专利名称：一种非接触式射频卡及其工作方法
技术领域：
本发明涉及射频技术领域，尤其涉及一种非接触式射频卡及其工作方法。
背景技术：
随着智能技术的发展，具有射频功能的非接触式IC卡在日常生活中已被广泛应用，如公交一卡通、校园一卡通等等。非接触式IC卡，又称感应卡、射频卡，是近几年来发展起来的一项新技术，它成功地将无线识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源(卡中无电源)和非接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。与传统的接触式IC卡相比较，它继承了接触式IC卡的优点，如容量大，保密性好，又克服了接触式IC卡的诸多弱点，如机械故障率高，操作不方便，IC卡芯片寿命低等。在IC卡的应有领域里又向前迈进了一大步。因此，非接触式IC卡一经问世，就在全球范围内受到广泛的关注，并且迅速在很多领域得以推广和应用，充分显示了它良好的应用前景。近年来还将IC卡的功能和手机等移动终端结合在一起，形成了移动支付技术，如RF-SIM卡，即能实现手机通信功能有可以让手机具有射频功能。非接触式智能卡在给人们带来极大便利的同时,也存在着严重的安全隐患。比如一些不法分子可以通过修改读卡器的内部参数，恶意增大读卡器的有效刷卡距离，然后将读卡器放置于隐蔽位置，就可以远程盗刷持卡用户的卡片，造成用户不必要的经济损失。目前解决盗刷的手段主要集中在规范读卡器使用者的管理上，以防止读卡器落入不法分子之手。这种方法显然是被动的，存在很大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种非接触式射频卡及其工作方法，可以有效解决目前非接触式智能卡在读卡器有效刷卡距离被恶意修改加长时产生的盗刷安全问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种非接触式射频卡，具体技术方案如下:—种非接触式射频卡，其特征在于，包括:主控模块、射频收发模块、传感单元；所述传感单元用于采集所述非接触式射频卡的运动信息并产生相应的数据传输给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述感应单元传输的数据判断是否启动所述射频收发模块，所述射频收发模块用于与外界进行射频数据交互.
进一步地，所述传感单元包括三轴加速传感器，所述三轴加速传感器用于获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第一数据判断是否启动射频收发模块。进一步地，所述传感单元包括三轴陀螺仪传感器，所述三轴陀螺仪传感器用于获取所述非接触式射频运动信息并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第二数据判断是否启动所述射频收发模块。进一步地，所述传感器单元还包括三轴陀螺仪传感器，所述三轴陀螺仪传感器用于获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第一数据和所述第二数据中的至少一种数据判断是否启动所述射频收发模块。进一步地，所述非接触式射频卡还包括定时器，所述定时器模块设有一个时间值，用于当主控模块启动所述射频收发模块的时间达到所述时间值时，关闭所述射频收发模块。为解决上述技术问题，本发明提供一种非接触式射频卡工作方法，具体技术方案如下:一种非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，包括以下步骤:传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块；主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否与外界进行射频数据交互。进一步地，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括:三轴加速传感器获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块；所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否与外界进行射频数据交互的处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第一数据判断所述非接触式射频卡是否与外界进行射频数据交互。进一步地，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括:三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频的运动信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块；所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否与外界进行射频数据交互处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第二数据判断所述非接触式射频卡是否与外界进行射频数据交互。进一步地，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体还包括:三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频卡在运动信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块；所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第一数据和第二数据中的至少一种数据判断所述非接触式射频卡是否与处于刷卡运动。进一步地，所述非接触式射频卡工作方法还包括以下步骤:当主控模块启动射频收发模块与外界进行射频数据交互时，同时启动定时器累加射频数据交互的时间；当累加的时间达到定时器预设的最大时间时，终止射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互，关闭定时器并清零。本发明的有益效果是:本发明设有传感单元用于获取非接触式射频卡的运动信息，设有主控模块用于通过运动信息来判断用户的刷卡意图，并使非接触式射频卡工作或关闭，这样可以根据用户的所述的实际情况来开启非接触式射频卡，有效地防止非接触式射频卡被盗刷；本发明还在传感单元中设置三轴加速传感器和三轴陀螺仪传感器使得传感单元能够精确的采集射频卡的运动信息，防止主控模块判端错误，增加射频卡判断的灵活性，本发明中还设有定时器防止射频卡一直处于激活的状态产生的不安全问题。本发明的非接触式射频卡能有效解决目前非接触式智能卡在读卡器有效刷卡距离被恶意修改加长时产生的盗刷安全问题。
