專利名稱：基于雙界面sim卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)、近距離通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和融合，一種借助于手機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備的新型電子支付方式——“非接觸式移動(dòng)刷卡支付”(下述“移動(dòng)支付”)方式應(yīng)運(yùn)而生。消費(fèi)者只要擁有一部手機(jī)，就可以完成理財(cái)、交易、以及在公交地鐵上刷卡繳費(fèi)、在零售店里刷卡購(gòu)物、出入需要身份認(rèn)證的場(chǎng)所等，移動(dòng)支付以其方便、快捷、時(shí)尚的特性越來(lái)越引起消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。以移動(dòng)支付來(lái)代替各種卡，不僅能夠解決掉浮游在各種卡上面的資金，使之在銀行卡上不僅能夠得到一定的利息收入，而且更加方便消費(fèi)者。各種銀行與手機(jī)運(yùn)營(yíng)商合作， 去中介化，使銀行的資金流直接進(jìn)入終端消費(fèi)，消費(fèi)的信息流直接進(jìn)入銀行的信息系統(tǒng)，使之處理信息更有效率。因此，移動(dòng)支付的市場(chǎng)潛力深不可測(cè)，已成為全球運(yùn)營(yíng)商、銀行、商家和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，移動(dòng)支付的實(shí)現(xiàn)方案主要有兩種雙界面RFID SIM卡方案和NFC (Near Field Communication，近距離無(wú)線通信)技術(shù)方案。雙界面RFID SIM卡是基于單芯片的、集接觸式與非接觸式接口為一體的IC卡，包括一個(gè)微處理器芯片和一個(gè)與微處理器芯片相連的天線線圈，由讀寫(xiě)器產(chǎn)生的電磁場(chǎng)提供能量，通過(guò)射頻方式實(shí)現(xiàn)能量供應(yīng)和數(shù)據(jù)傳輸。該方案具體的實(shí)現(xiàn)方式是在SIM卡中加入非接觸式界面，而用于提供電能和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶炀€集成在手機(jī)中或者印刷在塑料膜上，作為獨(dú)立的一個(gè)部件存在，通過(guò)接觸式界面處理傳統(tǒng)GSM命令，采用非接觸式界而解決支付問(wèn)題。雙界面RFID SIM卡包括SIMpass方案和RF-SIM方案兩種方案握奇數(shù)據(jù)的SIMpass是一種將傳統(tǒng)的接觸式SIM卡和支持非接觸式支付的射頻卡封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形狀的卡片中。其中，SIMpass的接觸接口符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)，非接觸接口符合ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)。SIMpass的非接觸式采用13. 56MHz頻率，由于頻率較低，不利于天線的小型化設(shè)計(jì)，射頻天線必須使用外置一種是采用外置線圈(天線)方式，具體由平面天線線圈、延長(zhǎng)柄、觸點(diǎn)組成。將天線與SIMpass卡直接連接，然后與電池緊貼放在電池和手機(jī)后蓋之間，該方案成本低廉，用戶不需要更換手機(jī)的優(yōu)勢(shì)，但不能應(yīng)用于后蓋與電池一體的手機(jī)終端。據(jù)統(tǒng)計(jì)，除卻金屬后蓋，天線型SIMpass對(duì)現(xiàn)有手機(jī)的支持率能夠達(dá)到81% 以上，一種是采用修改手機(jī)終端硬件方式，在手機(jī)上增加射頻天線，實(shí)現(xiàn)天線與手機(jī)的一體化。這種方式需要定制手機(jī)方案通過(guò)改造手機(jī)電池或主板，將天線布置在電池或主板上，并在主板上設(shè)計(jì)天線與卡片上的天線觸點(diǎn)的連接通路。