专利名称：一种利用磁双向通信的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种利用磁双向通信的方法及系统。
背景技术：
随着移动终端的普及，利用移动终端进行电子支付的需求变得非常迫切，目前有多种实现方案，其中一种方案是通过在移动终端SIM (Subscriber Identity Module)卡或SD (Secure Digital Memory Card)卡等智能卡中集成2. 4G射频通信模块、磁信号磁感应模块来实现的。这种方案的磁通信为单向通信，通过装在手机中的SIM卡或SD卡检测耦合到的磁信号强度及接收的磁信息，来激活SIM卡或SD卡上的射频通信模块进行射频数据交换。这种射频数据交换一般应用在电子钱包支付、公交地铁刷卡等等诸多领域。 在磁通信为单向通信的射频通信系统中，作为第一磁射频装置的读卡器发送磁信息，作为装在移动终端的SIM卡或SD卡内的第二磁射频装置接收磁信息，当第二磁射频装置接收到磁信道信息后，按照公开的变换公式对其进行变换，生成射频通信使用的频点、地址和会话密钥。在电子支付过程中，系统的安全性很大程度上依赖于磁信道的通信距离。当第一磁射频装置端被恶意篡改，加大其磁信号发射功率时，将会导致装载有第二磁射频装置的移动终端与该被篡改的第一磁射频装置通信距离增大，从而造成刷卡距离超过预定刷卡距离等不安全因素；另外在磁通信为单向通信的射频通信系统中，射频通信双方所使用的通信协议版本不能在射频通信之前协商出来，必须借助于额外的射频交互才能确定。由上可见，在磁通信为单向通信的射频通信系统中，普遍存在着第一磁射频装置端磁信号发射功率被恶意篡改导致刷卡距离增远、刷卡安全性降低以及射频通信双方所使用的通信协议版本不能在射频通信之前确定等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用磁双向通信的方法及系统，以实现在进行射频通信之前双方能够利用磁场信号进行双向通信以确定身份合法，从而提高射频通信的安全性。本发明为了解决上述技术问题，公开了一种利用磁双向通信的方法，该方法为所述第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。进一步，所述方法包括如下步骤
所述第一磁射频装置通过第一磁信道发射第一交变磁场信号，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息；
所述第二磁射频装置检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号；
所述第一磁射频装置接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互。进一步，所述第一磁射频装置生成的第一随机数经第一磁射频装置变换生成第一特征码，所述第一特征码保存在第一磁射频装置中。进一步，所述“第二磁射频装置检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号”的方法包括如下步骤
所述第二磁射频装置检测磁信号强度并通过第一磁信道接收第一交变磁场信号；所述第二磁射频装置通过对第一交变磁场信号进行解析以获取第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息，同时生成第二随机数；
所述第二磁射频装置通过解析出的第一随机数，并对第一随机数进行变换生成第二特征码；·
所述第二磁射频装置通过解析出的第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息，并根据自身所支持的射频协议版本信息而确定双方进行射频通信时相互支持的第二射频协议版本信息；
所述第二磁射频装置通过第二磁信道发射第二随机数、第二特征码以及第二射频协议版本信息。进一步，所述“第一磁射频装置接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互”的方法包括如下步骤
所述第一磁射频装置通过第二磁信道接收第二交变磁场信号，并对第二交变磁场信号进行解析以获取第二随机数、第二特征码以及第二射频协议版本信息；
所述第一磁射频装置将解析出的第二特征码与第一特征码进行比较，若两者相等，则表明第一磁射频装置与第二磁射频装置双方的通信身份合法，继续下列步骤使双方通过射频通道进行数据交换；否则双方终止通信；
所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照相同的方法对第一随机数和第二随机数进行解析，以获取双方进行射频通信的地址、频点和会话密钥；
所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照确定的第二射频协议版本信息和相同的射频通信地址、频点和会话密钥进行射频数据交互。本发明还公开了一种利用磁双向通信的系统，包括第一磁射频装置和第二磁射频装置，所述第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。进一步，所述第一磁射频装置，用于通过第一磁信道发射第一交变磁场信号，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息；并接收第二交变磁场信号，根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互；
