專利名稱：射頻sim卡、射頻讀卡器及射頻通信的磁感應(yīng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻無線通信技術(shù)，特別是涉及射頻SIM卡、射頻讀卡器 及射頻通信的控制方法。
技術(shù)背景現(xiàn)有移動通信技術(shù)的用戶識別模塊Subscriber Identity Model,簡 稱SIM卡，被廣泛應(yīng)用到移動通信終端上。隨著科學技術(shù)發(fā)展，通過各種方法在普通移動通 信終端的SIM卡體內(nèi)增設(shè)各種智能電路模塊，使SIM卡除了具有基本的SIM卡功能外，還增 加了其它更加貼近于生活的功能，射頻SIM卡就是其中之一。申請人就射頻SM卡已經(jīng)提 出過一款中國專利申請，申請?zhí)枮?00710124354. 7。射頻SIM卡采用有源射頻技術(shù)，使普通 的SIM卡能夠具備電子錢包等移動支付功能，或者門禁通行等消費應(yīng)用功能。
首先，由于射頻SIM卡取電自移動終端的電池，其進行射頻工作時會消耗移動終 端電池的電能，因此對移動終端的待機時間造成影響。針對這一問題，目前降低射頻SIM卡 功耗采取的方法是射頻SIM卡定時查詢是否存在射頻交易數(shù)據(jù)來確定是否需要進行交易 處理。這種方法雖然能夠?qū)⑸漕lSIM卡的功耗降低到一定程度，但采用這種方式，射頻SIM 卡的射頻收發(fā)模塊和微控制器還是會在許多其實沒有射頻交易數(shù)據(jù)時因被查詢而啟動工 作，消耗移動終端電池的能量，因此仍然對移動終端的待機時間存在明顯的影響。
其次，所述射頻SIM卡在某些功能的應(yīng)用場合中(例如將射頻SM卡兼用作公共 交通收費IC卡等射頻智能卡)，為了防止出現(xiàn)誤讀卡和錯讀卡的現(xiàn)象，必須將射頻SIM卡與 射頻讀卡器的無線通信距離控制在一個很小的范圍內(nèi)。因此，上述無線通信距離的控制就 成為射頻SIM卡無線通信系統(tǒng)的最主要實現(xiàn)難點?，F(xiàn)有技術(shù)通過衰減射頻SIM卡信號強度 的方法來控制射頻SIM卡與射頻讀卡器的無線通信距離。但是，射頻SIM卡通常裝配于移 動通信終端內(nèi)，受移動通信終端的屏蔽效果影響，在裝配相同無線收發(fā)功率的射頻SIM卡 的情況下，通過不同型號移動通信終端的射頻信號無線收發(fā)功率也不同。因此，必須對不同 型號的移動通信終端定制具有不同無線收發(fā)功率的射頻SIM卡以控制其無線通信距離在 合適的范圍內(nèi)，這勢必將導致在使用射頻SIM卡之前，使用者必須根據(jù)移動通信終端的類 型對射頻SIM卡的無線收發(fā)功率進行校準；另外，如果使用者更換移動通信終端，在每次更 換后還需要對射頻SIM卡再次進行無線收發(fā)功率校準，這種繁瑣的校準過程不僅令使用者 感到不方便，而且不利于射頻SIM卡的推廣應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出 一種能有效降低功耗而對移動終端待機時間幾乎沒有影響的射頻SIM卡和與之相適配射 頻讀卡器，以及射頻通信的磁感應(yīng)控制方法。 本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 設(shè)計、使用一種射頻SIM卡，包括SIM卡本體、第一射頻收發(fā)模塊、第一射頻天線和
第一微控制器，所述第一射頻收發(fā)模塊分別與所述第一射頻天線和第一微控制器電連接，
還包括磁感應(yīng)模塊，該磁感應(yīng)模塊與所述第一射頻收發(fā)模塊電連接；所述磁感應(yīng)模塊未感
應(yīng)到相適配的磁場信號時，所述第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器都處于休眠狀態(tài)；所述
磁感應(yīng)模塊感應(yīng)到相適配的磁場信號時，所述被感應(yīng)到的磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電信號激活所
述第一射頻收發(fā)模塊，該第一射頻收發(fā)模塊再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微控制器，并進一步進入正常工作狀態(tài)與對應(yīng)的射頻讀卡器交換數(shù)據(jù)。
設(shè)計、使用一種與所述射頻SIM卡相適配的射頻讀卡器，包括第二射頻收發(fā)模塊、 第二射頻天線和第二微控制器，所述第二射頻收發(fā)模塊分別與所述第二射頻天線和第二微 控制器電連接，還包括磁場產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生感應(yīng)磁場；所述射頻SIM卡接近所述射頻讀 卡器時，感應(yīng)到所述磁場產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的磁場信號，才將射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊 激活并喚醒第一微控制器。 提出一種射頻通信的磁感應(yīng)控制方法，基于射頻SIM卡和與之適配的射頻讀卡器
