10和閱讀器1的正常通信。 該信號增強器2利用信號增強器芯片5內部的各個模塊有效解決了上述信號衰減的 問題，實現(xiàn)了信號的增強，并且無需改造閱讀器和雙界面SIM卡10所在的移動通信 設備。
(4)雙界面SIM卡相對應的射頻識別系統(tǒng) ' 請參閱圖1本發(fā)明射頻識別系統(tǒng)結構示意圖。
本發(fā)明應用上述雙界面SIM卡10的射頻識別系統(tǒng)，包括閱讀器l、后臺系統(tǒng)3、 該閱讀器和后臺系統(tǒng)的通信接口4、移動通信設備9，該射頻識別系統(tǒng)還包括雙界面 SIM卡10和信號增強器2，所述的雙界面SIM卡10安裝在所述的移動通信設備9上。
所述的信號增強器2粘貼到閱讀器1上或者移動通信設備9上，用于增強所述 的雙界面SIM卡10返回所述的閱讀器1的應答信號。
所述的閱讀器1發(fā)出的信號由移動通信設備9中的雙界面SIM卡10直接接收， 而雙界面SIM卡10向所述的閱讀器1應答的信號先發(fā)到所述的信號增強器2，經該 信號增強器2完成信號增強后，再以與所述的閱讀器1相一致的頻率協(xié)議返回給該 閱讀器l。
所述閱讀器1發(fā)到所述的雙界面SIM卡10的信號符合ISO/IEC 14443標準、或 IS0/IEC 15693標準、或IS011784/ IS011785標準。
所述的雙界面SIM卡10發(fā)到信號增強器2的信號調制方式是ASK、或FSK、或
PSK調制方式，載波頻率是6, 78MHz或13. 5畫z或27. 12MHz。當采用ASK、或FSK、
或PSK調制方式時，可用現(xiàn)有廣泛應用的ASK、 FSK或PSK調制解調電路即可實現(xiàn)。 所述的信號增強器2到所述的閱讀器1的通信標準與所述的閱讀器1到所述的
雙界面SIM卡10的通信標準一致，也符合ISO/IEC 14443標準、或ISO/IEC 15693
標準、或IS011784/ IS011785標準。
所述的移動通信設備9是使用GSM、 CDMA、 3G或4G通信網(wǎng)絡的手機。 在該系統(tǒng)中，閱讀器1主要進行交易命令的發(fā)送和響應的接收，雙界面SIM卡
主要進行交易命令的接收并給出響應，而信號增強器主要在雙界面SIM卡和閱讀器
之間作信號的中繼和增強。閱讀器1發(fā)出的信號由移動通信設備9中的雙界面SIM
卡10直接接收，而雙界面SIM卡10向所述的閱讀器1應答的信號先以ASK或FSK
或PSK調制方式發(fā)到所述的信號增強器2，完成信號增強后，再返回給該閱讀器l。
所述信號增強器的發(fā)送天線7除了作為所述的閱讀器1和信號增強器2的通信
通道外，還將載波能量從所述的閱讀器1傳遞到該信號增強器的協(xié)議頻率處理器5。
因為該能量的傳輸，信號增強器2可以脫離外接直流或交流電源，進行無源地工作。
所述的通信接口 4用于所述的后臺系統(tǒng)3和閱讀器1的通信連接，提供RFID
交易所需的后臺支持。該通信接口4是RS232或以太網(wǎng)等通信接口。
閱讀器1操作原來相配套的電子標簽時，該標簽就放在閱讀器天線信號增強器
2以外的讀寫區(qū)域。閱讀器1操作移動通信設備9內的雙界面SIM卡10時，移動通
信設備9就放在信號增強器2上面，雙界面SIM卡10經由信號增強器2和閱讀器1
進行通信交互并完成交易。雙界面SIM卡10返回給閱讀器1的信號經過信號增強器2增強，這樣無需改動 閱讀器1和移動通信設備9，有效地拓展了系統(tǒng)的應用范圍、降低系統(tǒng)研發(fā)的資金 和時間投入。
本發(fā)明射頻識別系統(tǒng)的工作流程如下
1) 將信號增強器2粘貼在現(xiàn)有閱讀器系統(tǒng)的閱讀器1上；
2) 如果要操作與閱讀器l頻率和協(xié)議相配套的原電子標簽時，則將該標簽就 放在閱讀器天線信號增強器2以外的讀寫區(qū)域，按照正常的流程完成交 易；
3) 如果要操作移動通信設備內的雙界面SIM卡10時，移動通信設備9就放 在信號增強器2上面；
4) 閱讀器1發(fā)出的命令由移動通信設備9中的雙界面SIM卡10直接接收， 而雙界面SIM卡10應答的信號先以ASK、 FSK或PSK調制方式發(fā)到信號增 強器2，經信號增強器2完成信號增強后，再以與閱讀器l相一致的頻率 協(xié)議返回給閱讀器l;
5) 交易結束，閱讀器l給出聲光信號提示用戶；
6) 用戶在得到交易結束提示后，拿走帶雙界面SIM卡10的移動通信設備9;
7) 信號增強器2發(fā)現(xiàn)移動通信設備9離開后，進行包括數(shù)據(jù)清零，等待下一 次交易的開始。
本發(fā)明由于雙界面SIM卡的橋梁作用，可以有效地將移動通信設備所在的 GSM/CDMA/3G/4G等移動通信網(wǎng)絡和RFID支付網(wǎng)絡聯(lián)系起來，從而更有效地實現(xiàn)非 接觸式近距離射頻識別。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而己，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依 本發(fā)明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發(fā)明的技術范疇。
