專利名稱：帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卡片裝置，尤其涉及一種帶有測距功能和射頻無線通訊功能的智 能卡裝置。
背景技術(shù)：
隨著近距離無線通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)除了最原始的通訊、短信功能，擴(kuò)展到了其 他方方面面的應(yīng)用。例如，隨著多種電子支付手段的興起，手機(jī)移動支付成為電子支付的一 種新的形式。如果將多張發(fā)卡行的銀行卡和電子錢包集成在同一部手機(jī)中，人們外出時只 要按照日常習(xí)慣攜帶一部自己的手機(jī)，就可以滿足全部持有的銀行卡、電子錢包的使用功 能。目前帶電子支付功能的手機(jī)全是特制的專用手機(jī)，或者由于采用13. 56M的載波 頻率，其天線尺寸會較大，所以只能做到天線外置的方式。如果要推廣這種專用手機(jī)就需要 更換目前大家手中正在使用的手機(jī)，而僅國內(nèi)手機(jī)用戶就超過5億，如此龐大的用戶群，更 換手機(jī)的成本將會是一個天文數(shù)字，所以專用手機(jī)方案無法推廣使用。類似于電子支付功能，手機(jī)上通常還有其他的擴(kuò)展功能，例如電子錢包、網(wǎng)銀密 碼、身份認(rèn)證、特征信息等等。對于這些手機(jī)擴(kuò)展功能，現(xiàn)有技術(shù)都需要專門為這些擴(kuò)展功 能設(shè)計專用的手機(jī)，由于促使用戶更換手機(jī)的難度是相當(dāng)大的，因此，現(xiàn)有方法在推廣手機(jī) 擴(kuò)展方面的效果并不好?，F(xiàn)有的智能卡都采用2. 4G波段，由于2. 4G波段穿透性較好，信號傳輸較遠(yuǎn)，現(xiàn)有 的通過射頻場強(qiáng)匹配或射頻信號功率控制來檢測智能卡和外界讀卡器之間的距離都不準(zhǔn) 確可靠，無法確保近距離(例如IOcm以內(nèi))安全通信，不符合金融系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?要求?，F(xiàn)有的智能卡都將SIM/UIM卡與安全控制芯片封裝在一塊卡內(nèi)，造成金融單位、 移動運營商、系統(tǒng)集成商在發(fā)卡時初始化不便，用戶難以自行指定移動運營商。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種帶有測距和射頻無線通訊功能的分 離式智能卡，這種分離式智能卡內(nèi)置于手機(jī)內(nèi)部，又與SIM/UIM/USIM卡分離，便于卡片發(fā) 行商初始化，便于用戶挑選移動運營商，為手機(jī)通訊的新業(yè)務(wù)提供了開放的應(yīng)用平臺，避免 了新業(yè)務(wù)所需要的手機(jī)更換成本。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能 卡，該分離式智能卡內(nèi)置在手機(jī)中，該分離式智能卡包括射頻天線；天線適配器，電性連接該射頻天線，用于該射頻天線與射頻收發(fā)模塊之間的阻抗 匹配；該射頻收發(fā)模塊，電性連接該天線適配器，進(jìn)行射頻信號的發(fā)送和接收；
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微型接口，用于外接微型化封裝的通訊卡；路由模塊，電性連接該微型接口、手機(jī)端口、安全控制模塊，用于實現(xiàn)該微型接口、 該手機(jī)端口以及該安全控制模塊之間的路由功能；該安全控制模塊，電性連接該射頻收發(fā)模塊，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全；測距模塊，電性連接該安全控制模塊，內(nèi)部設(shè)置微型測距傳感器，用于測量分離式 智能卡和外圍設(shè)備之間的距離；共享時鐘模塊，電性連接該射頻收發(fā)模塊、該安全控制模塊和該路由模塊，為該射 頻收發(fā)模塊、該安全控制模塊和該路由模塊提供時鐘信號。根據(jù)本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的一實施例，該微型接口 是符合7816接口通訊標(biāo)準(zhǔn)的接口。