之間的數(shù)據(jù)通信，包括如下步驟 A.在射頻讀卡器內(nèi)設(shè)置磁場產(chǎn)生模塊； B.在射頻SIM卡內(nèi)設(shè)置磁感應(yīng)模塊，該磁感應(yīng)模塊與射頻SIM卡的第一射頻收發(fā) 模塊電連接； C.通常狀態(tài)下，也就是所述射頻SIM卡未接近所述射頻讀卡器時，令射頻SIM卡的 第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器處于休眠狀態(tài)； D.所述射頻SIM卡接近所述射頻讀卡器時，射頻SIM卡的磁感應(yīng)模塊感應(yīng)到射頻 讀卡器磁場產(chǎn)生模塊的磁場信號；被感應(yīng)到的所述磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電信號激活所述第一
射頻收發(fā)模塊； E.所述第一射頻收發(fā)模塊再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷 喚醒第一微控制器，若有，所述第一微控制器被喚醒，所述第一射頻收發(fā)模塊進入正常工作 狀態(tài)與所述射頻讀卡器的第二射頻收發(fā)模塊交換數(shù)據(jù)，并將交換所得數(shù)據(jù)傳送給各自對應(yīng) 的第一微控制器和第二微控制器處理。 所述射頻SIM卡的磁感應(yīng)模塊是螺線管線圈、霍爾器件或磁感應(yīng)開關(guān)。 所述射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊被磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換的電信號激活的門限值可以調(diào)整。 所述射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊和射頻讀卡器的第二射頻收發(fā)模塊工作的 頻段為超高頻SHF頻段、甚高頻VHF頻段或者是特高頻UHF頻段。 同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明射頻SIM卡、射頻讀卡器及射頻通信控制方法的技術(shù) 效果在于1.在射頻SIM卡中設(shè)置磁感應(yīng)模塊，在射頻讀卡器內(nèi)設(shè)置相適配的磁場產(chǎn)生模 塊，并使射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器在磁感應(yīng)模塊未感應(yīng)到相適配的 磁場信號時，也即沒有進行射頻交易數(shù)據(jù)的通常狀態(tài)下都處于休眠狀態(tài)；當所述第一射頻 收發(fā)模塊感應(yīng)到適配的磁場信號時，也即射頻SIM卡接近射頻讀卡器要刷卡進行射頻交易 數(shù)據(jù)時，第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器才開始啟動正常工作模式，這樣有效地降低射 頻SIM卡的功耗，因此對移動終端的待機時間幾乎沒什么影響；2.本發(fā)明借助磁感應(yīng)技術(shù) 來有效觸發(fā)射頻收發(fā)模塊啟動工作，由于磁場能量傳遞和感應(yīng)與移動通信終端本身的外型 結(jié)構(gòu)相關(guān)性很小，從而保證了不同的移動通信終端中的射頻SIM卡的感應(yīng)信號強度一致 性，便于射頻SIM的有效推廣應(yīng)用；3.射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊激活后要檢測有射 頻載波信號才確定產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微控制器，進一步有效降低射頻SIM卡的功耗， 并且，射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊被感應(yīng)電信號激活啟動的門限值可以調(diào)整，這樣可 以將讀卡距離有效地控制在一定范圍內(nèi)，且避免誤讀卡和錯讀卡的現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明射頻SM卡的邏輯原理框圖；
圖2是本發(fā)明射頻讀卡器的邏輯原理框圖；
圖3是本發(fā)明射頻通信的磁感應(yīng)控制方法的邏輯流程示意圖。
具體實施例方式
—種射頻SM卡100，如圖1所示，包括SIM卡本體106、第一射頻收發(fā)模塊101、第 一射頻天線102和第一微控制器103，所述第一射頻收發(fā)模塊101分別與所述第一射頻天線 102和第一微控制器103電連接，還包括磁感應(yīng)模塊108，該磁感應(yīng)模塊108與所述第一射 頻收發(fā)模塊101電連接。 所述磁感應(yīng)模塊108可采用傳統(tǒng)技術(shù)中的螺線管線圈、霍爾器件或磁感應(yīng)開關(guān)。