權利要求
1、一種雙界面SIM卡(10)，包括SIM卡基(13)、接觸式卡金屬觸點(14)和非接觸式天線(11)，其特征在于該雙界面SIM卡(10)還包括內嵌在所述的SIM卡基(13)內部的SIM卡芯片(12)；該雙界面SIM卡(10)的非接觸式天線(11)直接內嵌在所述的SIM卡基(13)內部，該非接觸式天線(11)的兩端分別連接到所述的SIM卡芯片(12)的第一天線引腳ANT1(124)和第二天線引腳ANT2(125)上。
2、 根據(jù)權利要求1所述的雙界面SIM卡，其特征在于該雙界面SIM卡(10)和其所 在的移動通信設備(9)之間通信的協(xié)議符合ISO/IEC7816標準。
3、 根據(jù)權利要求1所述的雙界面SIM卡，其特征在于所述的閱讀器(1)發(fā)到該雙 界面SIM卡(10)的信號符合ISO/IEC 14443標準，或ISO/IEC 15693標準，或 IS011784/ IS011785標準。
4、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的雙界面SIM卡，其特征在于所述的非接觸式天線 (11)所在的平面和所述的SIM卡芯片(12)所在的平面兩者平行。
5、 根據(jù)權利要求1或2或3所述的雙界面SIM卡，其特征在于所述的非接觸式天線 (11)所在的平面和所述的SIM卡基(13)平面兩者平行。
6、 一種應用上述權利要求1 5所述的雙界面SIM卡的射頻識別系統(tǒng)，包括閱讀器 (1)、后臺系統(tǒng)(3)、該閱讀器(1)和后臺系統(tǒng)(3)的通信接口 (4)、移動通信設備(9)，其特征在于該射頻識別系統(tǒng)還包括雙界面SIM卡(10)和信號增強器(2)， 所述的雙界面SIM卡(10)安裝在所述的移動通信設備(9)上， 所述的閱讀器(1)發(fā)出的信號由移動通信設備(9)中的雙界面SIM卡(10)直接接收，而雙界面SIM卡(10)向所述的閱讀器(1)應答的信號先發(fā)到所述的信號增強器(2)，經該信號增強器(2)完成信號增強后，再以與所述的閱讀器(1)相一致的頻率協(xié)議返回給該閱讀器(1)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的信號增強器(2)粘貼 到閱讀器(1)上或者移動通信設備(9)上，用于增強所述的雙界面SIM卡(10) 返回所述的閱讀器(1)的應答信號。
8、 根據(jù)權利要求6所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的雙界面SIM卡(10) 發(fā)到信號增強器(2)的信號調制方式是ASK或FSK或PSK調制方式，載波頻率是.6. 78MHz或13. 56MHz或27. 12MHz。
9、 根據(jù)權利要求6所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的信號增強器(2)到所 述的閱讀器(1)的通信標準與所述的閱讀器(1)到所述的雙界面SIM卡(10)的 通信標準一致，也符合ISO/IEC 14443標準、或ISO/IEC 15693標準、或腿1784/ IS011785標準。
10、 根據(jù)權利要求6所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于所述的移動通信設備(9) 是使用GSM、 CDMA、 3G或4G通信網(wǎng)絡的手機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙界面SIM卡，包括SIM卡基、接觸式卡金屬觸點和非接觸式天線，還包括內嵌在SIM卡基內部的SIM卡芯片；該雙界面SIM卡的非接觸式天線直接內嵌在SIM卡基內部，該非接觸式天線的兩端分別連接到SIM卡芯片的第一天線引腳ANT₁和第二天線引腳ANT₂上。本發(fā)明還公開了一種應用上述雙界面SIM卡的射頻識別系統(tǒng)，包括閱讀器、后臺系統(tǒng)、該閱讀器和后臺系統(tǒng)的通信接口、移動通信設備，還包括雙界面SIM卡和信號增強器。信號增強器用于增強雙界面SIM卡返回閱讀器的應答信號。本發(fā)明射頻識別系統(tǒng)將移動通信設備成功應用于RFID系統(tǒng)中，從而低成本的實現(xiàn)非接觸式近距離射頻識別。
文檔編號G06K7/00GK101303745SQ20081003625
公開日2008年11月12日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權日2008年4月18日
發(fā)明者金可威 申請人:上海坤銳電子科技有限公司;中國移動通信集團公司