這種方案使非接觸應(yīng)用與手機(jī)融為一體，工作穩(wěn)定可靠，第一種天線連接方案成本小，線圈易損壞，硬件連接不穩(wěn)定，可靠性較差；第二種天線連接方案成本大，硬件穩(wěn)定性、可靠性相對(duì)第一種方案有所改善。[0008]握奇數(shù)據(jù)的SIMpass卡的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范統(tǒng)一；無(wú)須改造POS終端，且天線沒(méi)有其他附件，可以做得相當(dāng)薄，因此，手機(jī)的適應(yīng)面較寬；應(yīng)用間的安全通道使在線支付和離線支付均能夠得到安全保證，并符合現(xiàn)有的金融卡標(biāo)準(zhǔn)。但是，天線的連接點(diǎn)導(dǎo)致SIM卡的觸點(diǎn)高度發(fā)生變化以及連接線易折斷，導(dǎo)致接觸不良；對(duì)手機(jī)改造，需要手機(jī)廠商的配合，一定程度上增加了部署的難度；而且由于SIM卡的尺寸限制及13. 56MHz技術(shù)的載波無(wú)法穿越厚重的電池，導(dǎo)致天線必須通過(guò)有線連接跨越電池粘貼在手機(jī)后蓋上。因此，這種方案的大規(guī)模普及應(yīng)用受到很大的限制。RF-SIM卡方案是將普通SIM卡的移動(dòng)通信功能模塊、微型射頻模塊集成在一起， 工作頻率是2. 4GHz，高頻段波長(zhǎng)短，利于小型化，可通過(guò)內(nèi)置的天線與外部設(shè)備通訊，通信距離可在IOcm 500cm之間自動(dòng)調(diào)整。SIM卡部分用于正常的手機(jī)移動(dòng)通訊、鑒權(quán)，僅用作與手機(jī)的物理連接；使用微型RF模塊并通過(guò)內(nèi)置的天線與外部設(shè)備通訊。RF-SIM卡是一種有源標(biāo)簽，標(biāo)簽工作時(shí)需要由電池提供能量，并定時(shí)主動(dòng)以一定的頻率向外發(fā)送信息；當(dāng)電池沒(méi)電時(shí)，標(biāo)簽不能進(jìn)行正常工作。由于2. 45GHz的RF天線可以集成在SIM中，且其載波可以穿越厚重的電池和手機(jī)后蓋，因此使用RF-SIM卡方案無(wú)須對(duì)現(xiàn)有手機(jī)做任何改造； 而且可以利用移動(dòng)通信的現(xiàn)有通道實(shí)現(xiàn)在線支付；能夠滿足快速交易需求。但是，由于其終端設(shè)備是2. 45GHz，無(wú)法與現(xiàn)有13. 56MHz設(shè)備兼容，而且2. 45GHz技術(shù)應(yīng)用于近距離卡，目前沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)支撐，而且規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)一致性目前較難保證。NFC (Near Field Communication，近距離無(wú)線通信)方案由飛利浦公司發(fā)起，由諾基亞、索尼等著名廠商聯(lián)合主推的一項(xiàng)無(wú)線技術(shù)。NFC由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái)，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。這項(xiàng)技術(shù)最初只是RFID技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡(jiǎn)單合并，現(xiàn)在已經(jīng)演變成一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，發(fā)展態(tài)勢(shì)相當(dāng)迅速。NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息。NFC的短距離交互大大簡(jiǎn)化整個(gè)認(rèn)證識(shí)別過(guò)程，使電子設(shè)備間互相訪問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC，電腦、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等多個(gè)設(shè)備之間可以很方便快捷地進(jìn)行無(wú)線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù)。