基带近场磁条数据传输器的制造方法
【专利说明】基带近场磁条数据传输器
[0001]相关共同未决申请的交叉引用
[0002]本申请是申请序列号为13/826101的，于2013年3月14日提交的，名为“SYSTEMAND METHOD FOR NEARFIELD MAGENTIC STRIPE DATA TRANSMITTER (用于基带近场磁条数据传输器的系统和方法)”的美国申请的部分继续申请，本申请要求该申请的权益，该申请被一同转让，其内容通过引用明确地结合至此。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于基带近场磁条数据传输器的系统和方法，特别涉及一种磁条数据传输器，该传输器将支付卡数据从智能手机或其他电子设备传输到销售点交易终端中。
【背景技术】
[0004]磁条支付卡上带有包含支付卡数据的磁条。磁条支付卡包括信用卡，借记卡，礼品卡和优惠卡等。通过改变嵌入磁条中的磁性粒子的方向，数据被“写入”到磁条上。在销售点(P0S)，通过将卡划过磁条读取器，从磁条中读取卡数据。读取器包括读取器头部和其相关联的解码电路。当卡划过读取器时，磁条在读取器头部的前方移动。移动的磁条(包含极性交替的磁畴)在包含器头部的狭窄感应孔内生成波动的磁场。读取器头部将该波动的磁场转换为等效的电信号。解码电路对该数字信号进行放大和数字化，重新产生与最初写入到磁条上的数据流相同的数据流。在国际标准IS07811和7813中对磁条的编码进行了描述。
[0005]随着智能手机的日益普及和其性能日益提升，人们越来越希望把它们用为作移动钱包，以及在销售点用它们进行支付。这样做的关键障碍是在移动电话和销售点终端之间缺乏数据传输通道。已经提出了多种替代方案。这些替代方案包括将手机屏幕上所显示的数据人工键入P0S终端，显示在手机屏幕上并由2D条形码读取器读取的2D条形码，附加到手机上的射频识别(RF ID)标签，以及由手机中的应用程序驱动的内置近场通信(NFC)硬件。在这些方法中，2D条形码和NFC是最有前景的。但是，销售点缺少合适的读取装置阻碍了它们的大规模应用，并且就NFC而言，很多智能手机还缺乏标准化的NFC性能。
[0006]因此，需要对用于将支付卡数据或其他信息从智能手机或其他电子设备远程传输到销售点交易终端的装置和方法进行改进。
【发明内容】
[0007]本发明描述了一种用于基带近场磁条数据传输器的系统和方法，该传输器通过销售点交易终端的磁条读取器将支付卡数据或其他信息从智能手机或其他电子设备远程传输到销售点交易终端。
[0008]总体上，本发明的一个方面提供了一种用于基带近场磁条数据传输器的系统，该系统包括移动电话和磁条传输(MST)装置。移动电话被配置为传输包括支付卡的磁条数据的脉冲流。磁条传输(MST)装置包括波形整形器、驱动器和感应装置。MST装置被配置为从移动电话接收脉冲流，对接收到的脉冲流进行整形和放大，并生成和发射包括磁条数据的高能磁脉冲。所发射的高能磁脉冲被配置为由磁读取头部远程拾取。MST装置对接收到的脉冲流进行整形，从而补偿屏蔽，涡流损耗和磁读取头部的受限电感值。
[0009]本发明这一方面的实施方式包括以下内容。磁读取器头部被包封在屏蔽罩内，波形整形器对所发射的高能磁脉冲增加直流(DC)分量，从而对屏蔽罩内快速崩溃的磁场进行补偿。磁读取器头部包括具有有限带宽的放大器，波形整形器被配置为将所发射的高能磁脉冲的上升时间控制在磁读取器头部的放大器的有限带宽内。磁读取器头部的放大器的有限带宽的范围在10微秒到60微秒之间。磁读取器头部还包括解码器，波形整形器被配置为将所发射的高能磁脉冲的上升时间控制在解码器的定时限制内。磁读取器头部被封在屏蔽罩内，驱动器包括双极驱动器并且被配置为生成所发射的高能磁脉冲，该高能磁脉冲具有足以穿透屏蔽罩的强度。