所述第二磁射频装置，用于检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号。
进一步，所述第一磁射频装置包括至少一个第一主处理器、至少一个用于生成第一随机数的第一随机数发生器、至少一个用于发射第一交变磁场信号的第一磁信号发射模块、至少一个用于接收第二交变磁场信号的第一磁信号接收模块、至少一个用于收发射频数据的第一射频收发模块、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第一加解密模块；
所述第二磁射频装置包括到少一个第二主处理器、至少一个用于生成第二随机数的第二随机数发生器、至少一个用于发射第二交变磁场信号的第二磁信号发射模块、至少一个用于接收第一交变磁场信号的第二磁信号接收模块、至少一个用于收发射频数据的第二射频收发模块、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第二加解密模块。进一步，所述第一主处理器、第一随机数发生器和第一磁信号发射模块依次串联连接；所述第一主处理器与第一磁信号接收模块相连接；所述第一主处理器、第一加解密模块和第一射频收发模块依次串联连接； 所述第二主处理器与第二磁信号接收模块相连接；所述第二主处理器、第二随机数发生器和第二磁信号发射模块依次串联连接；所述第二主处理器、第二加解密模块和第二射频收发模块依次串联连接。进一步，所述第一磁信号发射模块包括至少一个编码电路、至少一个调制电路、至少一个驱动电路和至少一个低频发射线圈，所述编码电路、调制电路、驱动电路和低频发射线圈依次串联连接；所述第二磁信号发射模块包括至少一个编码电路、至少一个调制电路、至少一个驱动电路和至少一个低频发射线圈，所述编码电路、调制电路、驱动电路和低频发射线圈依次串联连接。进一步，所述第一磁信号接收模块包括至少一个低频磁感应电路、至少一个低频放大滤波电路和至少一个低频解调电路，所述低频磁感应电路、低频放大滤波电路和低频解调电路依次串联连接；所述第二磁信号接收模块包括至少一个低频磁感应电路、至少一个低频放大滤波电路和至少一个门限判断及解调电路，所述低频磁感应电路、低频放大滤波电路和门限判断及解调电路依次串联连接。进一步，所述第一射频收发模块包括至少一个射频收发电路以及一个射频天线，所述射频收发电路与射频天线相连接；所述第二射频收发模块包括至少一个射频收发电路以及一个射频天线，所述射频收发电路与射频天线相连接。采用上述本发明技术方案的有益效果为本发明使进行射频通信的双方在接入射频通信前利用磁场信号进行双向通信，以确定通信双方的身份合法以及双方进行射频通信时所使用的射频通信协议版本、射频通信的频点、地址和会话密钥，从而提高射频通信的安全性。
图I为本发明实施例中利用磁双向通信的系统逻辑结构示意 图2为本发明实施例中利用磁双向通信系统的第一磁射频装置的结构示意 图3为本发明实施例中利用磁双向通信系统的第二磁射频装置的结构示意 图4为本发明实施例中利用磁双向通信的方法流程 图5为本发明实施例中利用磁双向通信的方法实施流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明一实施例提供了一种利用磁双向通信的系统，所述系统包括至少一个第一磁射频装置和至少一个第二磁射频装置，所述第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。图I为本发明实施例中利用磁双向通信的系统逻辑结构示意图，以下结合图I对 本发明的系统进行详细说明，如图I所示所述系统包括第一磁射频装置100和第二磁射频装置200，在本发明实施例中，所述第一磁射频装置100可以为读卡器件；所述第二磁射频装置200可以置于移动终端中或者置于移动终端内的SM卡、UM卡、USIM卡、TF卡或SD卡中，其中，所述移动终端是指可以移动的终端，可以是手机、个人数字助理PDA或者笔记本电脑等。所述第一磁射频装置100和第二磁射频装置200之间通过磁信道301、302双向解析交变磁场信号以确定双方的身份是否合法，如果双方的身份合法则由射频通道303进行数据交互。图2为本发明实施例中利用磁双向通信系统的第一磁射频装置的结构示意图，如图2所示在本实施例中，所述第一磁射频装置100包括至少一个第一主处理器102、至少一个用于生成第一随机数的第一随机数发生器101、至少一个用于发射第一交变磁场信号的第一磁信号发射模块120、至少一个用于接收第二交变磁场信号的第一磁信号接收模块130、至少一个用于收发射频数据的第一射频收发模块140、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第一加解密模块103。