專利名稱：射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙及應(yīng)用該貼紙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，特別是一種可將射頻讀卡器所使用的協(xié)議轉(zhuǎn)換或拓展為新的協(xié)議的貼紙以及使用該貼紙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
伴隨著社會(huì)的發(fā)展，非接觸卡在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，在許多場(chǎng)合中使用非接觸卡刷卡操作，例如門禁，公交，餐飲的小額現(xiàn)金支付等，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?。但是在非接觸卡的應(yīng)用上存在著Type A、B、C (Felica)以及Mifare等多種不同的協(xié)議，或相同的通信協(xié)議其根據(jù)應(yīng)用所要求讀卡器設(shè)備的最小發(fā)射功率不完全相同的制式問題。由于一般讀卡器僅能適用與讀卡器使用相同協(xié)議及相同功率要求的卡片，這就使得卡片的通用性受到極大的影響，人們不得不隨身攜帶各種卡片使用在不同的場(chǎng)合。現(xiàn)在雖然兼容多種制式的讀卡器已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于以往安裝的大量讀卡器仍然僅支持某一種或幾種特定制式的協(xié)議，因此如要使得現(xiàn)有的卡片能夠通用，則需要對(duì)原有讀卡器進(jìn)行改造使之兼容多種制式。目前一般的改造方法需要對(duì)原有讀卡器進(jìn)行硬件和軟件上的改動(dòng)，不僅在硬件上需要改造原讀卡器天線及發(fā)射電路部分，在軟件上需要更新支持多種協(xié)議，同時(shí)需要投入人力對(duì)原有讀卡器進(jìn)行拆卸改造及安裝，使得改造費(fèi)用及改造時(shí)間大大增加。中國專利200810067441.8提出了一種射頻智能卡讀寫轉(zhuǎn)換裝置，原讀卡器設(shè)備通過讀卡器內(nèi)UART、RS232、RS485、USB和以太網(wǎng)接口等數(shù)字接口與轉(zhuǎn)換裝置連接，轉(zhuǎn)換裝置通過相應(yīng)原讀卡器所發(fā)出指令并解析響應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)協(xié)議和頻段轉(zhuǎn)換拓展功能。由于該轉(zhuǎn)換裝置需要與讀卡器內(nèi)數(shù)字接口進(jìn)行連接，因此不僅需要對(duì)讀卡器進(jìn)行硬件上的改動(dòng)，修改接口電路連線等，而且還需要對(duì)軟件進(jìn)行部分修改以滿足與轉(zhuǎn)換裝置通信的目的，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中由于新增加的電路及裝置需要對(duì)原讀卡器外殼或安裝位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)讀卡器的改造帶來了 一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述背景，本發(fā)明提出一種射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，將貼紙覆蓋至原讀卡器刷卡面即可將原有讀卡器所使用協(xié)議轉(zhuǎn)換或拓展為新的協(xié)議。通過貼紙貼在讀卡器刷卡面接收讀卡器射頻信號(hào)獲取能量及指令，通過貼紙另一面天線及電路實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換及與卡片交互，從而總體上實(shí)現(xiàn)讀卡器的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。該射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，包括:膠黏層及第一天線層(304)、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、刷卡面及第二天線層(301)和信號(hào)屏蔽材料(302);膠黏層及第一天線層(304)用以粘貼于射頻讀卡器，獲取該射頻讀卡器的射頻信號(hào)，并將該射頻信號(hào)傳輸至該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路用于將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)定協(xié)議格式的信號(hào)并將之傳輸至待讀卡片，以及將該待讀卡片按該預(yù)定協(xié)議發(fā)出的回復(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成該射頻讀卡器可讀的信號(hào)，并將其傳輸至該射頻讀卡器；刷卡面及第二天線層(301)用于與待讀卡片進(jìn)行通信，獲取該待讀卡片發(fā)出的按該預(yù)定協(xié)議傳輸?shù)幕貜?fù)信號(hào)，并將該回復(fù)信號(hào)傳輸至該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；該信號(hào)屏蔽材料(302)設(shè)于該刷卡面及第二天線層(301)與該膠黏層及第一天線層(304)之間，并包裹該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。該膠黏層及第一天線層(304)包括用于粘貼射頻讀卡器的黏性材料和射頻信號(hào)獲取模塊，該射頻信號(hào)獲取模塊通過該膠黏層對(duì)射頻讀卡器刷卡面進(jìn)行覆蓋，其用于與該射頻讀卡器的天線模塊(102)進(jìn)行信號(hào)耦合而獲取該射頻讀卡器所發(fā)送的信號(hào)。信號(hào)屏蔽材料(302)包括信號(hào)隔離材料或吸波材料。