双极驱动器被配置成为所发射的高能磁脉冲生成双极性电感器电流，该双极性电感器电流的值大于1安培。磁读取器头部包括磁读取器头部电感器，MST装置的感应装置被配置为从大于0.5英寸以外的距离形成具有磁读取器头部电感器的松耦合的变压器。MST装置的感应装置包括具有一个或多个绕组的回路，所述一个或多个绕组被配置为生成在足够大的面积上分布的磁通线，所述足够大的面积的尺寸被设定为包括磁读取器头部的感应孔，并生成电感值，该电感值被配置为使正确定时的电流脉冲达到它们的最大值，并由此在磁读取头电感器中引起最大的感应电压。一个或多个绕组的电感值和电阻值的比值在10 μ Η/ Ω到80 μ Hh/ Ω之间的范围内。一个或多个绕组所包围的面积在600平方毫米到1700平方毫米之间的范围内。感应装置包括由空间分布的两个或两个以上的电感器组成的阵列。由空间分布的两个或两个以上的电感器组成的阵列所覆盖的面积在600平方毫米到1700平方毫米之间的范围内。感应设备包括铁芯或铁氧体芯，该芯被设计为在通过感应装置的高电流下不饱和。支付卡的磁条数据的一部分由加密生成的动态元素取代，该动态元素防止重放攻击或拷贝攻击。加密生成的动态元素在MST或移动电话中生成。加密生成的动态元素包括使用支付卡的磁条数据生成的安全散列，MST识别号码，以及序列号，该序列号针对每一次数据传输增加并且通过加密密匙而加密。
【附图说明】
[0010]参考附图，其中相同的附图标记在多个附图中代表相同的部件。
[0011]图1是根据本发明的基带近场磁条数据传输器系统的概览图；
[0012]图2是根据本发明的用于生成所需的磁场典型电感器的原理图；
[0013]图3是根据本发明的基带近场磁条数据传输器系统的另一个实施方式的概览图；
[0014]图4是根据本发明的基带近场磁条数据传输器系统的另一个实施方式的概览图；
[0015]图5是针对图4所示实施方式，电感器电流随时间变化、磁读取器头部输出电压随时间变化的图形化示意图；
[0016]图6描述了两个电感器的阵列；以及
[0017]图7描述了电感器磁场。
【具体实施方式】
[0018]本发明描述了一种用于基带近场磁条数据传输器的系统和方法，该传输器将支付卡数据从智能手机或其他电子设备传输到销售点交易终端中。
[0019]本发明的主题基带近场磁条传输(MST)利用脉冲调制磁场将数据从远处由智能手机传输到P0S终端中。系统能够在不与读取器部头相接触，或者不与读取器头部靠得很近(小于1_)的情况下，或者在不需要插入到读卡器插槽中的情况下将卡数据传输到P0S终端的读出器中。此外，该系统不再需要如Narenda等人在美国专利US7, 954，716中描述的磁条卡或者现有技术磁条仿真或者电子磁条所必需的划动。
[0020]磁场由特别设计的电感器生成，该电感器由高功率驱动器电路驱动。电感器的独特结构导致了复杂的全向磁场，该磁场能够从远处穿透位于P0S终端内的磁条读取器头部。
[0021]参考图2，电感器124包括一个或多个矩形线束125，该矩形线束的外部尺寸为大约40x30mm，线束厚度为3mm。电感器124的电感值设置为使得正确定时的电流脉冲在每个脉冲结束时到达它们的最大值。此外，在对来自驱动器电路的电流进行整形，从而产生磁场的过程中，电感值和绕组电阻值的比值至关重要，所述磁场近似于当磁条卡在磁读取器头部前面划过时该磁读取器头部所看到的磁信号。在一个示例中，电感和绕组电阻的比值为80 μ Η/ Ω 0
[0022]电感器的物理形状确保磁通线在足够大的面积上分布，从而包括读取器头部的感应孔。电感器绕组可以是漆包绝缘磁导线，或者替代物，电感器可以由螺旋电感器实现，该螺旋电感器由布置在刚性或柔性印刷电路基板上的导线形成