一种便携式防盗IC卡读写装置及读写方法与流程

本发明属于智能ic卡读写设备技术领域，具体涉及一种便携式防盗ic卡读写装置及读写方法。

背景技术：

随着移动互联网和移动支付技术的高速发展，移动支付时代已经到来，越来越多的用户已经习惯在手机等移动设备上进行快捷支付充值、查询等操作。从银行的角度看，随着金融ic卡发卡量的不断增大，银行对于满足用户在移动互联网时代在个人手机等移动设备上进行金融ic卡的充值、查询等需求也越来越看重，银行认为满足用户这一需求将会增强银行金融ic卡的获客能力，并且大幅增加银行金融ic卡用户的粘性。从行业应用如城市水、电、燃气公司、高速公路公司、石油公司、城际高铁公司等的角度看，也认为在移动支付时代提供用户方便快捷的行业卡充值功能非常有价值。

现有技术中，无论是金融领域还是交通领域，各种行业卡的充值问题可以说是制约消费者使用的一大难点，同时也是业界的一大难点。例如，一张没有余额的公交卡，用户需要到指定地点排队充值，期间用户可能会错过了清早赶去公司的一趟地铁；一张即将透支的etc卡，用户需要到指定服务点充值，而如果绑定银行卡又担心不安全；银行卡的电子现金就更不用说了，其圈存体验和使用场景问题直接导致了脱机闪付的失败。

因此，为了解决移动互联网时代广大用户对于随时随地进行各类ic卡充值的需求，在金融ic卡充值、各类行业ic卡充值等领域，为广大用户提供了极为方便快捷的随时随地的移动充值服务的ic卡读写设备应运而生。

但是，大量的ic卡读写设备的普及带来的是金融ic卡或行业ic卡的信息安全问题，各种用于盗取用户ic卡内信息或金钱的盗取装置，通过隐蔽地嵌入至ic卡读写设备内部，进而读取ic卡芯片信息，从而达到盗取用户ic卡内余额非法牟利的目的。因此，如果有效解决上述问题，提高ic卡读写设备的使用安全性，是目前需要迫切解决的事情。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种便携式防盗ic卡读写装置及读写方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种一种便携式防盗ic卡读写装置，包括：微处理器、usb接口、供电电源、供电方式切换电路、总电流采样电路、读写卡设备、显示触摸设备、通信模块、后台服务器以及发卡机构服务器；

所述usb接口的输出端和所述供电电源的输出端均连接到所述供电方式切换电路的输入端；所述供电方式切换电路用于切换当前的供电方式，选择是由usb接口供电还是由供电电源供电；所述供电方式切换电路的输出端分别与所述微处理器的供电端子和所述读写卡设备的供电端子连接，用于分别向所述微处理器和所述读写卡设备供电，以维持所述微处理器和所述读写卡设备的正常工作状态；

所述总电流采样电路的输入端与所述供电方式切换电路的输出端连接，所述总电流采样电路的输出端连接到所述微处理器的采样端子；所述总电流采样电路用于采集当前ic卡读写装置的总输出电流值，并将该总输出电流值传输给所述微处理器；

所述微处理器包括：

状态识别单元，用于识别防盗ic卡读写装置在当前时刻的工作状态；其中，所述工作状态包括三种，分别为静默态、激活态和运行态；其中，静默态为系统处于待机时的状态；运行态为防盗ic卡读写装置的卡槽在插入ic卡片后进行操作时的状态；激活态为除去静默态和运行态后的其他工作状态；

额定电流值存储单元，用于存储系统在静默态、激活态和运行态时的额定电流值，分别表示为：is，ia，ir；

计算单元，用于计算系统分别在静默态、激活态或运行态时的采样电流的平均值，即：

其中，ns为静默态预设的用于计算平均电流值的样本数目，na为激活态预设的用于计算平均电流值的样本数目，nr为运行态预设的用于计算平均电流值的样本数目；is,iia,i和ir,i分别为系统在静默态、激活态或运行态时的实时总采样电流值，由所述总电流采样电路采集得到；

判断单元，用于判断以下不等式是否成立：或或其中，this为静默态系统允许的电流抖动门限，thia为激活态系统允许的电流抖动门限，thia为运行态系统允许的电流抖动门限；如果成立，则认为防盗ic卡读写装置异常，存在信息盗取装置的可能，发出警告信息；否则，认为防盗ic卡读写装置的状态正常；

所述读写卡设备通过接口与所述微处理器连接，供所述微处理器读取插入卡槽的ic卡的数据信息，或由所述微处理器向插入卡槽的ic卡中写入相应的数据信息；

所述显示触摸设备与所述微处理器通过通用的接口相连；当所述微处理器发出警告信息时，同时通过所述显示触摸设备进行显示；

所述通信模块的两端分别与所述微处理器和所述后台服务器连接；当所述微处理器发出警告信息时，所述微处理器同时通过所述通信模块向所述后台服务器发送告警信息。

优选的，所述通信模块采用标准低功耗蓝牙协议或者标准wlan协议。

本发明还提供一种便携式防盗ic卡读写方法，包括以下步骤：

步骤1，微处理器实时识别ic卡读写装置当前所处的工作状态，并根据当前所处的工作状态调整总电流采样电路的电流采样周期；具体的，所述当前所处的工作状态包括静默态、激活态和运行态；其中，静默态为系统处于待机时的状态；运行态为防盗ic卡读写装置的卡槽在插入ic卡片后进行操作时的状态；激活态为除去静默态和运行态后的其他工作状态；

