电子磁条卡的制作方法

本发明涉及模拟磁条技术领域，特别地，涉及电子磁条卡。

背景技术：

磁条卡是指以磁条为信息载体的卡片，将磁性材料涂覆在卡片上(如银行存折)或将宽约6-14mm的磁条压贴在卡片上(如银行卡)。根据ISO7811/2标准规定，第一磁道能存储76个字母数字型字符，并且在首次被写磁后是只读的；第二磁道能存储37个数字型字符，也是只读的；第三磁道能存储104个数字型字符，是可读可写的，用以记录账面余额等信息。磁条卡的磁条由微粒磁性材料制成的，磁条卡以一定的速度通过装有线圈的工作磁头，磁条卡的外部磁力线切割磁头内部的线圈，在线圈中产生感应电动势，进而传输记录在磁条内的信号。

随着金融产业的发展，人们拥有了越来越多的磁条卡，这在携带和使用上都很不方便。而且一旦存放多张磁条卡的钱包丢失，还需要同时挂失、补办多张卡，非常麻烦。磁条上存储了序列化的磁场，磁头划过磁条的时候可以检测出其中存储的磁场信息。而变化的电流通过线圈也能产生序列化的磁场，因此可以通过控制电磁铁中的电流来模拟磁条来完成向磁头传递磁场信息的动作。通过变化通过线圈的电流序列，就可以将一张磁条卡变化成多张磁条卡了，这种磁条卡可以称为“电子磁条卡”。也就是用电磁铁来模拟磁条卡中的磁条。

如图1所示，电子磁条卡100中一般需要包括数据传输组件101(一般是芯片的形式)、处理器组件102、电源组件103以及模拟磁条组件104组成。其中，电源组件103负责为数据传输组件101以及处理器组件102供电；数据传输组件101以有线或者无线的形式负责从外部将传统磁条卡数据导入，处理器组件102记录该信息，并将该数据传输给模拟磁条组件104进行磁卡模拟。磁头划过该电子磁条卡的模拟磁条组件104时，就可以读取出处理器组件102输出的卡号等信息。

具体在模拟传统磁条卡时，还可以提供一个设备(这里称为host)，host带有插卡口，首先可以将传统磁条插入该插卡口中，host读取传统磁条卡中的 数据，保存到host中；当然，如果用户有多张传统磁条卡，可以分别将各个传统磁条卡中的数据都通过这种方式保存到host中。当需要模拟某传统磁条卡时，可以将电子磁条卡插入到host中，并在host提供的界面(可能是host自带显示屏，也可能借助于手机、台式机等设备的显示屏)上显示出已经录入到host中的传统磁条卡列表，用户可以从中选择需要模拟的磁条卡，这样，电子磁条卡的数据传输组件101就可以从host中读取传统磁条卡中的数据，导入到处理器组件102记录该信息，并将该数据传输给模拟磁条组件104进行磁卡模拟。此时，就可以将该电子磁条卡从host的插卡口取下，使用其进行刷卡消费等操作。如果用户下次需要模拟另一张传统磁条卡，则可以重复上述操作，在host提供的列表中选择其他的磁条卡信息，该电子磁条卡就可以作为该另一张传统磁条卡使用了。

在通过上述方式，可以实现通过一张电子磁条卡模拟多张传统磁条卡，避免用户需要携带多张传统磁条卡。但是现有的技术实现中，经常会出现模拟失败的现象。例如，在将某传统磁条卡的信息导入到电子磁条卡之后，在POS机等终端设备上刷卡时，经常出现无法读取出卡号信息或者读取错误、不完整等现象。

因此，迫切需要本领域技术人员解决的技术问题就在于：如何更有效地实现对传统磁条卡的模拟，提高刷卡成功率。

技术实现要素：

本发明提供了电子磁条卡，能够更有效地实现对传统磁条卡的模拟，提高刷卡成功率。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子磁条卡，包括数据传输组件、处理器组件、电源组件以及模拟磁条组件，其中，所述模拟磁条组件包括由导线绕制成的电磁线圈以及磁导率方向各向异性的磁芯；所述磁芯的磁导率方向为斜向，所述斜向为与横向成预置角度的方向，所述横向为平行于电子磁条卡长度边的方向。

可选地，所述电磁线圈绕制在所述磁芯的外侧，或者，所述磁芯包在所述 电磁线圈外侧，或者，所述电磁线圈与所述磁芯相互包含，或者，所述电磁线圈与所述磁芯相互独立。

可选地，所述电磁线圈为横向、纵向或者斜向绕制。

可选地，所述磁芯由斜向排列的多个软铁棒组成。

可选地，所述软铁棒为直线、弯曲或者用斜角连接的形状。

可选地，所述电子磁条卡还包括：

磁头感应组件，用于感应磁头划过所述模拟磁条组件的信号，将该信号传递给所述处理器组件，以便通过所述处理器组件控制所述数据传输组件产生信号，并输出到所述模拟磁条组件。

