專利名稱:多界面智能卡庫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型適用于智能卡領(lǐng)域,尤其是多界面、可容納多張不同類型卡片內(nèi)容的具有卡庫功能的智能卡。
背景技術(shù):
卡片技術(shù)自誕生以來到目前為止,出現(xiàn)了各種各樣的卡,包括磁卡、條碼卡、接觸式IC卡、非接觸IC卡、接觸或非接觸CPU卡等等。各種卡在我們?nèi)粘Ia(chǎn)、生活方面的應(yīng)用越來越廣泛,其應(yīng)用范圍包括金融,典型的為儲(chǔ)蓄卡磁卡和信用卡磁卡等;安防門禁,典型的為4442型接觸式IC卡、EM4100型ID卡和T5557型125KHz近場(chǎng)IC卡、S50和S70近場(chǎng)13. 56MHz卡等;小額支付應(yīng)用的13. 56MHz和2. 4G卡,如手機(jī)支付雙界面卡、公交卡等;各種會(huì)員卡,包括磁卡、條碼卡等。 這些卡片由于采用的具體技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不同,以及出現(xiàn)的時(shí)間、應(yīng)用領(lǐng)域和信息容量、安全等級(jí)及讀卡設(shè)備不同等方面的區(qū)別,不可能采用一種卡就可以用于目前的各個(gè)領(lǐng)域,因此,我們常常隨身攜帶多張卡,比如出門去購物我們就需要帶上門禁卡、公交卡、儲(chǔ)蓄卡或者信用卡以及各種會(huì)員卡。因此,雖然各種卡為我們帶來了方便,但同時(shí)也給我們帶來了困擾,即卡片太多,不易保管、攜帶,往往帶很多卡在身上,甚至出現(xiàn)需要的卡忘了帶而暫時(shí)不需要的卡帶了很多的情況,同時(shí)不斷發(fā)行的各種卡也在制卡設(shè)備和卡片材料資源上造成巨大的浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問題,本實(shí)用新型的目的是提供一種具有多界面、能包括多張不同類型和數(shù)量的具有卡庫功能的智能卡,以解決卡片過多及一張物理卡不能在多個(gè)方面應(yīng)用的問題。為解決上述問題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是主控制中心、通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、生物識(shí)別模塊、互動(dòng)模塊和電源管理模塊;其中所述主控制中心與存儲(chǔ)模塊、通訊模塊和互動(dòng)模塊進(jìn)行連接,電源管理模塊為各單元部分提供受控電源并根據(jù)控制中心指令執(zhí)行電源管理調(diào)度,同時(shí)主控制中心還連接有生物識(shí)別模塊,以進(jìn)行持卡人生物身份識(shí)別驗(yàn)證。進(jìn)一步的,所述主控制中心為微處理器MCU、中央處理器CPU、ARM、DSP及SoC片上系統(tǒng)的一種或任意組合。進(jìn)一步的,所述的通訊模塊具體為音頻模塊、近場(chǎng)通訊NFC模塊、紅外通訊模塊IrDA,2. 4G及藍(lán)牙模塊、USB模塊中的全部或任意組合。進(jìn)一步的,所述NFC模塊包含13. 56MHz的多模式單元和125KHz虛擬卡單元的全部或部分,多模式指可工作于站模式進(jìn)行讀、寫卡操作,還可工作于卡模式,由站設(shè)備進(jìn)行對(duì)本卡的讀、寫操作;工作于站模式時(shí)可讀取二代身份證ID,用于持卡人的合法身份驗(yàn)證,并在一定時(shí)限內(nèi)取得數(shù)據(jù)交換權(quán)限。[0011]進(jìn)一步的,所述2. 4G及藍(lán)牙模塊,可工作于藍(lán)牙狀態(tài),也可工作于2. 4G頻段的其他系統(tǒng)模式,進(jìn)行私有系統(tǒng)通訊。進(jìn)一步的,所述生物識(shí)別模塊包含指紋傳感器模塊、用于進(jìn)行特定人語音身份識(shí)別的音頻模塊中的一種或組合,特定人語音識(shí)別音頻模塊為復(fù)用的通訊界面中的音頻模塊,即該兩模塊為同一個(gè)物理硬件部分。進(jìn)一步的,所述電源管理模塊的外部電源來自USB接口電源,還可以來自無線供電模塊,內(nèi)部電源為二次電池、超級(jí)電容或其它電力儲(chǔ)能裝置。進(jìn)一步的,所述人機(jī)交互模塊為LCM/0LED顯示模塊或電子紙和按鍵輸入模塊組成,其中按鍵輸入模塊包含至少I個(gè)機(jī)械按鍵,以使主控制中心等可以進(jìn)入睡眠或掉電模式并能通過中斷進(jìn)行人工喚醒,同時(shí)還包括旋轉(zhuǎn)編碼器、感應(yīng)觸摸按鍵及滑條、觸摸屏、光學(xué)感應(yīng)按鍵等中的一種或多種組合。