其中，所述第一主处理器102、第一随机数发生器101和第一磁信号发射模块120依次串联连接；所述第一主处理器102与第一磁信号接收模块130相连接；所述第一主处理器102、第一加解密模块103和第一射频收发模块140依次串联连接。在本发明的一个具体实施例中，所述第一磁信号发射模块120包括至少一个编码电路121、至少一个调制电路122、至少一个驱动电路123和至少一个低频发射线圈124，所述编码电路121、调制电路122、驱动电路123和低频发射线圈124依次串联连接；所述第一磁信号接收模块130包括至少一个低频磁感应电路133、至少一个低频放大滤波电路132和至少一个低频解调电路131，所述低频磁感应电路133、低频放大滤波电路132和低频解调电路131依次串联连接；所述第一射频收发模块140包括至少一个射频收发电路141以及一个射频天线142,所述射频收发电路141与射频天线142相连接。图3为本发明实施例中利用磁双向通信系统的第二磁射频装置的结构示意图，如图3所示在该实施方式中，所述第二磁射频装置200包括到少一个第二主处理器202、至少一个用于生成第二随机数的第二随机数发生器201、至少一个用于发射第二交变磁场信号的第二磁信号发射模块230、至少一个用于接收第一交变磁场信号的第二磁信号接收模块220、至少一个用于收发射频数据的第二射频收发模块240、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第二加解密模块203。其中，所述第二主处理器202与第二磁信号接收模块230相连接；所述第二主处理器202、第二随机数发生器201和第二磁信号发射模块220依次串联连接；所述第二主处理器202、第二加解密模块203和第二射频收发模块240依次串联连接。在本发明的一个具体实施例中，所述第二磁信号发射模块230包括至少一个编码电路234、至少一个调制电路233、至少一个驱动电路232和至少一个低频发射线圈231，所述编码电路234、调制电路233、驱动电路232和低频发射线圈231依次串联连接；所述第二磁信号接收模块220包括至少一个低频磁感应电路221、至少一个低频放大滤波电路222和至少一个门限判断及解调电路223，所述低频磁感应电路221、低频放大滤波电路222和门限判断及解调电路223依次串联连接；所述第二射频收发模块240包括至少一个射频收发电路242以及一个射频天线241，所述射频收发电路242与射频天线241相连接。在本发明上述实施例中，所述系统还具有以下特点所述调制电路、解调电路可以采用但不限于FSK(Frequency_shift keying)频移键控方式；所述加解密模块可以采用但不限于3DES算法；所述随机数发生器可以采用但不限于SHAl算法；所述加解密模块、随机数发生器可以内置于主处理器中，也可以使用外置独立的模块；所述接口模块可以是但不限于UART、7816、SDI0接口 ；所述磁信道可以是但不限于lk、2k、9k、20k、25k、125k。·
该实施方式中，所述第一磁射频装置100通过第一磁信号发射模块120经第一磁信道301发射第一交变磁场信号,所述第一交变磁场信号包含第一随机数发生器101生成的第一随机数R和第一磁射频装置100所支持的第一射频协议版本信息Pr ;所述第二磁射频装置200检测磁信号强度，由第二磁信号接收模块220通过第一磁信道301接收第一交变磁场信号，并对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，由第二磁信号发射模块230通过第二磁信道302发射第二交变磁场信号，所述第二交变磁场信号内携带有由第二随机数发生器201生成的第二随机数；所述第一磁射频装置100检测磁信号强度，并由第一磁信号接收模块130通过第二磁信道302接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份，以判断第一磁射频装置100的第一射频收发模块140与第二磁射频装置200的第二射频收发模块240之间是否能够通过射频通道303进行数据交互。本发明针对移动通信中第一磁射频装置与第二磁射频装置之间近距离交易的身份认证问题，提出了一种由带有交变磁场信号收发功能及射频信号收发功能的第一磁射频装置和与之对应的带有交变磁场信号收发功能及射频信号收发功能的第二磁射频装置组成的近距离通信系统。本发明利用交变磁场信号使通信系统通过第一磁射频装置到第二磁射频装置以及第二磁射频装置到第一磁射频装置的双向检测来达到对通信双方的身份进行认证，只有当第一磁射频装置能够正确解析第二磁射频装置的交变磁场信号并判断其身份合法后，才开启射频通信和刷卡交易，如此完成磁双向通信控制，达到对通信双向身份的限制，以确保通信安全。本发明另一实施例还提供了一种利用磁双向通信的方法，所述方法应用于包含至少一个第一磁射频装置和至少一个第二磁射频装置的近距离通信系统中，该方法为所述第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。图4为本发明实施例中利用磁双向通信的方法流程图，如图4所示，所述方法包括如下步骤