另一方面，提供了一种电子磁条卡，包括数据传输组件、处理器组件、电源组件以及模拟磁条组件，其中，所述模拟磁条组件包括多个由导线绕制成的电磁线圈，其中，各个电磁线圈斜向排列，所述斜向为与横向成预置角度的方向；所述横向为平行于电子磁条卡长度边的方向。

可选地，各个电磁线圈还带有磁芯。

可选地，所述磁芯的磁导率方向各向同性。

可选地，所述电子磁条卡还包括：

磁头感应组件，用于感应磁头划过所述模拟磁条组件的信号，将该信号传递给所述处理器组件，以便通过所述处理器组件控制所述数据传输组件产生信号，并输出到所述模拟磁条组件。

另一方面，提供了一种电子磁条卡，包括数据传输组件、处理器组件、电源组件以及模拟磁条组件，其中，所述模拟磁条组件包括由导线绕制成的电磁线圈以及磁芯；其中，所述磁芯的长度与宽度之间的比例大于预置的阈值，所述电磁线圈横向绕制在所述磁芯的外侧，以便当电磁线圈通电时，产生斜向磁场，所述斜向为与横向成预置角度的方向，所述横向为平行于电子磁条卡长度边的方向。

可选地，所述电子磁条卡还包括：

磁头感应组件，用于感应磁头划过所述模拟磁条组件的信号，将该信号传递给所述处理器组件，以便通过所述处理器组件控制所述数据传输组件产生信号，并输出到所述模拟磁条组件。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果：本发明实施例通过偏转磁场线的方式，使得整个模拟磁条组件的具备更好的稳定性和可靠性，从而使得刷卡成功率得到提高。

附图说明

图1是电子磁条卡结构示意图；

图2是现有技术中的模拟磁条组件结构示意图；

图3是现有技术中感应电流平均幅值和方向与磁头位置坐标的关系示意图；

图4-1、4-2、4-3、4-4是本发明实施例中磁芯与电磁线圈的位置关系示意图；

图5-1、5-2是本发明实施例中电磁线圈的绕制方式示意图；

图6-1是本发明实施例中磁芯的磁导率方向示意图；

图6-2、6-3、6-4是本发明实施例中的磁芯组成方式示意图；

图7是本发明实施例中另一种模拟磁条组件构成方式示意图；

图8是本发明实施例中再一种模拟磁条组件构成方式示意图；

图9是本发明实施例中模拟磁条组件产生的磁场磁力线图示意图；

图10是本发明实施例中感应电流平均幅值和方向与磁头位置坐标的关系示意图；

图11是本发明实施例中的电子磁条卡结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先需要说明的是，本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中用电子磁条卡模拟传统磁条卡时，之所以经常会出现刷卡失败等现象，是因为：现有的磁条模拟方式均使用磁导率方向均匀的磁芯作为模拟磁条的核心组件。如图2是其中较有代表性的一种，即直接在横向铁芯201上面缠绕纵向线圈 202，模拟磁条。这种磁条模拟技术的缺点是磁头在整个模拟磁条上一部分位置(一般是两端)可检测到较高幅值的感应电流，在其余部分(一般是中间较长的一段区间)仅能检测到非常小甚至根本无法检测到感应电流。除此以外，磁头检测到感应电流的方向也不稳定，导致检测不稳定甚至检测失败。

图3所示为磁头在模拟磁条上划过时检测到的感应电流平均幅值A和方向与磁头位置坐标的关系。其中，横坐标X是磁头在模拟磁条上的位置，L为模拟磁条的长度，纵坐标是磁头上感应电流平均值的幅值和方向。可以发现，传统磁条模拟技术使得检测磁头感应出来的电流无论是幅值大小还是电流方向都非常的不稳定，很容易导致刷卡无效。