NFC這種方案的具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)短距離通信根據(jù)靠近作為通訊啟動(dòng)方式，可以保證通信的安全性防止被監(jiān)聽(tīng)，保證通信的確定性。(2)與現(xiàn)有的RFID標(biāo)準(zhǔn)兼容省電模式下的NFC設(shè)備，相當(dāng)于一張RFID標(biāo)簽。(3)簡(jiǎn)化其它通信其它程序的連結(jié)步驟藍(lán)牙或者以太網(wǎng)的通訊協(xié)定都需要在眾多的設(shè)備當(dāng)中選擇正確的設(shè)備。但也存在一定的不足， 主要體現(xiàn)在(1)政策、標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，在中國(guó)從NFC技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃看，關(guān)于NFC專利收費(fèi)問(wèn)題也是業(yè)界所關(guān)注的問(wèn)題。07年NFC技術(shù)發(fā)展上也進(jìn)行了一系列的調(diào)整，國(guó)際上關(guān)于NFC與SIM 卡的接口標(biāo)準(zhǔn)一直爭(zhēng)論不休，從而影響了國(guó)內(nèi)一些計(jì)劃中的試點(diǎn)工作。(2)NFC的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，只可達(dá)424Kbps(3)通信距離不足。(4) NFC-SIM卡方案存在SIM卡的C4、C8管腳占用問(wèn)題，影響 SIM卡的發(fā)展。衡量手機(jī)RFID支付系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)包括工作距離，讀寫(xiě)速度，穩(wěn)定性和可靠性，成本和兼容性。這些性能指標(biāo)與通信協(xié)議、射頻選擇、天線和電磁特性、射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物理實(shí)現(xiàn)等因素有直接關(guān)系，移動(dòng)支付的手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)刷卡方式實(shí)現(xiàn)需要綜合考慮以上因素，以上所列舉的移動(dòng)支付的總體發(fā)展不利總結(jié)如下(I)SIMpass方案讀寫(xiě)速度的快慢影響手機(jī)刷卡支付的交易處理時(shí)間，速度越高， 交互時(shí)間越短，安全性和可靠性越高。從這個(gè)角度看，SIMpass方案表現(xiàn)較差。SIMpass簡(jiǎn)易天線方案成本最小，短期推廣最容易；但是簡(jiǎn)易天線在穩(wěn)定性方面較差，用戶拆后蓋換電池操作可能會(huì)使得天線折斷，影響正常使用。SIMpass改造終端方案需要定制手機(jī)終端，成本與eNFC方案接近。鑒于此，不建議采用SIMpass方案。(2)RF-SIM 工作距離是射頻系統(tǒng)的最重要的因素。對(duì)手機(jī)刷卡支付來(lái)說(shuō)，感應(yīng)距離越短，越能保證數(shù)據(jù)在交互中的安全和可靠。而影響感應(yīng)距離的主要因素是標(biāo)簽的工作頻段，從這個(gè)角度看，RF-SIM方案不適合手機(jī)刷卡支付的場(chǎng)景需求。R F-SIM方案通過(guò)控制信號(hào)強(qiáng)度、利用輻射信號(hào)不一致的特性結(jié)合陣列天線和圖譜識(shí)別等技術(shù)將工作距離控制在 5cm內(nèi)，信號(hào)的不穩(wěn)定會(huì)給支付過(guò)程帶來(lái)影響。2. 4GHz屬于全球通用頻段，支持藍(lán)牙、WiFi、 Zigbee、UffB等設(shè)備，甚至微波爐等都會(huì)對(duì)RF-SIM卡與讀寫(xiě)器的交互產(chǎn)生干擾。RF-SIM方案在兼容性上表現(xiàn)較差，目前銀行、銀聯(lián)都采用13.56MHz，POS機(jī)不兼容。雖然可以通過(guò)改良使得POS機(jī)同時(shí)支持兩個(gè)工作頻段，但這種方法需要不停地校正頻點(diǎn)。