如果当前所处的工作状态为静默态，则电流采样周期调整为ts；如果当前所处的工作状态为激活态，则电流采样周期调整为ta；如果当前所处的工作状态为运行态，则电流采样周期调整为tr；

步骤2，总电流采样电路按照调整的电流采样周期采集系统总电流值，并将实时采集到的总采样电流值上传给微处理器；其中，is,iia,i和ir,i分别为系统在静默态、激活态或运行态时的实时总采样电流值；

步骤3，微处理器根据系统当前所处的工作状态，采用以下公式分别计算系统在静默态、激活态或运行态时的采样电流的平均值，即：

其中，ns为静默态预设的用于计算平均电流值的样本数目，na为激活态预设的用于计算平均电流值的样本数目，nr为运行态预设的用于计算平均电流值的样本数目；

步骤4，微处理器根据系统当前所处的工作状态，判断以下不等式是否成立：或或具体的，如果当前所处的工作状态为静默态，则判断是否成立以下不等式：如果当前所处的工作状态为激活态，则判断是否成立以下不等式：如果当前所处的工作状态为运行态，则判断是否成立以下不等式：

其中，this为静默态系统允许的电流抖动门限，thia为激活态系统允许的电流抖动门限，thia为运行态系统允许的电流抖动门限；

如果成立，则认为防盗ic卡读写装置异常，存在信息盗取装置的可能，发出警告信息；否则，认为防盗ic卡读写装置的状态正常。

优选的，还包括：

步骤5，若微处理器判断结果为防盗ic卡读写装置存在异常，则微处理器生成告警信息，并将告警信息通过触摸显示设备显示，提示操作员防盗ic卡读写装置存在信息被盗的可能性。

优选的，还包括：

步骤6，微处理器将所述告警信息、异常的采集电流值、防盗ic卡读写装置的型号和防盗ic卡读写装置的唯一编号通过通信单元上传至后台服务器，后台服务器记录告警信息，判断是否为设备硬件故障；若为设备硬件故障，则通知系统管理员执行相应的处理机制；否则记录告警信息。

本发明提供的一种便携式防盗ic卡读写装置及读写方法具有以下优点：

本发明能够简单、快速、灵敏的检测出ic卡读写装置是否被隐蔽地嵌入盗取装置，具有结构简单、易于扩展的优点，大大提高了便携式ic卡读写装置的使用安全性。

附图说明

图1为本发明提供的一种便携式防盗ic卡读写装置的原理示意图；

图2为本发明提供的便携式防盗ic卡读写装置的状态迁移示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种便携式防盗ic卡读写装置，可为移动式ic卡读写设备的大规模安全普及提供安全可靠的保障。本发明主要构思为：当防盗ic卡读写装置中没有被隐蔽地嵌入盗取装置时，系统在不同工作状态时的额定工作电流在一个小范围内波动；而当防盗ic卡读写装置中被隐蔽地嵌入盗取装置时，必然会导致系统在不同工作状态时消耗的总电流值远大于额定工作电流，因此，通过对系统在不同工作状态时消耗的总电流值进行监控，即可灵敏准确的发现是否被隐蔽地嵌入盗取装置。

结合图1和图2，便携式防盗ic卡读写装置包括：微处理器、usb接口、供电电源、供电方式切换电路、总电流采样电路、读写卡设备、显示触摸设备、通信模块、后台服务器以及发卡机构服务器；

所述usb接口的输出端和所述供电电源的输出端均连接到所述供电方式切换电路的输入端；所述供电方式切换电路用于切换当前的供电方式，选择是由usb接口供电还是由供电电源供电；所述供电方式切换电路的输出端分别与所述微处理器的供电端子和所述读写卡设备的供电端子连接，用于分别向所述微处理器和所述读写卡设备供电，以维持所述微处理器和所述读写卡设备的正常工作状态；

所述总电流采样电路的输入端与所述供电方式切换电路的输出端连接，所述总电流采样电路的输出端连接到所述微处理器的采样端子；所述总电流采样电路用于采集当前ic卡读写装置的总输出电流值，并将该总输出电流值传输给所述微处理器；

所述微处理器包括：

状态识别单元，用于识别防盗ic卡读写装置在当前时刻的工作状态；其中，所述工作状态包括三种，分别为静默态、激活态和运行态；其中，静默态为系统处于待机时的状态，例如，显示触摸设备的显示屏关闭时，通常即为待机状态；运行态为防盗ic卡读写装置的卡槽在插入ic卡片后进行充值、查询等操作时的状态；激活态为除去静默态和运行态后的其他工作状态，例如，ic卡读写装置的任一按键被触发后进入的状态。