步骤S401，所述第一磁射频装置通过第一磁信道发射第一交变磁场信号，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息；
本实施方式中，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数R和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息P1，所述第一磁射频装置通过第一磁信道发射第一随机数R和第一射频协议版本信息Pl ;并对第一随机数R进行变换生成第一特征码Rl,同时将第一特征码Rl保存在第一磁射频装置中。步骤S402，所述第二磁射频装置检 测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号；
在本实施例中，所述第二磁射频装置检测磁信号强度并通过第一磁信道接收第一交变磁场信号，并对第一交变磁场信号进行解析以获取第一随机数R和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息P1，同时生成第二随机数C ;然后利用解析出的第一随机数R，使用与第一磁射频装置相同的变换方法，对第一随机数R进行变换生成第二特征码R2 ;同时根据解析出的第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息Pl，再结合自身所支持的射频协议版本信息而确定双方进行射频通信时相互所支持的第二射频协议版本信息P2 ;最后通过第二磁信道发射第二随机数C、第二特征码R2以及第二射频协议版本信息P2。步骤S403，所述第一磁射频装置接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互。该实施方式中，所述第一磁射频装置通过第二磁信道接收第二交变磁场信号，并对第二交变磁场信号进行解析以获取第二随机数C、第二特征码R2以及第二射频协议版本信息P2;然后将解析出的第二特征码R2与保存的第一特征码Rl进行比较，若两者相等，则说明第二磁射频装置发射的第二交变磁场信号是对第一磁射频装置的第一交变磁场信号的响应，则判定第一磁射频装置与第二磁射频装置双方的通信身份合法，可以使双方通过射频通道继续进行数据交换；否则双方不能使用射频通道进行通信，但是可以重复上述步骤双向解析交变磁场信号以重新确定通信双方的身份是否合法。当判定第一磁射频装置与第二磁射频装置双方的通信身份合法时，所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照相同的方法对第一随机数R和第二随机数C进行解析，以获取双方进行射频通信的地址Addr、频点Freq和会话密钥S ;在本实施方式中，因第一磁射频装置和第二磁射频装置使用的解析方法相同、输入参数相同(都为第一随机数R和第二随机数C)，因此获得的射频通信的地址AddrJlg Freq和会话密钥S也均相同。此时，所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照确定的双方进行射频通信时相互所支持的第二射频协议版本信息P2和相同的射频通信地址AddrJlg Freq和会话密钥S进行射频数据交互。因本发明使进行射频通信的双方在接入射频通信前利用磁场信号进行双向通信，以确定通信双方的身份合法以及双方进行射频通信时所使用的射频通信协议版本、射频通信的频点、地址和会话密钥，从而在一定程度上提高了射频通信的安全性。以下结合上述本发明实施例的方法和系统以及图5详细描述本发明的实施流程，图5为本发明实施例中利用磁双向通信的方法实施流程图，如图5所示步骤S500:所述第一磁射频装置的第一随机数发生器生成随机数R，并对R进行变换生成R的特征码Rl，Rl=fr (R)，本实施例中可以是使用3DES加密算法进行变换，将R做为密钥，对R进行加密得到密文，取全部或者部分密文作为Rl，因此Rl可以比R短，然后将该随机数R通过第一磁信道301发送出去洱和Rl用于认证第一磁射频装置所收到的磁信道反馈信息是否为对第一磁射频装置的响应，同时防止Rl被截获而泄露R ；
步骤S501 :第一磁射频装置的第一主处理器将随机数R和支持第一磁射频装置的最新射频协议版本信息Pl发送给第一磁信号发射模块；
步骤S502 :第一磁射频装置的第一磁信号发射模块发送携带R和Pl的第一交变磁场信号;
步骤S600 :第二磁射频装置使用第二磁信号接收模块检测磁信号强度并接收磁信道数据信息； 步骤S601 :如果第二磁射频装置检测到信号强度大于设定值门限值且接收到有效的磁信道数据，则解析出数据，准备下一步；否则继续检测磁信号强度并接收磁信道数据信息；
步骤S602、S603 :当第二磁射频装置接收到有效的磁信道数据信息(第一交变磁场信号)后，对其进行解析，获取其随机数R，并使用与第一磁射频装置相同的算法，换算出R的特征码R2，R2将作为回应信息发送给第一磁射频装置，用于认证该回应信息是否为第一磁射频装置所发出的第一交变磁场信号的反馈(正常情况下特征码R2应该与第一磁射频装置生成的特征码Rl相等);所述第二磁射频装置的第二随机数发生器生成随机数C，随机数C与随机数R用于变换射频通信使用的频点、地址和会话密钥；第二磁射频装置对接收到有效的磁信道数据信息(第一交变磁场信号)进行解析，获取第一磁射频装置支持的最新射频协议版本信息P1，并结合其本身所支持的最新射频协议版本信息Pc，使用某一协商方式，确定出系统即将使用的射频协议版本信息P2，P2=fp (PI, Pc)。本实施例中，所述的协商方式可以是根据已知的双方各自所支持的射频协议版本信息而选择其共同支持、并兼容的射频协议版本信息；