为此，本发明实施例就从改善磁条模拟方式角度出发，对电子磁条卡进行改进，以期达到更有效的模拟磁条卡、提高刷卡成功率的目的。下面对具体的实现方式进行详细地介绍。

实施例一

在本发明实施例一中，提供了一种电子磁条卡，该磁条卡同样可以由图1中所述的数据传输组件101、处理器组件102、电源组件103以及模拟磁条组件104组成，但需要对模拟磁条组件的磁条模拟方式进行改进。在该实施例一中，改进的方式是：由导线绕制成的电磁线圈以及磁导率方向各向异性的磁芯组成模拟；其中，磁芯的磁导率方向为斜向，以此可以产生斜向的磁场。这里的斜向是指与横向具有一定的夹角，例如，该夹角可以为45度。其中，横向就是指平行于电子磁条卡长度边的方向。所谓的磁导率方向各向异性就是指，在某一方向上的磁导率很高，而在其他方向上的磁导率则很低。磁导率方向为斜向，也就是说，只有在该斜向的方向上磁导率比较高，其他方向比较低，这样，当电磁线圈通电之后产生的磁场也会是斜向的。通过这种方式可以使得磁条模拟的有效性得到提高，磁头划过模拟磁条组件时，在两端以及中间各个部位都能检测到较强的感应电流，提高刷卡的成功率。

也就是说，在本发明实施例一中，主要起作用的部件是磁导率方向各向异性的磁芯，电磁线圈与磁芯之间的位置关系、电磁线圈的绕制方式等，都可以是不进行限定。例如，电磁线圈与磁芯之间的位置关系可以是电磁线圈绕制在磁芯的外侧，或者，磁芯也可以包在电磁线圈外侧，或者，电磁线圈与磁芯相 互包含，或者，电磁线圈与磁芯相互独立。如图4-1、4-2、4-3、4-4，分别示出了上述四种位置关系，其中实线代表磁芯，虚线代表电磁线圈。而电磁线圈的绕制方式也可以是横向、纵向、斜向等多种方式。例如，其中图5-1示出了横向绕制的方式，图5-2示出了纵向绕制的方式。

关于磁导率方向各向异性的磁芯，具体实现时，可以是直接制作出一种磁导率各向异性的磁芯材料来满足本发明实施例一的需求。如6-1所示，箭头方向表明了该磁芯材料的磁导率方向，这种磁芯材料可以用物理化学的形式生产，也可以通过在普通高磁导材料上斜向压出厚薄条纹等机械加工的方法生产出来。或者，也可以使用非均匀分布的磁粉等形式来制备磁导率各向异性的磁芯，等等。

另外，在本发明实施例一中，还提供了以下模拟磁导率各向异性的磁芯的方式：将多个软铁棒斜向排列组成一个磁芯材料，这样沿着软铁棒方向的磁导率就会比较高，而其他方向的磁导率比较低，最终这一组软铁棒排列在一起，就相当于形成了一条磁导率方向各向异性的磁芯。也就是说，如图6-2所示，该磁芯可以由多个软铁棒组成，每个软铁棒本身均斜向放置(也即与横向成预置角度)，各个软铁棒在横向上并列排放。需要说明的是，在如6-2中这种实现方式下，软铁棒本身可以是磁导率方向各向同性的，但是按照这种方式进行排列之后，最终形成的组合体就可以产生磁导率方向各向异性的物理特性，也即使得磁芯的磁导率方向为沿着软铁棒的方向。另外需要说明的是，如图6-3所示，这种软铁棒本身的形状也可以是弯曲的，或者如图6-4所示，还可以是用斜角连接的形状，等等。

总之，在本发明实施例一中，通过磁导率方向各向异性的磁芯，这种磁芯可以增强磁场强度和改变磁力线方向，因此最终可以使得模拟磁条组件在特定的方向上产生较强的磁场。这样，在磁头划过模拟磁条组件时，无论是在模拟磁条组件两端还是中间部位，都能检测到较强的感应电流，从而提高刷卡成功的概率。

实施例二

在本发明实施例二中，可以通过另一种方式来使得模拟磁条组件在特定方向上产生较强且稳定的磁场。模拟磁条组件可以由多个斜向排列的电磁线圈组 成。也就是说，如图7所示，模拟磁条组件包括多个由导线绕制成的电磁线圈，其中，各个电磁线圈在横向上并列排放，每个电磁线圈本身均斜向放置，其中，与实施例一中类似，斜向为与横向成预置角度的方向；横向为平行于电子磁条卡长度边的方向。通过这种不同电磁线圈之间的物理排列方式，同样可以起到偏转磁场线的作用，也就是说，可以使得模拟磁条组件在通电后产生斜向的磁场，并且在该方向上，磁场的强度以及稳定性都较高。当然，为了进一步提高磁场强度，每个电磁线圈还可以带有磁芯(图7中所示的就是带有磁芯的情况)，这种磁芯可以是磁导率方向各向同性。