图1为本发明实施例一第一种非接触式射频卡的结构示意图；图2为本发明实施例一第二种非接触式射频卡的结构示意图；图3为本发明实施例一第三种非接触式射频卡的结构示意图；图4为本发明实施例一第四种非接触式射频卡的结构示意图；图5为本发明实施例一第五种非接触式射频卡的结构示意图；图6为本发明实施例二非接触式射频卡的工作方法流程图；图7为本发明实施例二射频SIM卡的工作方法流程图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。实施例一:请参考图1，为本实施例非接触式射频卡的结构示意图。本实施方式的非接触式射频卡包括:主控模块、射频收发模块、传感单元；所述传感单元用于采集所述非接触式射频卡的运动信息并产生相应的数据传输给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述感应单元传输的数据判断是否启动所述射频收发模块，所述射频收发模块用于与外界进行射频数据交互。用户在刷卡时的动作是先加速拿出射频卡让射频卡靠近读卡器，然后在减速使卡正对着接近读卡。本实施例射频卡中的传感单元会一直采集射频卡的运动状态，当采集到能体现用户刷卡意图的运动信息如上述的射频卡的运动信息就会开启射频卡的射频通信功能使射频卡与读卡器进行射频通信，完成用户的刷卡过程。当传感单元没有采集到能体现用户刷卡意图的运动信息，将不会开启射频卡的射频通信功能对外通信是关闭的。这样就可以防止用户在没有刷卡意图时射频卡盗刷。在本实施例中的主控模块还可以控制卡片内各个功能模块之间的协同工作。当然本实施例的非接触式射频卡可以包括一些常见的功能模块。如射频卡接口模块用于实现与其他设备的连接，射频卡控制模块用于实现射频卡的附加功能。如图2所示，本实施例中非接触式射频卡可以在传感单元中设置三轴加速传感器获取所述非接触式射频卡在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的加速度信息，并传输相对应的数据给主控模块，主控模块将这些关于加速度的数据通过数学运算后得到射频卡的速度及位置等信息，并根据射频卡的速度及位置信息判断识别用户是否有刷卡的意图。如图3所示，在本实施例的非接触式射频卡中也可设有三轴陀螺仪传感器这种比较精确的传感器，三轴陀螺仪传感器可以获取射频卡在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的角速度，检测到角速度后传输相应的数据给主控模块，主控模块对扯些关于角速度的数据进行处理得出射频卡的实际运动数据，然后根据处理后的数据判断用户是否有刷卡意图，如果用户有刷卡意图则开启射频卡的通信功能与读卡器进行射频通信，如果木有保持对外通信关闭的状态。当然为了能更精确的采集到射频卡的实际运动信息也可将三轴加速传感器，三轴陀螺仪传感器同时设置在传感单元内，如图4所示，三轴加速传感器，三轴陀螺仪传感器同时采集射频卡的实际运动信息，各自传输数据给主控模块，然后主控模块对二者传输的数据进行处理得单个处理或者汇总一起处理得到射频卡关于射频卡速度和位置的数据，并根据该数据来判断识别用户是否有刷卡意图，有则开启射频通信功能，没有则保持关闭的状态。为了使射频卡能获取的准确的运动信息，可在传感单元内设置多个不同的传感器，如电子罗盘，倾角传感器等，设置的传感器种类越多，射频获得的运动信息越丰富，识别用户刷卡动作的正确率越高。本实施例的射频卡可以在用户刷卡前是一直处于关闭状态，只有当射频卡感应到刷卡的动作状态，才会开启射频卡射频通信功能；如果射频卡没有感应到刷卡的运动信息，则会一直保持关闭状态，以防止射频卡被盗刷。当射频卡开启射频通信功能，但用户长时间没有进行刷卡，会使射频卡一直处于激活状态，从而产生的射频卡的安全问题。为了防止上述情况的发生可在本实施例非接触式射频卡中设置定时器，如图5所示，在定时器中预设一个最大工作允许时间，当射频卡开启射频通信功能时同时开启定时器，定时器开始累加时间，当累加的时间达到预设最大值时，关闭射频卡的射频通信功能。实施例二:如图6所示为本实施例为非接触式射频卡的工作方法的框架流程图。本实施非接触式射频卡的工作方法包括如下步骤:传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块；主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动；当主控模块判断所述非接触式射频卡处于刷卡运动时，开启射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互。上述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括:三轴加速传感器获取所述非接触式射频卡在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的加速度信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块；上述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第一数据判断所述非接触式射频卡是否处于刷卡运动。
本实施例的非接触式射频卡的工作方法中传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括:三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的角速率信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块；主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第二数据判断判断所述非接触式射频卡是否处于刷卡运动。本实施例的非接触式射频卡的工作方法中的三轴加速传感器获取所述非接触式射频卡在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的加速度信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块的处理过程具体还包括:三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频卡在空间坐标轴X、Y、Z三个方向的角速率信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块；所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括:所述主控模块根据所述第一数据和第二数据中的至少一种数据判断所述非接触式射频卡是否处于刷卡运动。上述非接触式射频卡工作方法还可以包括以下步骤:当主控模块启动射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互时，同时启动定时器累加射频数据交互的时间；当累加的时间达到定时器设定的最大时间时，终止射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互，关闭定时器并清零。为了进一步描述本实施中的工作方法，对射频SIM的工作过程进行描述，如图7所示，其工作的方法如下:A.首先系统上电后，对卡片上各功能外设进行初始化，确保各外设处于正常工作状态。此时交易开关处于关闭状态，无法进行刷卡交易。B.卡片通过传感单元实时采集卡片的速度，加速度，角速度，角度倾角等运动信