進(jìn)一步的,存儲(chǔ)模塊根據(jù)安全級(jí)別的不同,分為存儲(chǔ)器部分,用于存儲(chǔ)普通信息、 生物密文部分,用于存儲(chǔ)生物識(shí)別驗(yàn)證的原始樣本、密鑰和電子簽章部分,用于保存安全應(yīng)用需要的加解密密鑰和電子簽章數(shù)據(jù)、二代證ID存儲(chǔ)空間和用于保存虛擬卡帳號(hào)等信息的安全數(shù)據(jù)區(qū)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,有益效果在于由于本實(shí)用新型采用存儲(chǔ)器與安全存儲(chǔ)硬件,可以存儲(chǔ)多張不同類型及數(shù)量的卡,類似卡的倉庫即卡庫,因此可將物理卡數(shù)量從多張卡減少到I張,采用多界面通訊模塊,可兼容現(xiàn)有的NFC、2. 4G和IrDA標(biāo)準(zhǔn),顯示模塊可虛擬一維和二維條碼卡,采用身份證認(rèn)證和生物識(shí)別技術(shù)驗(yàn)證以配合不同的數(shù)據(jù)使用權(quán)限與時(shí)限,因此具有使用方便、便于攜帶、應(yīng)用廣泛、安全性高和便于支付的優(yōu)點(diǎn)。
附圖是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加明白,同時(shí)便于技術(shù)人員實(shí)施,
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提供一種多界面智能卡庫,后面文字中出現(xiàn)的卡庫即指多界面智能卡庫,為多界面智能卡庫的簡稱,該卡庫如附圖所示,包括主控制中心I、通訊模塊2、存儲(chǔ)模塊3、生物識(shí)別模塊6、互動(dòng)模塊4和電源管理模塊5 ;其中所述控制中心I與存儲(chǔ)模塊3、通訊模塊2和互動(dòng)模塊4進(jìn)行連接,電源管理模塊5為各單元部分提供受控電源并根據(jù)控制中心指令執(zhí)行電源管理調(diào)度,同時(shí)控制中心I還連接有生物識(shí)別模塊6,以進(jìn)行持卡人身份的生物識(shí)別驗(yàn)證。可選的是,所述控制中心I為微處理器MCU、中央處理器CPU、ARM、DSP及SoC片上系統(tǒng)的一種或任意組合??蛇x的是,所述的通訊模塊具體為音頻模塊21、近場(chǎng)通訊NFC模塊22、IrDA紅外通訊模塊23、2. 4G及藍(lán)牙模塊24、USB模塊25中的全部或部分組合。[0024]可選的是,所述NFC模塊22包含13. 56MHz的多模式單元22A和125KHz虛擬卡單元22B的全部或部分,多模式指可工作于站模式進(jìn)行讀、寫卡操作,還可工作于卡模式,由站設(shè)備進(jìn)行對(duì)本卡的讀、寫操作。需要說明的是,在本實(shí)施例中選用的主控制中心I為CC2540片上系統(tǒng)SoC芯片和STM32系列的ARM芯片中的一種適當(dāng)芯片組成的雙芯片系統(tǒng),這里不指定STM32芯片的具體型號(hào)是因?yàn)镾TM32Flxx/STM32Llxx及STM32R)51xx系列中有多種型號(hào)均適用于本方案;選擇本芯片組的原因是該種組合針對(duì)本方案具有代表性,同時(shí)也用于說明本方案中的某個(gè)模塊可以是一個(gè)單一模塊,也可以是具有多個(gè)功能模塊組合而成的模塊或芯片中的一部分;同時(shí)也不能因此而理解為本實(shí)用新型僅能用CC2540和STM32的組合做主控制中心。需要說明的是,主控制中心中的CC2540芯片已經(jīng)包含USB接口和2. 4G無線模塊,其中的2. 4G無線模塊可工作于GFSK、MSK等調(diào)制、解調(diào)方式,因此可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙連接,還可以實(shí)現(xiàn)私有系統(tǒng)的2. 4G通訊,能進(jìn)行USB連接和數(shù)據(jù)交換;同時(shí),CC2540和STM32均 有支持IrDA的硬件UART串行端口,以支持IrDA通訊,在本實(shí)施例中選用的IrDA前端模塊為羅姆公司的PRM973,該模塊可實(shí)現(xiàn)115. 2K-4M的通訊速率;同時(shí)STM32芯片還包含有多通道的AD和DA轉(zhuǎn)換模塊,因此僅需要簡單外部信號(hào)調(diào)理電路配合麥克和喇叭即可實(shí)現(xiàn)音頻通訊,接收到的信號(hào)通過放大后進(jìn)入AD,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過波形分析、FFT計(jì)算和解密等技術(shù)手段,即可還原出原始數(shù)據(jù),而需要發(fā)送的數(shù)據(jù)則通過加密計(jì)算、編碼,然后通過DA轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)波形,再通過喇叭即可送出。