额定电流值存储单元，用于存储系统在静默态、激活态和运行态时的额定电流值，分别表示为：is，ia，ir；

计算单元，用于计算系统分别在静默态、激活态或运行态时的采样电流的平均值，即：

其中，ns为静默态预设的用于计算平均电流值的样本数目，na为激活态预设的用于计算平均电流值的样本数目，nr为运行态预设的用于计算平均电流值的样本数目；is,iia,i和ir,i分别为系统在静默态、激活态或运行态时的实时总采样电流值，由所述总电流采样电路采集得到；

判断单元，用于判断以下不等式是否成立：或或其中，this为静默态系统允许的电流抖动门限，thia为激活态系统允许的电流抖动门限，thia为运行态系统允许的电流抖动门限；如果成立，则认为防盗ic卡读写装置异常，存在信息盗取装置的可能，发出警告信息；否则，认为防盗ic卡读写装置的状态正常；

所述读写卡设备通过接口与所述微处理器连接，供所述微处理器读取插入卡槽的ic卡的数据信息，或由所述微处理器向插入卡槽的ic卡中写入相应的数据信息；

所述显示触摸设备与所述微处理器通过通用的接口相连；当所述微处理器发出警告信息时，同时通过所述显示触摸设备进行显示；

所述通信模块的两端分别与所述微处理器和所述后台服务器连接；当所述微处理器发出警告信息时，所述微处理器同时通过所述通信模块向所述后台服务器发送告警信息。实际应用中，通信模块或者采用标准低功耗蓝牙协议，通过与计算机或手机等其他具有互联网连接功能的设备与后台服务器进行连接，或者采用标准wlan协议，通过与wifi路由器等具有互联网连接功能的设备与后台服务器进行连接。

本发明还提供一种便携式防盗ic卡读写方法，包括以下步骤：

步骤1，微处理器实时识别ic卡读写装置当前所处的工作状态，并根据当前所处的工作状态调整总电流采样电路的电流采样周期；具体的，所述当前所处的工作状态包括静默态、激活态和运行态；其中，静默态为系统处于待机时的状态；运行态为防盗ic卡读写装置的卡槽在插入ic卡片后进行操作时的状态；激活态为除去静默态和运行态后的其他工作状态；

如果当前所处的工作状态为静默态，则电流采样周期调整为ts；如果当前所处的工作状态为激活态，则电流采样周期调整为ta；如果当前所处的工作状态为运行态，则电流采样周期调整为tr；

步骤2，总电流采样电路按照调整的电流采样周期采集系统总电流值，并将实时采集到的总采样电流值上传给微处理器；其中，is,iia,i和ir,i分别为系统在静默态、激活态或运行态时的实时总采样电流值；

步骤3，微处理器根据系统当前所处的工作状态，采用以下公式分别计算系统在静默态、激活态或运行态时的采样电流的平均值，即：

其中，ns为静默态预设的用于计算平均电流值的样本数目，na为激活态预设的用于计算平均电流值的样本数目，nr为运行态预设的用于计算平均电流值的样本数目；

步骤4，微处理器根据系统当前所处的工作状态，判断以下不等式是否成立：或或具体的，如果当前所处的工作状态为静默态，则判断是否成立以下不等式：如果当前所处的工作状态为激活态，则判断是否成立以下不等式：如果当前所处的工作状态为运行态，则判断是否成立以下不等式：

其中，this为静默态系统允许的电流抖动门限，thia为激活态系统允许的电流抖动门限，thia为运行态系统允许的电流抖动门限；

如果成立，则认为防盗ic卡读写装置异常，存在信息盗取装置的可能，发出警告信息；否则，认为防盗ic卡读写装置的状态正常。

还包括：

步骤5，若微处理器判断结果为防盗ic卡读写装置存在异常，则微处理器生成告警信息，并将告警信息通过触摸显示设备显示，提示操作员防盗ic卡读写装置存在信息被盗的可能性。

还包括：

步骤6，微处理器将所述告警信息、异常的采集电流值、防盗ic卡读写装置的型号和防盗ic卡读写装置的唯一编号通过通信单元上传至后台服务器，后台服务器记录告警信息，判断是否为设备硬件故障；若为设备硬件故障，则通知系统管理员执行相应的处理机制；否则记录告警信息。

本发明提供的便携式防盗ic卡读写装置及读写方法，通过在ic卡读写装置处于不同的工作状态进行电流的检测与监控，根据经验设置预设的电流门限值，若被检测的实际电流值高于预设的门限值，则认为ic卡读写装置异常，输出相应的告警信息，并通过通信模块将ic卡的告警信息以及相应的数据传输到后台服务器，具有结构简单、易于扩展以及检测灵敏性和检测准确性高的优点，从而大大提高了便携式ic卡读写装置的使用安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。