—種射頻讀卡器200，與所述射頻SIM卡100配套使用，如圖2所示，包括第二射頻 收發(fā)模塊202、第二射頻天線202和第二微控制器203，所述第二射頻收發(fā)模塊201分別與 所述第二射頻天線202和第二微控制器203電連接，還包括磁場產(chǎn)生模塊208，用于產(chǎn)生感 應(yīng)磁場。 所述射頻SIM卡100接近所述射頻讀卡器200時，所述磁感應(yīng)模塊108感應(yīng)到所 述磁場產(chǎn)生模塊208產(chǎn)生的相適配的磁場信號，該磁場信號被轉(zhuǎn)換處理成電信號后送至射 頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊IOI，激活所述第一射頻收發(fā)模塊IOI，該第一射頻收發(fā)模塊 101再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微控制器103，并進一 步進入正常工作狀態(tài)與所述射頻讀卡器200交換射頻交易數(shù)據(jù)。 下面結(jié)合圖3簡單說明所述射頻SIM卡100作為智能射頻卡時與射頻讀卡器200
之間的射頻通信過程，也就是本發(fā)明射頻通信的磁感應(yīng)控制方法的具體控制過程。 步驟1 :通常狀態(tài)下，也就是所述射頻SIM卡100未接近所述射頻讀卡器200時，
令射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊101和第一微控制器103處于休眠狀態(tài)； 步驟2 :所述射頻SM卡100接近所述射頻讀卡器200時，射頻SM卡100處于射
頻讀卡器100的磁場產(chǎn)生模塊208所產(chǎn)生的磁場中，射頻SIM卡100的磁感應(yīng)模塊108感
應(yīng)到所述磁場產(chǎn)生模塊208的磁場信號； 步驟3 :所述被感應(yīng)到的磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換處理成電信號激活啟動所述第一射頻收 發(fā)模塊101，該第一射頻收發(fā)模塊101借助第一射頻天線102進行射頻載波檢測；如果檢測 射頻載波信號，進行步驟4，如果沒有檢測到射頻載波信號，回到步驟1 ;
步驟4 :所述第一射頻收發(fā)模塊101檢測射頻載波信號，產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微 控制器103進入正常工作模式； 步驟5 :射頻SM卡100的第一射頻收發(fā)模塊101與射頻讀卡器200的第二射頻 收發(fā)模塊201之間(借助各自第一射頻天線102和第二射頻天線202)交換處理射頻交易 數(shù)據(jù)； 步驟6 :第一微控制器103和第二微控制器203將交易數(shù)據(jù)進行處理完畢。
本發(fā)明中，所述第一射頻收發(fā)模塊101被磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換的電信號激活的門限值可以 調(diào)整。所述射頻SIM卡100的第一射頻收發(fā)模塊101和射頻讀卡器200的第二射頻收發(fā)模 塊201工作的頻段為超高頻SHF頻段、甚高頻VHF頻段或者是特高頻UHF頻段。
所述磁感應(yīng)模塊108所采用的螺線管線圈、霍爾器件或磁感應(yīng)開關(guān)，以及所述磁場產(chǎn)生模塊208，它們均屬傳統(tǒng)技術(shù)，其原理和具體控制此處不再贅述。對于電磁信號的轉(zhuǎn)換處理，可以在磁感應(yīng)模塊108內(nèi)進行，也可以在射頻收發(fā)模塊101內(nèi)設(shè)置相應(yīng)電路予以處理，這些也屬于傳統(tǒng)技術(shù)，具體此處不再贅述。
權(quán)利要求
一種射頻SIM卡，包括SIM卡本體、第一射頻收發(fā)模塊、第一射頻天線和第一微控制器，所述第一射頻收發(fā)模塊分別與所述第一射頻天線和第一微控制器電連接，其特征在于還包括磁感應(yīng)模塊，該磁感應(yīng)模塊與所述第一射頻收發(fā)模塊電連接；所述磁感應(yīng)模塊未感應(yīng)到相適配的磁場信號時，所述第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器都處于休眠狀態(tài)；所述磁感應(yīng)模塊感應(yīng)到相適配的磁場信號時，所述被感應(yīng)到的磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電信號激活所述第一射頻收發(fā)模塊，該第一射頻收發(fā)模塊再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微控制器，并進一步進入正常工作狀態(tài)與對應(yīng)的射頻讀卡器交換數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的射頻SIM卡，其特征在于所述磁感應(yīng)模塊是螺線管線圈、霍爾 器件或磁感應(yīng)開關(guān)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的射頻SIM卡，其特征在于所述第一射頻收發(fā)模塊被磁感 應(yīng)轉(zhuǎn)換的電信號激活的門限值可以調(diào)整。