這樣,持卡人在沒有任何金融設(shè)備如POS機(jī)、ATM機(jī)的場(chǎng)所,而且也沒有任何無線網(wǎng)絡(luò)的情況下,只要有普通有線電話機(jī),即可通過撥號(hào)方式與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,達(dá)到刷卡消費(fèi)的目的。需要進(jìn)一步說明的是,當(dāng)13. 56MHz的NFC部分22A工作在站模式時(shí),可以讀取二代身份證數(shù)據(jù),在發(fā)卡時(shí)用于初始化持卡人個(gè)人信息,以確定持卡人身份,在使用過程中用于對(duì)應(yīng)級(jí)別的身份認(rèn)證與權(quán)限許可操作,也可讀寫其他的13. 56MHz卡;工作于卡模式時(shí),則通過控制中心控制工作于虛擬卡狀態(tài)。在虛擬卡狀態(tài),通過接收站設(shè)備發(fā)出的讀卡信號(hào)能量,可以喚醒控制中心,控制中心再根據(jù)站信號(hào)包含的數(shù)據(jù)、命令控制本卡虛擬為庫內(nèi)的某張具體卡對(duì)象,并根據(jù)身份和安全認(rèn)證權(quán)限,執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換操作。需要說明的是,125KHZ部分近場(chǎng)模塊22B僅工作在虛擬卡狀態(tài),同樣可以喚醒控制中心進(jìn)行操作,該部分主要用于虛擬各種125KHZ門禁卡等。如圖中所示,125KHZ部分由天線L和電容C組成接收部分,L和C的值需要諧振在125KHz頻率范圍,當(dāng)有讀卡設(shè)備靠近時(shí),在L兩端獲得讀卡電磁能量,感應(yīng)出電壓和電流,然后通過全橋整流再通過穩(wěn)壓限幅后,即可為主控制中心提供喚醒信號(hào)、讀卡頻率脈沖和數(shù)據(jù)、命令,該信號(hào)可直接送入主控制中心的I/O 口,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收,當(dāng)I/O 口設(shè)置為輸出狀態(tài)時(shí)即可實(shí)現(xiàn)負(fù)載調(diào)制,以送出虛擬卡數(shù)據(jù)。需要說明的是,所述2. 4G及藍(lán)牙模塊24,可工作于藍(lán)牙狀態(tài),也可工作于2. 4G頻段的其他系統(tǒng)模式,進(jìn)行私有系統(tǒng)通訊。在需要時(shí)人工切換到藍(lán)牙狀態(tài),以便于和手機(jī)或電腦進(jìn)行連接,通過手機(jī)或電腦上的對(duì)應(yīng)軟件操作,通過GPRS、WIFI、LAN等數(shù)據(jù)通道與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換操作;在其他時(shí)候則工作于私有2. 4G系統(tǒng)狀態(tài),每過一段時(shí)間通過控制中心芯片內(nèi)的RTC模塊喚醒一次,以檢查是否有公共信息等需要接收處理。需要說明的是,卡庫包含的生物識(shí)別模塊6包括將通訊部分的音頻模塊21復(fù)用為語音識(shí)別驗(yàn)證用的音頻模塊和/或指紋識(shí)別傳感器模塊。在需要生物識(shí)別時(shí),通過音頻模塊21的麥克進(jìn)行語音采樣或指紋傳感器模塊進(jìn)行指紋采樣,通過處理后再與生物密文中的對(duì)應(yīng)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比認(rèn)證,以確定操作人是否為卡的合法持有人;生物密文還可包括掌靜脈樣本、指靜脈樣本、虹膜樣本等持卡人的各種生物識(shí)別樣本,當(dāng)與具有生物認(rèn)證功能的POS機(jī)、ATM機(jī)等交換數(shù)據(jù)時(shí),可以提供需要的樣本與POS機(jī)、ATM機(jī)等實(shí)時(shí)采集的生物識(shí)別數(shù)據(jù)做對(duì)比,以驗(yàn)證持卡人身份,使用本方案可明顯提高識(shí)別速度,因?yàn)樾枰獙?duì)比的樣本僅為卡庫提供的樣本,而非POS機(jī)、ATM機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的海量樣本,同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)持卡人生物識(shí)別樣本的保密需求。