刷卡面及第二天線層(301)包含信號(hào)發(fā)送電路及天線，信號(hào)發(fā)送電路及天線兼容多種不同協(xié)議卡片，向不同協(xié)議卡片發(fā)送信號(hào)并獲取卡片相應(yīng)信號(hào)傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)解析與協(xié)議轉(zhuǎn)換。該射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙還包括電源供應(yīng)模塊，該電源供應(yīng)模塊用于對(duì)該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路提供能量。該電源供應(yīng)模塊通過所述射頻信號(hào)獲取模塊耦合該射頻讀卡器的天線模塊(102)所發(fā)出能量并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能元件中，以向所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路提供電能。所訴電源供應(yīng)模塊使用無源式儲(chǔ)能元件、電池、外接電源或太陽能設(shè)備。所述射頻讀卡器與待讀卡片之間的射頻信號(hào)的頻率為13.56MHz或2.4GHz。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。該?yīng)用射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包?射頻讀卡器(100)的控制模塊(101)發(fā)送指令與數(shù)據(jù)，通過射頻讀卡器(100)的天線模塊(102)根據(jù)協(xié)議A發(fā)送射頻信號(hào)；射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙的第一天線層(304)接收所述射頻信號(hào)傳遞給貼紙的協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路根據(jù)射頻讀卡器所用協(xié)議A解析射頻讀卡器主控發(fā)出指令與數(shù)據(jù)，并將該指令與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為協(xié)議B格式通過貼紙的第二天線層(301)將信號(hào)發(fā)送至協(xié)議B卡片；協(xié)議B卡片接收指令與數(shù)據(jù)后使用協(xié)議B返回應(yīng)答信號(hào)；應(yīng)答信號(hào)由所述第二天線層(301)的天線接收后傳輸至協(xié)議轉(zhuǎn)換電路并轉(zhuǎn)換回協(xié)議A的格式；所述第一天線層(304)按照協(xié)議A的格式將應(yīng)答信號(hào)傳遞回射頻讀卡器(100)的天線模塊(102)。本發(fā)明的有益效果是:整個(gè)讀卡器改造無需對(duì)原終端設(shè)備進(jìn)行任何硬件及軟件改動(dòng)，僅需要將貼紙覆蓋至讀卡器刷卡面即可，極大的降低了讀卡器改造難度與改造成本。讀卡器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換改造無需對(duì)終端硬件及軟件進(jìn)行調(diào)整，僅需進(jìn)行貼紙粘貼工作降低了對(duì)讀卡器對(duì)拓展多協(xié)議的應(yīng)用的開發(fā)難度，并可在無需要求原終端廠商對(duì)終端進(jìn)行二次開發(fā)下獨(dú)立進(jìn)行；同時(shí)該協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙可以兼容適應(yīng)原有多種制式傳統(tǒng)13.56MHz讀卡器設(shè)備，使得貼紙可以廣泛應(yīng)用在多種制式讀卡器領(lǐng)域。


圖1為射頻讀卡器應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙結(jié)構(gòu)。圖3為射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙應(yīng)用結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明所述貼紙主要由射頻信號(hào)獲取模塊、電源供應(yīng)模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)發(fā)送部分四個(gè)重要部分組成。射頻信號(hào)獲取模塊的主要作用是通過貼紙對(duì)原13.56MHz讀卡器刷卡面進(jìn)行覆蓋，利用射頻信號(hào)獲取天線與讀卡器天線模塊進(jìn)行信號(hào)耦合，從而獲取讀卡器所發(fā)送的的調(diào)制信號(hào)，獲取讀卡器對(duì)卡片端的數(shù)據(jù)及指令；同時(shí)通過射頻信號(hào)獲取天線將協(xié)議轉(zhuǎn)換后卡片回復(fù)信息傳遞回讀卡器實(shí)現(xiàn)讀卡器的雙向通信。電源供應(yīng)模塊的主要作用為對(duì)協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙內(nèi)電路進(jìn)行能量供應(yīng)，其通過射頻信號(hào)獲取天線耦合讀卡器天線模塊所發(fā)出能量并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能元件中，并向協(xié)議轉(zhuǎn)換電路提供電能；該電源供應(yīng)模塊不限于使用無源式儲(chǔ)能元件或電池、外接電源或太陽能設(shè)備等。協(xié)議轉(zhuǎn)換電路的主要作用將讀卡器所使用的協(xié)議進(jìn)行解析及協(xié)議轉(zhuǎn)換，并在信號(hào)發(fā)送部分將轉(zhuǎn)換后新協(xié)議信號(hào)發(fā)送給卡片；然后將卡片返回信號(hào)進(jìn)行解析協(xié)議，并將協(xié)議轉(zhuǎn)換后信號(hào)由射頻信號(hào)獲取模塊傳遞回讀卡器；協(xié)議轉(zhuǎn)換電路不僅可以舊協(xié)議到新協(xié)議的轉(zhuǎn)換，還可以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的擴(kuò)展，使得原讀卡器可同時(shí)使用多種協(xié)議卡片。信號(hào)發(fā)送部分主要作用是兼容多種不同協(xié)議卡片，向不同協(xié)議卡片發(fā)送信息并獲取卡片相應(yīng)信號(hào)傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)解析與協(xié)議轉(zhuǎn)換；同時(shí)信號(hào)發(fā)送部分可以根據(jù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)多協(xié)議卡片中互干擾與沖突避免，實(shí)現(xiàn)對(duì)多卡片同時(shí)刷卡的管理。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