4. 如權(quán)利要求3所述的射頻SIM卡，其特征在于所述第一射頻收發(fā)模塊工作的頻段 為超高頻SHF頻段、甚高頻VHF頻段或者是特高頻UHF頻段。
5. —種與權(quán)利要求1所述的射頻SIM卡相適配的射頻讀卡器，包括第二射頻收發(fā)模塊、 第二射頻天線和第二微控制器，所述第二射頻收發(fā)模塊分別與所述第二射頻天線和第二微 控制器電連接，其特征在于還包括磁場產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生感應(yīng)磁場；所述射頻SIM卡接 近所述射頻讀卡器時，感應(yīng)到所述磁場產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的磁場信號，才將射頻SIM卡的第一 射頻收發(fā)模塊激活并喚醒第一微控制器。
6. 如權(quán)利要求5所述的射頻讀卡器，其特征在于所述第二射頻收發(fā)模塊工作的頻段 為超高頻SHF頻段、甚高頻VHF頻段或者特高頻UHF頻段。
7. —種射頻通信的磁感應(yīng)控制方法，基于射頻SIM卡和與之適配的射頻讀卡器之間的 數(shù)據(jù)通信，其特征在于，包括如下步驟A. 在射頻讀卡器內(nèi)設(shè)置磁場產(chǎn)生模塊；B. 在射頻SIM卡內(nèi)設(shè)置磁感應(yīng)模塊，該磁感應(yīng)模塊與射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊 電連接；C. 通常狀態(tài)下，也就是所述射頻SIM卡未接近所述射頻讀卡器時，令射頻SIM卡的第一 射頻收發(fā)模塊和第一微控制器都處于休眠狀態(tài)；D. 所述射頻SIM卡接近所述射頻讀卡器時，射頻SIM卡的磁感應(yīng)模塊感應(yīng)到射頻讀卡 器磁場產(chǎn)生模塊的磁場信號；被感應(yīng)到的所述磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電信號激活所述第一射頻 收發(fā)模塊；E. 所述第一射頻收發(fā)模塊再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷喚醒 第一微控制器，若有，所述第一微控制器被喚醒，所述第一射頻收發(fā)模塊進入正常工作狀態(tài) 與所述射頻讀卡器的第二射頻收發(fā)模塊交換數(shù)據(jù)，并將交換所得數(shù)據(jù)傳送給各自對應(yīng)的第 一微控制器和第二微控制器處理。
8. 如權(quán)利要求7所述的射頻通信控制方法，其特征在于所述射頻SIM卡的磁感應(yīng)模 塊是螺線管線圈、霍爾器件或磁感應(yīng)開關(guān)。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的射頻通信控制方法，其特征在于所述射頻SIM卡的第一 射頻收發(fā)模塊被磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換的電信號激活的門限值可以調(diào)整。
10. 如權(quán)利要求9所述的射頻通信控制方法，其特征在于所述射頻SIM卡的第一射頻收發(fā)模塊和射頻讀卡器的第二射頻收發(fā)模塊工作的頻段為超高頻SHF頻段、甚高頻VHF頻 段或者是特高頻UHF頻段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射頻SIM卡、射頻讀卡器及射頻通信的磁感應(yīng)控制方法。射頻SIM卡包括SIM卡本體、第一射頻收發(fā)模塊、第一射頻天線和第一微控制器，以及磁感應(yīng)模塊；磁感應(yīng)模塊未感應(yīng)到相適配的磁場信號時，第一射頻收發(fā)模塊和第一微控制器都處于休眠狀態(tài)；磁感應(yīng)模塊感應(yīng)到射頻讀卡器的磁場產(chǎn)生模塊的磁場信號時，被感應(yīng)到的磁場信號經(jīng)轉(zhuǎn)換成電信號激活第一射頻收發(fā)模塊，該第一射頻收發(fā)模塊再檢測是否有射頻載波信號而確定是否產(chǎn)生外部中斷喚醒第一微控制器，并進一步進入正常工作狀態(tài)與射頻讀卡器交換數(shù)據(jù)。本發(fā)明大大降低射頻SIM卡的功耗，有效控制射頻通信距離和避免錯讀和誤讀現(xiàn)象。
文檔編號G06K19/07GK101739583SQ20081021796
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者孫迎彤, 朱杉, 李美祥 申請人:國民技術(shù)股份有限公司