需要說明的是,IrDA紅外通訊模塊23通過控制中心I控制,可與具備相應(yīng)模塊的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,如ATM機(jī)、POS機(jī)等,還可進(jìn)行卡對(duì)卡的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)2個(gè)或更多持卡人需要進(jìn)行卡內(nèi)數(shù)據(jù)交換時(shí),僅需要激活對(duì)應(yīng)卡庫,通過人工授權(quán)操作,即可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。需要說明的是,卡庫包含的電源管理模塊的外部電源來自USB接口電源,還可以 來自無線電源模塊。內(nèi)部電源為二次電池、超級(jí)電容或其它電力儲(chǔ)能裝置。當(dāng)有外部電源時(shí),自動(dòng)為內(nèi)部電源充電。需要說明的是,卡庫的互動(dòng)模塊4包括LCM/0LED或電子紙形式的顯示模塊和按鍵輸入模塊,其中按鍵輸入模塊包含至少I個(gè)機(jī)械按鍵,以使控制中心等可以進(jìn)入睡眠或掉電等低功耗模式并能通過按鍵中斷人工喚醒,同時(shí)還包括旋轉(zhuǎn)編碼器、感應(yīng)觸摸按鍵及滑條、觸摸屏、光學(xué)感應(yīng)按鍵等中的一種或任意組合。顯示部分用于顯示存儲(chǔ)器內(nèi)的內(nèi)容,如接收到的金融卡發(fā)卡機(jī)構(gòu)的公告、啟示、信用卡電子對(duì)帳單等,會(huì)員卡機(jī)構(gòu)發(fā)布的促銷、廣播信息等;根據(jù)操作權(quán)限顯示安全存儲(chǔ)器內(nèi)的帳號(hào)、現(xiàn)金價(jià)值等信息以及功能操作與提示信息;顯示接收并保存在卡庫內(nèi)的一、二維條碼供其他設(shè)備閱讀。按鍵輸入模塊則用于執(zhí)行操作命令或/和數(shù)據(jù)的輸入。需要進(jìn)一步說明的是,通過持卡人授權(quán),卡庫通過USB與電腦或通過其他通訊模塊與POS機(jī)、ATM機(jī)進(jìn)行連接或通過藍(lán)牙與手機(jī)進(jìn)行連接,獲得與數(shù)據(jù)中心的連接通道和授權(quán)后,還可進(jìn)行卡庫內(nèi)各虛擬卡現(xiàn)金價(jià)值數(shù)據(jù)的交換,如通過連接由卡庫進(jìn)行操作,完成卡庫內(nèi)某儲(chǔ)蓄卡為卡庫內(nèi)某信用卡執(zhí)行的還款操作。需要說明的是,主控制中心為整個(gè)卡庫的控制管理中心,其他各個(gè)模塊均由控制中心進(jìn)行調(diào)度操作,同時(shí),控制中心還是整個(gè)卡庫的數(shù)據(jù)處理中心,處理如數(shù)據(jù)交換時(shí)的力口、解密計(jì)算等。當(dāng)有外部數(shù)據(jù)交換時(shí),將通訊模塊接收到的數(shù)據(jù)與密鑰進(jìn)行計(jì)算以進(jìn)行解密,然后執(zhí)行相應(yīng)的操作,如現(xiàn)金價(jià)值數(shù)據(jù)交換的計(jì)算、新數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元等,將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)和密鑰進(jìn)行加密計(jì)算后送到對(duì)應(yīng)通訊模塊進(jìn)行發(fā)送。另外,2. 4G部分和/或紅外部分通過適當(dāng)?shù)墓β士刂?,還可進(jìn)行數(shù)米甚至更遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)交換操作距離,其這一特性可用于高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)支付。本實(shí)用新型技術(shù)方案所達(dá)到的效果I、不使用本實(shí)用新型時(shí)持卡人有多少張卡就可能需要帶多少張卡,而采用本實(shí)用新型后則只需要帶一張卡,即卡庫就能達(dá)到原來帶所有卡時(shí)的效果,解決了多張卡的攜帶不便、不利于保管的問題;2、通過采用身份證認(rèn)證和生物識(shí)別技術(shù),解決了卡與持卡人身份的一致性問題,使盜刷信用卡等現(xiàn)象不再發(fā)生;[0040]3、采用音頻模塊,通過有線電話等建立連接,解決了無任何金融設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的情況下的數(shù)據(jù)交換問題;4、采用多界面設(shè)計(jì),解決了單一卡不適用其他非該卡標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)所的有效使用問題;5、通過卡庫與卡庫的數(shù)據(jù)交換,解決了沒有任何設(shè)備和網(wǎng)絡(luò),甚至有線電話的情況下的刷卡支付問題。