圖1說明了射頻讀卡器的應(yīng)用組成，主要分為射頻讀卡器的控制模塊101、射頻讀卡器的天線模塊102和卡片103?？ㄆ?03通過接收與返回由射頻讀卡器的天線模塊102發(fā)出的信號(hào)與射頻讀卡器的控制模塊101進(jìn)行通信，整個(gè)通信過程中無線部分遵循協(xié)議A進(jìn)行。圖2說明了射頻讀卡器轉(zhuǎn)換貼紙結(jié)構(gòu)。射頻讀卡器轉(zhuǎn)換貼紙結(jié)構(gòu)上主要分為四大部分，分別為膠黏層及第一天線層304、信號(hào)屏蔽材料302、刷卡面及第二天線層301、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路與電源供應(yīng)電路303。膠黏層及第一天線層304包含粘貼射頻讀卡器的黏性材料和射頻信號(hào)獲取模塊。信號(hào)屏蔽材料302包含信號(hào)隔離材料或吸波材料，主要作用是將膠黏層及第一天線層304的射頻信號(hào)與新刷卡面及第二天線層301的信號(hào)相互隔離防止信號(hào)互相影響，同時(shí)也能保證膠黏層及第一天線層304的射頻信號(hào)獲取天線能更好的獲取射頻讀卡器能量。刷卡面及第二天線層301包含信號(hào)發(fā)送電路及天線，用于對(duì)轉(zhuǎn)換后擴(kuò)展協(xié)議卡片進(jìn)行通信。協(xié)議轉(zhuǎn)換電路與電源供應(yīng)電路303集成于一體，其包含電源供應(yīng)模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換電路，協(xié)議轉(zhuǎn)換與電源供應(yīng)電路303外也包裹有信號(hào)屏蔽材料302，以防止外界信號(hào)對(duì)電路影響。此外，協(xié)議轉(zhuǎn)換電路可與該電源供應(yīng)電路隔開設(shè)置，但兩者需相互電連。圖3說明了射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)。在使用時(shí)，協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙覆蓋讀卡器刷卡面與讀卡器刷卡面(即讀卡器的天線模塊)粘貼，通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)及獲取能量。整體應(yīng)用涉及的部分分為射頻讀卡器的控制模塊101、射頻讀卡器的天線模塊102、膠黏層及第一天線層304的射頻信號(hào)獲取模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換與電源供應(yīng)電路303、刷卡面及第二天線層301的信號(hào)發(fā)送電路及天線，以及協(xié)議A卡片、協(xié)議B卡片。
當(dāng)讀卡器與協(xié)議轉(zhuǎn)換后卡片(協(xié)議)交互時(shí)，數(shù)據(jù)流如下:
1.射頻讀卡器的控制模塊101發(fā)送指令與數(shù)據(jù)，射頻讀卡器的天線模塊102根據(jù)協(xié)議A發(fā)送射頻信號(hào)；
2.射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙的第一天線層304的射頻信號(hào)獲取模塊接收該射頻信號(hào)傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換電路303 ；
3.協(xié)議轉(zhuǎn)換電路303根據(jù)射頻讀卡器所用協(xié)議A解析該射頻信號(hào)所包含的指令信息，并將該指令信息轉(zhuǎn)換為協(xié)議B格式在刷卡面及第二天線層301通過信號(hào)發(fā)送電路及天線發(fā)送；
4.協(xié)議B卡片接收指令信息后使用協(xié)議B返回應(yīng)答信號(hào)；
5.應(yīng)答信號(hào)由刷卡面及第二天線層301的天線接收，傳遞至協(xié)議轉(zhuǎn)換電路并轉(zhuǎn)換回協(xié)議A的格式；
6.射頻信號(hào)獲取模塊按照協(xié)議A的方式將卡片應(yīng)答信號(hào)傳遞回射頻讀卡器100；
7.射頻讀卡器100通過射頻讀卡器的天線模塊102獲取應(yīng)答信號(hào)并處理。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，包括:膠黏層及第一天線層(304)、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、刷卡面及第二天線層(301)和信號(hào)屏蔽材料(302);膠黏層及第一天線層(304)用以粘貼于射頻讀卡器，獲取該射頻讀卡器的射頻信號(hào)，并將該射頻信號(hào)傳輸至該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路用于將該射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)定協(xié)議格式的信號(hào)并將之傳輸至待讀卡片，以及將該待讀卡片按該預(yù)定協(xié)議發(fā)出的回復(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成該射頻讀卡器可讀的信號(hào)，并將其傳輸至該射頻讀卡器；刷卡面及第二天線層(301)用于與待讀卡片進(jìn)行通信，獲取該待讀卡