根據(jù)本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的一實施例，該微型接口 上設(shè)有與微型化封裝的SIM卡、UIM卡或USIM卡相匹配的缺口，在插入微型化封裝的SIM 卡、UIM卡或USIM卡后其組合外形不超過IS07816標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外形尺寸。根據(jù)本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的一實施例，該路由模塊 通過7816從接口與手機(jī)通訊，通過7816主接口與該微型接口所外接的SIM卡、UIM卡或 USIM卡通訊，以及通過內(nèi)部數(shù)據(jù)接口與該安全控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。根據(jù)本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的一實施例，該安全控制 模塊通過串行通訊接口和該射頻收發(fā)模塊通訊。根據(jù)本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的一實施例，該微型測距 傳感器是微型磁場傳感器。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明的技術(shù)方案是由于智能卡和 SIM/UIM/USIM卡分離，造成本發(fā)明的分離式智能卡本身沒有SIM/UIM/USIM功能。在智能卡 上設(shè)計符合IS07816接口通訊標(biāo)準(zhǔn)的微型接口和符合IS07816接口通訊標(biāo)準(zhǔn)的普通接口， 既可以插入微型化封裝的SIM/UIM/USIM卡，同時也可以與手機(jī)的7816端口通訊。這樣便 于卡片發(fā)行商的初始化，便于用戶挑選移動運營商。并且在分離式智能卡上設(shè)置測距模塊 用以保障近距離安全數(shù)據(jù)通訊。將本發(fā)明的分離式智能卡插上SIM/UIM/USIM卡之后，可實 現(xiàn)移動現(xiàn)有各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的實施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的安全控制模塊的實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的實施例圖1示出了本發(fā)明的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡的實施例的結(jié)構(gòu)。 請參見圖1，本實施例的分離式智能卡包括射頻天線10、天線適配器11、射頻收發(fā)模塊12、 共享時鐘模塊13、路由模塊14、微型接口 15、安全控制模塊16和測距模塊17。模塊之間的 連接關(guān)系是射頻天線10電性連接天線適配器11。射頻收發(fā)模塊12電性連接天線適配器11。安全控制模塊16通過SPI接口(串行通訊接口 )與射頻收發(fā)模塊12電性連接，電性 連接測距模塊17。路由模塊14通過7816主接口與微型接口 15外接的通訊卡通訊，通過 7816從端口與手機(jī)端口通訊，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)接口與安全控制模塊16通訊。共享時鐘模塊 13電性連接射頻收發(fā)模塊12、安全控制模塊16和路由模塊14。在本實施例中，路由模塊 14、安全控制模塊16、射頻收發(fā)模塊12、測距模塊17、共享時鐘模塊13以及天線適配器11 可以是獨立的芯片，也可以組合成一個芯片。射頻天線10、天線適配器11和射頻收發(fā)模塊12依次電性連接，用于接收和發(fā)送射 頻信號。天線適配器11用于射頻天線10和射頻收發(fā)模塊12之間的阻抗匹配。其中的射 頻收發(fā)模塊12是一個2. 4G或5. 8G的射頻收發(fā)器，為分離式智能卡提供了一條直接與外設(shè) 通訊的無線數(shù)據(jù)雙向通道。2. 4G或5. 8G射頻通信信號由射頻收發(fā)模塊12通過天線適配器 11連接到射頻天線10，通過射頻天線10與外設(shè)信號交互通訊。共享時鐘模塊13為射頻收 發(fā)模塊12、安全控制模塊16和路由模塊14提供時鐘信號，通常是一種能輸出穩(wěn)定時鐘信號 的CMOS集成電路或者RC同步振蕩電路。路由模塊14用于實現(xiàn)其所連接的各個模塊(包 括安全控制模塊16、微型接口 15以及手機(jī)端口)之間的數(shù)據(jù)通信的路由功能。