当然，该实施例二提供的模拟磁条组件同样是用于电子磁条卡中，这种电子磁条卡除了模拟磁条组件，还包括数据传输组件、处理器组件以及电源组件。

实施例三

在本发明实施例三中，同样为了使得模拟磁条组件在特定方向上产生较强且稳定的磁场，模拟磁条组件还可以包括由导线绕制成的电磁线圈以及磁芯；其中，磁芯的长度与宽度之间的比例大于预置的阈值，电磁线圈横向绕制在磁芯的外侧，这样，当电磁线圈通电时，就可以产生斜向磁场。同样，这里的斜向是指与横向成预置角度的方向，横向为平行于电子磁条卡长度边的方向。

也就是说，为了达到偏转磁场线的目的，除了采用磁导率方向各向异性磁芯和斜向排列电磁线圈的方式之外，还可以利用磁芯本身的几何性质来实现。如图8所示，可以采用一个横向缠绕的线圈811，将一个长宽比较大的磁芯812包围其中。这样之所以可以偏转磁场线，是因为，线圈811通电后形成的磁场的磁力线一般不会处于严格的垂直方向y，而是与垂直方向y有个很小的偏转角度。这是因为线圈的导线有一定的直径，所以缠绕时不会严格平行于x方向。在没有磁芯时，假设线圈产生的磁场磁力线图9中虚线所示。加入磁芯后，该磁场强度会相应增强。而磁芯几何性质为长宽比较大，这就意味着在x方向上的磁芯延展比y方向的磁芯延展要长，于是对线圈磁场在x方向的增强比y方向的增强要强。因此，单纯线圈产生的磁场(图9中虚线所示)经过磁芯812增强后变成了强度更大、偏转角度明显的新磁场(图9中实线所示)。

同样的，该实施例三提供的模拟磁条组件也是应用于电子磁条卡中，这种 电子磁条卡除了模拟磁条组件，还包括数据传输组件、处理器组件以及电源组件。

总之，在本发明实施例提供的上述三个实施例中，都是通过偏转磁场线的方式，使得整个模拟磁条组件的具备更好的稳定性和可靠性，从而使得刷卡成功率得到提高。参见图10，其为本发明实施例提供的方案中，磁头检测出的感应电流的平均幅值与电流方向随检测位置的变化关系，对比图3可见，磁头检测到电流的幅值和方向在整个磁条区域内都相对稳定，使得刷卡成功率和可靠性得到提升。

需要说明的是，普通的电子磁条卡上一般都是包括有数据传输组件、处理器组件、电源组件以及模拟磁条组件，当需要模拟某个传统磁条卡时，数据传输组件会一直不断的向模拟磁条组件发送信号。具体的，传输处理器组件保存的传统磁条卡的磁条上的信息，一般可以以二进制的形式保存的一串字符，数据传输组件就是将这一串字符以电信号的形式发送给模拟磁条组件，当发送完这一串字符之后，再从头开始重新发送，以此循环。相应的，模拟磁条组件会基于接收到的电信号产生磁场，刷卡时，磁头划过模拟磁条组件，就可以检测到该磁场。但是，由于数据传输组件是一直不断地在向模拟磁条组件发送信号，模拟磁条组件也是一直不断的在产生磁场，这样，磁头划过时，模拟磁条组件反映的磁场可能并不是字符串的开头位置，最终导致磁头检测到的信号可能出现移位偏差。

为了避免出现这种情况，如图11所示，在本发明实施例中，电子磁条卡1100除了可以包括数据传输组件1101、处理器组件1102、电源组件1103以及模拟磁条组件1104之外，还可以包括一个磁条感应组件1105，该磁条感应组件1105用于感应磁头划过模拟磁条组件的信号，将该信号传递给处理器组件1102，以便通过处理器组件1102控制数据传输组件1101产生信号，并输出到模拟磁条组件1104。也就是说，在磁条感应组件1105感应到开始刷卡时，数据传输组件1101再将需要模拟的数据传输给模拟磁条组件1104进行磁卡模拟。该磁条感应组件1105一般可以放置在模拟磁条组件1104的一端或两端，具体实现时，该磁条感应组件1105可以为压敏或磁敏或光敏或电容感应组件。当磁头划过磁条感应组件1105时，向处理器组件1102发送信号，处理器组件1102 得知用户开始刷卡，然后控制模拟磁条组件1104产生信号，确保磁头在模拟磁条中段部分可以接收到持续稳定的信号，完成一次刷卡操作。

另外需要说明的是，在本发明实施例中，一个电子磁条卡上可以包含多个模拟磁条组件，用以模拟传统磁条卡上的多个磁道，每个模拟磁条组件对应一个磁道。并且，每个模拟磁条组件都可以采用本发明实施例中所描述的方式来实现，实验表明，用本发明实施例中的方式来实现模拟磁条组件时，多个模拟磁条组件之间的干扰比较小。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的电子磁条卡，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。