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案具有使用方便、便于攜帶、應(yīng)用廣泛、安全性高和便于支付的優(yōu)點(diǎn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用于限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、刪減、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.多界面智能卡庫,其特征在于,所述多界面智能卡庫包括 主控制中心、通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、生物識(shí)別模塊、互動(dòng)模塊和電源管理模塊; 其中所述主控制中心與存儲(chǔ)模塊、通訊模塊和互動(dòng)模塊進(jìn)行連接,電源管理模塊為各單元部分提供受控電源并根據(jù)控制中心指令執(zhí)行電源管理調(diào)度,同時(shí)主控制中心還連接有生物識(shí)別模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述主控制中心具體為微處理器MCU、中央處理器CPU、ARM、DSP及SoC片上系統(tǒng)的一種或任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述通訊模塊具體為音頻模塊、近場(chǎng)通訊NFC模塊、紅外通訊模塊IrDA、2. 4G及藍(lán)牙模塊、USB模塊中的全部或任意組入口 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述存儲(chǔ)模塊具體包括存儲(chǔ)器、生物密文存儲(chǔ)空間、密鑰和電子簽章存儲(chǔ)空間、二代身份證ID存儲(chǔ)空間和安全數(shù)據(jù)區(qū)中的全部或部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述生物識(shí)別模塊具體為用于特定人語音身份識(shí)別的音頻模塊和/或指紋傳感器模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述互動(dòng)模塊具體為LCM/OLED顯示模塊或電子紙中的一種做顯示模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述互動(dòng)模塊還包括至少I個(gè)機(jī)械按鍵,同時(shí)還包括旋轉(zhuǎn)編碼器、感應(yīng)觸摸按鍵及滑條、觸摸屏、光學(xué)感應(yīng)按鍵等中的一種或任意組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述電源模塊具體為電源控制管理模塊、內(nèi)部電源和外部電源; 內(nèi)部電源為二次電池、超級(jí)電容或其它電力儲(chǔ)能裝置中的一種; 外部電源為USB接口電源和/或無線供電模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要I和2所述的多界面智能卡庫,其特征在于,所述主控制中心為多界面智能卡庫的控制管理中心,所述其他模塊都受主控制中心的控制,并與主控制中心進(jìn)行連接。
專利摘要本實(shí)用新型適用于智能卡領(lǐng)域,提供了一種多界面、可容納多張不同類型卡片內(nèi)容的具有卡庫功能的智能卡,所述卡庫包括主控制中心、通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、生物識(shí)別模塊、互動(dòng)模塊和電源管理等部分;主控制中心和通訊模塊、存儲(chǔ)模塊、生物識(shí)別模塊、互動(dòng)模塊相連接,電源管理部分根據(jù)主控制中心命令為其他各部分提供受控電源;其中所述的控制中心控制通訊模塊與外部設(shè)備進(jìn)行通訊以實(shí)現(xiàn)信息和金融價(jià)值交易,通過互動(dòng)模塊進(jìn)行操作與信息顯示實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話,生物識(shí)別模塊為控制中心提供特定合法人員的操作權(quán)限認(rèn)證。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案具有使用方便、便于攜帶、應(yīng)用廣泛、安全性高和便于支付的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G07F7/12GK202736166SQ20122030386
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者郭文輝 申請(qǐng)人:郭文輝