本實施例的兩個特別之處在于微型接口 15和測距模塊17。微型接口 15符合 7816接口通訊標(biāo)準(zhǔn)，外接通訊卡，例如是SIM卡、UIM卡或USIM卡。通常在微型接口 15上 設(shè)有與微型化封裝的SIM卡、UIM卡或USIM卡相匹配的缺口，在插入微型化封裝的SIM卡、 UIM卡或USIM卡后其組合外形不超過IS07816接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外形尺寸。測距模塊17內(nèi)部設(shè)置微型測距傳感器，通常是一個微型磁場傳感器，用于測量分 離式智能卡和外圍設(shè)備(例如外界讀卡器)之間的距離。這種微型測距傳感器可將讀卡距 離精度達(dá)到厘米級別水平，確保近距離(例如10cm以內(nèi))的安全通信，為應(yīng)用程序提供安 全閘門。圖2示出了安全控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。請進(jìn)一步參見圖2，本實施例的安全控制 模塊例如是一個高性能8位安全控制器，含有DES/3DES、AES、SSF33、SCB2和公鑰算法引 擎。本實施例的安全控制模塊進(jìn)一步包括安全組件160、應(yīng)用程序模塊、基礎(chǔ)程序模塊、鏈 路協(xié)議模塊。安全組件160是用于實現(xiàn)安全計算以及安全功能的硬件組件，包含密鑰算法引 擎、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、安全檢測與防護(hù)單元等硬件的專用部件。應(yīng)用程序模塊集成了至少一個用于運行應(yīng)用服務(wù)的單元，例如電子銀行卡、電子 錢包、網(wǎng)銀密碼、身份認(rèn)證、特征信息以及其他應(yīng)用。電子銀行卡是指將銀行磁條卡的磁 條信息記錄在智能卡內(nèi)，在需要銀行卡支付時，通過外界讀卡器將磁條信息傳送給P0S機(jī)、 ATM機(jī)等金融機(jī)具，銀行系統(tǒng)還是按照原來銀行卡的支付流程實現(xiàn)電子支付。電子錢包是按 照現(xiàn)行PB0C 2.0標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)非接觸小額支付，適用于公交車票支付、自動售貨機(jī)購物、地鐵 車票支付等無密碼小額支付場合。網(wǎng)銀密碼是通過手機(jī)上的USB端口，將智能卡內(nèi)的數(shù)字 證書傳送到網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)，功能與銀行現(xiàn)行的網(wǎng)銀密碼完全相同。身份認(rèn)證是指智能卡開 通時，將用戶的個人身份信息預(yù)置在智能卡中，并有密鑰封鎖。在內(nèi)置密鑰卡的讀卡器查詢 時，智能卡回復(fù)個人身份信息。身份認(rèn)證可廣泛應(yīng)用于各類需要身份認(rèn)證的場合，如醫(yī)院病 歷卡、家居鑰匙、商用貴賓卡、會員證等。特征信息是指智能卡開通時將用戶的個人特征信 息置于智能卡內(nèi)，包括簽名字跡、面部照片等，主要用于日后需要對照持卡人時使用。
基礎(chǔ)程序模塊是供應(yīng)用程序模塊上的運行應(yīng)用服務(wù)的單元所調(diào)用的，基礎(chǔ)程序模 塊進(jìn)一步包括安全密鑰單元、操作系統(tǒng)單元、STK菜單單元和0TA下載單元。其中安全密鑰 單元存儲安全密鑰的密碼和使用密碼的接口程序。操作系統(tǒng)單元負(fù)責(zé)智能卡中全部軟件、 硬件資源的分配和調(diào)度，控制協(xié)調(diào)并發(fā)活動。STK(SIM Tool Kit，用戶識別卡應(yīng)用程序開 發(fā)工具)菜單單元存儲用戶識別應(yīng)用發(fā)展工具開發(fā)的應(yīng)用菜單程序。0TA(0ver-the-Air Technology，空中下載技術(shù))下載單元用于通過空中下載技術(shù)并用短信為載體來實現(xiàn)智能 卡內(nèi)程序參數(shù)的修改。0TA是通過移動通信的空中接口對SIM/UIM卡數(shù)據(jù)應(yīng)用進(jìn)行遠(yuǎn)程管 理的技術(shù)。0TA技術(shù)的應(yīng)用使得移動通信可提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，而且還能提供新業(yè)務(wù)下 載。