步骤S604、S605 :所述第二磁射频装置的第二主处理器将携带有随机数C、特征码R2、双方都支持的射频协议版本信息P2的第二交变磁场信号传给第二磁信号发射模块，第二磁信号发射模块通过第二磁信道302发送携带有C、R2、P2的第二交变磁场信号至第一磁射频装置，作为对第一磁射频装置的磁信道信息的回应；
步骤S503 :第一磁射频装置使用第一磁信号接收模块检测磁信号强度并接收磁信道信息，如果能接收到第二磁射频装置回应的磁信道信息，则对其进行解析获取该信息中的随机数C、特征码R2、双方都支持的射频协议版本信息P2，并且将特征码R2与特征码Rl进行比较(R2和Rl都是随机数R变换而成的)，如果特征码R2与Rl相等，则证明该回应信息是给第一磁射频装置的，即该回应信息(第二交变磁场信号)是对第一磁射频装置的第一交变磁场信号的响应；如果特征码R2与Rl不相等，则说明该回应信息不是对第一磁射频装置的的响应，此时第一磁射频装置使用第一磁信号接收模块继续检测磁信号强度并接收磁信道信息对其进行判定；
步骤S504、S505 :当所述第一磁射频装置接收到第二磁射频装置回应的磁信道信息，并判定特征码R2与Rl相等时，解析出系统即将使用的双方都支持的射频协议版本信息P2，并将随机数C和随机数R作为参数，按照某种变换方式，分别变换出射频通信频点Freq、射频通信地址Addr和射频通信的会话密钥S，其中Freq=fc(R，C)，Addr=fa (R，C)，S= S=f s (R,C)；
步骤S606、S607:同样的，第二磁射频装置发 送回应的磁信道信息(第二交变磁场信号)后，以随机数R和C为参数，按照与第一磁射频装置相同的变换方式，分别变换出射频通信频点Freq、射频通信地址Addr和射频通信的会话密钥S，其中Freq=fc (R，C)，Addr=fa(R,C)，S= S=fs (R, C)；
步骤S506、S608 :第一磁射频装置和第二磁射频装置完成磁信号双向数据交换后，也就是进行了双方的身份确定后，开始由射频通道303进行射频数据交互，以完成射频接入；步骤S507、S609 :若射频交互成功，第一磁射频装置和第二磁射频装置至此完成了射频接入；否则射频接入失败，重新开始接入。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用磁双向通信的方法，其特征在于，第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 所述第一磁射频装置通过第一磁信道发射第一交变磁场信号，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息； 所述第二磁射频装置检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号； 所述第一磁射频装置接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一磁射频装置生成的第一随机数经第一磁射频装置变换生成第一特征码，所述第一特征码保存在第一磁射频装置中。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述“第二磁射频装置检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号”的方法包括如下步骤 所述第二磁射频装置检测磁信号强度并通过第一磁信道接收第一交变磁场信号； 所述第二磁射频装置通过对第一交变磁场信号进行解析以获取第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息，同时生成第二随机数； 所述第二磁射频装置通过解析出的第一随机数，并对第一随机数进行变换生成第二特征码； 所述第二磁射频装置通过解析出的第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息，并根据自身所支持的射频协议版本信息而确定双方进行射频通信时相互支持的第二射频协议版本信息； 所述第二磁射频装置通过第二磁信道发射第二随机数、第二特征码以及第二射频协议版本信息。