RF-SIM采用主動(dòng)供電模式，即當(dāng)手機(jī)電池沒(méi)電時(shí)，射頻功能不能正常使用，影響用戶的便捷和安全方面的刷卡支付體驗(yàn)；另外，在VCC電壓為3. 3V、時(shí)鐘頻率為4MHz條件下，RF-SIM卡在工作狀態(tài)時(shí)消耗的電流是18mA，對(duì)用戶的手機(jī)正常待機(jī)使用有影響。(3) NFC方案中，NFC- SD卡方案的SD卡需要專門(mén)設(shè)計(jì)，成本較高。銀聯(lián)直接找手機(jī)終端廠商談合作策略要比運(yùn)營(yíng)商去談難一些，運(yùn)營(yíng)商獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)地位是銀聯(lián)所不能取代的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為一種基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)，包括手機(jī)本體，雙界面SIM卡和耦合標(biāo)簽，雙界面SIM卡設(shè)置在手機(jī)本體的SIM卡槽中，耦合標(biāo)簽設(shè)置在手機(jī)的后蓋，耦合標(biāo)簽所在的平面與雙界面SIM卡所在的平面互相平行。所述的雙界面SIM卡包括卡基和雙界面IC卡模塊，卡基上內(nèi)嵌有雙界面IC卡模塊。所述的雙界面IC卡模塊包括基材、電極膜片、RFID標(biāo)簽天線和IC卡芯片，電極膜片位于基材的上表面，RFID標(biāo)簽天線位于基材的下表面，IC卡芯片位于基材的下方，可選擇的是RFID標(biāo)簽天線也可以位于IC卡芯片下方另一基材的上表面，IC卡芯片通過(guò)連接線分別與電極膜片和RFID標(biāo)簽天線連接。所述的耦合標(biāo)簽是由天線和電容組成，該耦合標(biāo)簽用于增強(qiáng)RFID標(biāo)簽的諧振能量。耦合標(biāo)簽的天線可以通過(guò)超聲波繞線法、銅蝕刻法、鋁蝕刻法、導(dǎo)電油墨絲網(wǎng)印刷法或者銅電鍍法制得，電容可以是印刷電容，也可以是外接電容。所述的卡基材料可以是PVC卡、ABS卡、PET卡、PETG卡、紙質(zhì)卡等。[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型完全適用現(xiàn)有的非接觸式SIM卡的讀寫(xiě)機(jī)具而且其中的耦合式射頻識(shí)別系統(tǒng)制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定性好。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的雙界面SIM卡俯視圖；圖3為雙界面SIM卡第一實(shí)施例的A-A向剖視圖；圖4為雙界面SIM卡第二實(shí)施例的A-A向剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳盡的描述。如圖1所示，一種基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)，包括手機(jī)本體2，雙界面SIM卡2和耦合標(biāo)簽3，雙界面SIM卡2設(shè)置在手機(jī)本體的SIM卡槽中，耦合標(biāo)簽3設(shè)置在手機(jī)的后蓋，耦合標(biāo)簽3也可以單獨(dú)粘貼到電池板上，耦合標(biāo)簽3所在的平面與雙界面 SIM卡2所在的平面互相平行。耦合標(biāo)簽包括天線和電容，天線的兩端分別與電容的兩端連接。如圖2和圖3所示，雙界面IC卡2包括卡基4和雙界面IC卡模塊，雙界面IC卡模塊封裝在卡基4的銑槽內(nèi)。雙界面IC卡模塊包括基材6、RFID標(biāo)簽天線7、電極膜片5，IC 卡芯片8，電極膜片5位于基材6的上表面，與卡基4表面平齊，RFID標(biāo)簽天線7位于基材 6的下表面，IC卡芯片8位于基材6下，IC卡芯片8通過(guò)連接線分別與電極膜片5和RFID 標(biāo)簽天線7連接。耦合標(biāo)簽中天線所圍合的區(qū)域內(nèi)徑要大于RFID標(biāo)簽天線7的外徑。如圖4所示，本實(shí)施例中的雙界面IC卡模塊包括第一基材6-1、第二基材6-2、 RFID標(biāo)簽天線7、電極膜片5，IC卡芯片8，不同于上一實(shí)施例的是，該RFID標(biāo)簽天線7位于第二基材6-2的上表面，而第二基材6-2位于IC卡芯片8下方，其它結(jié)構(gòu)同上一實(shí)施例。