片發(fā)出的按該預(yù)定協(xié)議傳輸?shù)幕貜?fù)信號(hào)，并將該回復(fù)信號(hào)傳輸至該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；該信號(hào)屏蔽材料(302)設(shè)于該刷卡面及第二天線層(301)與該膠黏層及第一天線層(304)之間，并包裹該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:該膠黏層及第一天線層(304)包括用于粘貼射頻讀卡器的黏性材料和射頻信號(hào)獲取模塊，該射頻信號(hào)獲取模塊通過該膠黏層對(duì)射頻讀卡器刷卡面進(jìn)行覆蓋，其用于與該射頻讀卡器的天線模塊(102)進(jìn)行信號(hào)耦合而獲取該射頻讀卡器所發(fā)送的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:信號(hào)屏蔽材料(302)包括信號(hào)隔離材料或吸波材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:刷卡面及第二天線層(301)包含信號(hào)發(fā)送電路及天線，信號(hào)發(fā)送電路及天線兼容多種不同協(xié)議卡片，向不同協(xié)議卡片發(fā)送信號(hào)并獲取卡片相應(yīng)信號(hào)傳遞給協(xié)議轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)解析與協(xié)議轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:該射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙還包括電源供應(yīng)模塊，該電源供應(yīng)模塊用于對(duì)該協(xié)議轉(zhuǎn)換電路提供能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于，該電源供應(yīng)模塊通過所述射頻信號(hào)獲取模塊耦合該射頻讀卡器的天線模塊(102)所發(fā)出能量并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能元件中，以向所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路提供電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:所訴電源供應(yīng)模塊使用無源式儲(chǔ)能元件、電池、外接電源或太陽能設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙，其特征在于:所述射頻讀卡器與待讀卡片之間的射頻信號(hào)的頻率為13.56MHz或2.4GHz。
9.一種應(yīng)用射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包?射頻讀卡器(100)的控制模塊(101)發(fā)送指令與數(shù)據(jù)，通過射頻讀卡器(100)的天線模塊(102)根據(jù)協(xié)議A發(fā)送射頻信號(hào)；射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙的第一天線層(304)接收所述射頻信號(hào)傳遞給貼紙的協(xié)議轉(zhuǎn)換電路；所述協(xié)議轉(zhuǎn)換電路根據(jù)射頻讀卡器所用協(xié)議A解析射頻讀卡器主控發(fā)出指令與數(shù)據(jù)，并將該指令與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為協(xié)議B格式通過貼紙的第二天線層(301)將信號(hào)發(fā)送至協(xié)議B卡片；協(xié)議B卡片接收指令與數(shù)據(jù)后使用協(xié)議B返回應(yīng)答信號(hào)；應(yīng)答信號(hào)由所述第二天線層(301)的天線接收后傳輸至協(xié)議轉(zhuǎn)換電路并轉(zhuǎn)換回協(xié)議A的格式；所述第一天線層(304)按照協(xié)議A的格式將應(yīng)答信號(hào)傳遞回射頻讀卡器(100)的天線模塊(102)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種射頻讀卡器協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙及使用貼紙傳輸數(shù)據(jù)的方法。貼紙包括膠黏層及第一天線層(304)、協(xié)議轉(zhuǎn)換電路、刷卡面及第二天線層(301)和信號(hào)屏蔽材料(302)。膠黏層及第一天線層(304)粘貼于射頻讀卡器，獲取射頻信號(hào)，并將射頻信號(hào)傳輸至協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。協(xié)議轉(zhuǎn)換電路將射頻讀卡器與卡片間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。刷卡面及第二天線層(301)與待讀卡片進(jìn)行通信，將回復(fù)信號(hào)傳輸至協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。信號(hào)屏蔽材料(302)設(shè)于刷卡面及第二天線層(301)與膠黏層及第一天線層(304)之間，并包裹協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。使用協(xié)議轉(zhuǎn)換貼紙無需對(duì)原終端設(shè)備進(jìn)行任何硬件及軟件改動(dòng)便可實(shí)現(xiàn)信號(hào)在不同協(xié)議之間轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G06K19/077GK103177227SQ201110432179
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者明明 申請(qǐng)人:國民技術(shù)股份有限公司