5.根据权利要求2 4任一项所述的方法，其特征在于，所述“第一磁射频装置接收第二交变磁场信号，并根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互”的方法包括如下步骤 所述第一磁射频装置通过第二磁信道接收第二交变磁场信号，并对第二交变磁场信号进行解析以获取第二随机数、第二特征码以及第二射频协议版本信息； 所述第一磁射频装置将解析出的第二特征码与第一特征码进行比较，若两者相等，则表明第一磁射频装置与第二磁射频装置双方的通信身份合法，继续下列步骤使双方通过射频通道进行数据交换；否则双方终止通信； 所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照相同的方法对第一随机数和第二随机数进行解析，以获取双方进行射频通信的地址、频点和会话密钥； 所述第一磁射频装置和第二磁射频装置按照确定的第二射频协议版本信息和相同的射频通信地址、频点和会话密钥进行射频数据交互。
6.一种利用磁双向通信的系统，其特征在于，包括第一磁射频装置和第二磁射频装置，所述第一磁射频装置和第二磁射频装置之间通过双向解析交变磁场信号以确定通信双方的身份合法并由射频通道进行数据交互。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于， 所述第一磁射频装置，用于通过第一磁信道发射第一交变磁场信号，所述第一交变磁场信号包含第一磁射频装置生成的第一随机数和第一磁射频装置所支持的第一射频协议版本信息；并接收第二交变磁场信号，根据对第二交变磁场信号与第一交变磁场信号的比较结果确定通信双方的身份以判断第一磁射频装置与第二磁射频装置之间是否能够通过射频通道进行数据交互； 所述第二磁射频装置，用于检测磁信号强度并接收第一交变磁场信号，通过对第一交变磁场信号进行解析以生成第二交变磁场信号，并经第二磁信道发射第二交变磁场信号。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于， 所述第一磁射频装置包括至少一个第一主处理器、至少一个用于生成第一随机数的第一随机数发生器、至少一个用于发射第一交变磁场信号的第一磁信号发射模块、至少一个用于接收第二交变磁场信号的第一磁信号接收模块、至少一个用于收发射频数据的第一射频收发模块、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第一加解密模块； 所述第二磁射频装置包括到少一个第二主处理器、至少一个用于生成第二随机数的第二随机数发生器、至少一个用于发射第二交变磁场信号的第二磁信号发射模块、至少一个用于接收第一交变磁场信号的第二磁信号接收模块、至少一个用于收发射频数据的第二射频收发模块、至少一个用于对收发的射频数据进行加解密的第二加解密模块。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于， 所述第一主处理器、第一随机数发生器和第一磁信号发射模块依次串联连接；所述第一主处理器与第一磁信号接收模块相连接；所述第一主处理器、第一加解密模块和第一射频收发模块依次串联连接； 所述第二主处理器与第二磁信号接收模块相连接；所述第二主处理器、第二随机数发生器和第二磁信号发射模块依次串联连接；所述第二主处理器、第二加解密模块和第二射频收发模块依次串联连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一磁信号发射模块包括至少一个编码电路、至少一个调制电路、至少一个驱动电路和至少一个低频发射线圈，所述编码电路、调制电路、驱动电路和低频发射线圈依次串联连接；所述第二磁信号发射模块包括至少一个编码电路、至少一个调制电路、至少一个驱动电路和至少一个低频发射线圈，所述编码电路、调制电路、驱动电路和低频发射线圈依次串联连接。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一磁信号接收模块包括至少一个低频磁感应电路、至少一个低频放大滤波电路和至少一个低频解调电路，所述低频磁感应电路、低频放大滤波电路和低频解调电路依次串联连接；所述第二磁信号接收模块包括至少一个低频磁感应电路、至少一个低频放大滤波电路和至少一个门限判断及解调电路，所述低频磁感应电路、低频放大滤波电路和门限判断及解调电路依次串联连接。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一射频收发模块包括至少一个射频收发电路以及一个射频天线，所述射频收发电路与射频天线相连接；所述第二射频收发模块包括至少 一个射频收发电路以及一个射频天线，所述射频收发电路与射频天线相连接。
全文摘要
本发明涉及一种利用磁双向通信的方法及系统，使进行射频通信的第一磁射频装置和第二磁射频装置在接入射频通信前利用磁场信号进行双向通信，只有当第一磁射频装置能够正确解析第二磁射频装置返回的第二交变磁场信号并判断其身份合法时，并且双方通过协商确定进行射频通信时所使用的射频通信协议版本、射频通信的频点、地址和会话密钥后，才能够开启射频通信。本发明提供的利用磁双向通信的方法及系统，以实现在进行射频通信之前双方能够利用磁场信号进行双向通信以确定身份，并且改善了射频通信使用的协议版本不能在射频通信之前协商的问题，从而提高通信的安全性。
文档编号H04B5/00GK102957454SQ20111024841
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者李富仪 申请人:国民技术股份有限公司