肩、OC.将采集到的上述运动信息，与先前存储的经验知识库进行比较，利用模式识别等方法，判断卡片当前的运动状态是否属于刷卡动作。D.如果不属于刷卡动作，则继续跳转到步骤B执行。E.如果属于刷卡动作，则启动交易，同时启动交易定时器。F.系统循环判断用户刷卡交易是否结束，如果交易结束则关闭交易，同时关闭定时器并清零，继续跳转到步骤B执行。G.如果交易一直没有进行，则交易定时器定时值不断增加，直到达到最大交易允许时间，此时关闭交易开关，同时关闭定时器并清零，继续跳转步骤B执行。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种非接触式射频卡，其特征在于，包括:主控模块、射频收发模块、传感单元；所述传感单元用于采集所述非接触式射频卡的运动信息并产生相应的数据传输给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述感应单元传输的数据判断是否启动所述射频收发模块，所述射频收发模块用于与外界进行射频数据交互。
2.如权利要求1所述的非接触式射频卡，其特征在于，所述传感单元包括三轴加速传感器，所述三轴加速传感器用于获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第一数据判断是否启动射频收发模块。
3.如权利要求1所述的非接触式射频卡，其特征在于，所述传感单元包括三轴陀螺仪传感器，所述三轴陀螺仪传感器用于获取所述非接触式射频运动信息并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第二数据判断是否启动所述射频收发模块。
4.如权利要求2所述的非接触式射频卡，其特征在于，所述传感器单元还包括三轴陀螺仪传感器，所述三轴陀螺仪传感器用于获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块，所述主控模块根据所述第一数据和所述第二数据中的至少一种数据判断是否启动所述射频收发模块。
5.如权利要求1-4任一项所述的非接触式射频卡，其特征在于，还包括定时器，所述定时器模块，用于当所述射频收发模块运行的时间达到预设时间值时，关闭所述射频收发模块。
6.一种非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，包括以下步骤: 传感器单元采集非 接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块； 主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动； 当主控模块判断所述非接触式射频卡处于刷卡运动时，开启射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互。
7.如权利要求6所述的非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括: 三轴加速传感器获取所述非接触式射频卡的运动信息并产生相对应的第一数据传输给所述主控模块； 所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括: 所述主控模块根据所述第一数据判断所述非接触式射频卡是否处于刷卡运动。
8.如权利要求6所述的非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体包括: 三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频的运动信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块； 所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括: 所述主控模块根据所述第二数据判断判断所述非接触式射频卡是否处于刷卡运动。
9.如权利要求7所述的非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，所述传感器单元采集非接触式射频卡的运动信息，并产生相应的数据传输给主控模块的处理过程具体还包括: 三轴陀螺仪传感器获取所述非接触式射频卡在运动信息，并产生相对应的第二数据传输给所述主控模块； 所述主控模块根据所述传感单元传输的数据判断所述非接触式射频卡是否是处于刷卡运动的处理过程具体包括: 所述主控模块根据所述第一数据和第二数据中的至少一种数据判断所述非接触式射频卡是否与处于刷卡运动。
10.如权利要求6-9任一项所述的非接触式射频卡的工作方法，其特征在于，还包括以下步骤: 当主控模块启动射频收发模块与外界进行射频数据交互时，同时启动定时器累加射频数据交互的时间； 当累加的时间达到定时器预设的最大时间时，终止射频卡中的射频收发模块与外界进行射频数据交互，关闭定时器并清零。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式射频卡及其工作方法。本发明的非接触式射频卡包括主控模块、射频收发模块、传感单元；所述传感单元用于采集所述非接触式射频卡的运动信息并产生相应的数据传输给所述主控模块，所述主控模块用于根据所述感应单元传输的数据判断是否启动所述射频收发模块，所述射频收发模块用于与外界进行射频数据交互。该非接触式射频卡能够有效解决非接触式射频卡在读卡器有效刷卡距离被恶意修改加长时产生的盗刷安全问题。
文档编号G06K7/00GK103186809SQ201110453020
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者孙汉宇 申请人:国民技术股份有限公司