鏈路協(xié)議模塊連接安全控制模塊的16的7816主接口、7816從接口、USB/RS232接口、 SPI接口等通訊接口和基礎(chǔ)程序模塊。鏈路協(xié)議模塊進(jìn)一步包括I/O端口驅(qū)動單元、安全組 件接口驅(qū)動單元、UART接口驅(qū)動單元、SPI接口驅(qū)動單元、USB接口驅(qū)動單元以及7816接口 驅(qū)動單元，為基礎(chǔ)程序模塊提供通訊接口的接口規(guī)范。上述實施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而 本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的 最大范圍。
權(quán)利要求
一種帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，該分離式智能卡內(nèi)置在手機(jī)中，該分離式智能卡包括射頻天線；天線適配器，電性連接該射頻天線，用于該射頻天線與射頻收發(fā)模塊之間的阻抗匹配；該射頻收發(fā)模塊，電性連接該天線適配器，進(jìn)行射頻信號的發(fā)送和接收；微型接口，用于外接微型化封裝的通訊卡；路由模塊，電性連接該微型接口、手機(jī)端口、安全控制模塊，用于實現(xiàn)該微型接口、該手機(jī)端口以及該安全控制模塊之間的路由功能；該安全控制模塊，電性連接該射頻收發(fā)模塊，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全；測距模塊，電性連接該安全控制模塊，內(nèi)部設(shè)置微型測距傳感器，用于測量分離式智能卡和外圍設(shè)備之間的距離；共享時鐘模塊，電性連接該射頻收發(fā)模塊、該安全控制模塊和該路由模塊，為該射頻收發(fā)模塊、該安全控制模塊和該路由模塊提供時鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，其特征在于，該 微型接口是符合7816接口通訊標(biāo)準(zhǔn)的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，其特征在于，該 微型接口上設(shè)有與微型化封裝的SIM卡、UIM卡或USIM卡相匹配的缺口，在插入微型化封 裝的SIM卡、UIM卡或USIM卡后其組合外形不超過IS07816標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外形尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，其特征在于，該 路由模塊通過7816從接口與手機(jī)通訊，通過7816主接口與該微型接口所外接的SIM卡、 UIM卡或USIM卡通訊，以及通過內(nèi)部數(shù)據(jù)接口與該安全控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，其特征在于，該 安全控制模塊通過串行通訊接口和該射頻收發(fā)模塊通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，其特征在于，該 微型測距傳感器是微型磁場傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了帶有測距和射頻無線通訊的分離式智能卡，便于卡片發(fā)行商初始化，便于用戶挑選移動運營商，為手機(jī)通訊的新業(yè)務(wù)提供了開放的應(yīng)用平臺，避免了新業(yè)務(wù)所需要的手機(jī)更換成本。其技術(shù)方案為分離式智能卡包括射頻天線；天線適配器，用于射頻天線與射頻收發(fā)模塊之間的阻抗匹配；射頻收發(fā)模塊，進(jìn)行射頻信號的發(fā)送和接收；微型接口，用于外接微型化封裝的通訊卡；路由模塊，用于實現(xiàn)微型接口、手機(jī)端口以及安全控制模塊之間的路由功能；安全控制模塊，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全；測距模塊，用于測量分離式智能卡和外圍設(shè)備之間的距離；共享時鐘模塊，為射頻收發(fā)模塊、安全控制模塊和路由模塊提供時鐘信號。
文檔編號G06K19/077GK101957934SQ20091005631
公開日2011年1月26日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者嚴(yán)迪化, 孫鐘健, 沈大平, 高全建 申請人:上海錦諾信息科技有限公司