當(dāng)本實(shí)用新型靠近閱讀器時(shí)，閱讀器用于向雙界面SIM卡發(fā)送命令信號(hào)以及接收來(lái)自所述雙界面SIM卡的響應(yīng)，耦合標(biāo)簽的工作頻率和RFID標(biāo)簽的工作頻率接近。耦合標(biāo)簽和雙界面SIM卡模塊在閱讀器的作用下產(chǎn)生耦合作用，增強(qiáng)了雙界面SIM卡模塊非接觸式單元的能量。本實(shí)用新型中的雙界面SIM卡的對(duì)應(yīng)載波頻率分別為13. 56MHz、或27. 12 MHz、或 6. 78 MHz0雙界面SIM卡的接觸式部分通信符合IS0/IEC7816標(biāo)準(zhǔn)，非接觸式部分通信符合 IS0/IEC14443 標(biāo)準(zhǔn)或 IS0/IEC115693 標(biāo)準(zhǔn)或 ISOl 1784/IS011785 標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)，包括手機(jī)本體，雙界面SIM卡和耦合標(biāo)簽，其特征在于雙界面SIM卡設(shè)置在手機(jī)本體的SIM卡槽中，耦合標(biāo)簽設(shè)置在手機(jī)的后蓋，耦合標(biāo)簽所在的平面與雙界面SIM卡所在的平面互相平行；所述的雙界面SIM卡包括卡基和雙界面IC卡模塊，卡基上內(nèi)嵌有雙界面IC卡模塊； 所述的雙界面IC卡模塊包括基材、電極膜片、RFID標(biāo)簽天線和IC卡芯片，電極膜片位于基材的上表面，RFID標(biāo)簽天線位于基材的下表面，IC卡芯片位于基材的下方，IC卡芯片通過(guò)連接線分別與電極膜片和RFID標(biāo)簽天線連接；所述的耦合標(biāo)簽由天線和電容組成，耦合標(biāo)簽與所述的RFID標(biāo)簽天線彼此獨(dú)立且能產(chǎn)生耦合作用。
2.基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)，包括手機(jī)本體，雙界面SIM卡和耦合標(biāo)簽，其特征在于雙界面SIM卡設(shè)置在手機(jī)本體的SIM卡槽中，耦合標(biāo)簽設(shè)置在手機(jī)的后蓋，耦合標(biāo)簽所在的平面與雙界面SIM卡所在的平面互相平行；所述的雙界面SIM卡包括卡基和雙界面IC卡模塊，卡基上內(nèi)嵌有雙界面IC卡模塊； 所述的雙界面IC卡模塊包括基材、電極膜片、RFID標(biāo)簽天線和IC卡芯片，電極膜片位于基材的上表面，IC卡芯片位于基材的下方；IC卡芯片下方設(shè)置有另一基材，RFID標(biāo)簽天線位于該另一基材的上表面，IC卡芯片通過(guò)連接線分別與電極膜片和RFID標(biāo)簽天線連接； 所述的耦合標(biāo)簽由天線和電容組成；耦合標(biāo)簽與所述RFID標(biāo)簽天線彼此獨(dú)立能產(chǎn)生耦合作用。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于雙界面SIM卡的耦合式射頻識(shí)別手機(jī)?，F(xiàn)有的支付式手機(jī)讀寫(xiě)速度慢，數(shù)據(jù)傳輸不可靠。本實(shí)用新型包括手機(jī)本體，雙界面SIM卡和耦合標(biāo)簽，雙界面SIM卡設(shè)置在手機(jī)本體的SIM卡槽中，耦合標(biāo)簽設(shè)置在手機(jī)的后蓋。雙界面SIM卡包括卡基和雙界面IC卡模塊，卡基上內(nèi)嵌有雙界面IC卡模塊。雙界面IC卡模塊中的電極膜片位于基材的上表面，RFID標(biāo)簽天線位于基材的下表面，IC卡芯片位于基材的下方，IC卡芯片通過(guò)連接線分別與電極膜片和RFID標(biāo)簽天線連接。本實(shí)用新型中的耦合式射頻識(shí)別系統(tǒng)制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)H04M1/02GK201966970SQ20112002334
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉彩鳳, 王忠于, 胡體靈 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)