在交易终端与移动设备之间建立通信同时避免移动设备中的应用程序自动启动的方法与流程

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在交易终端与处于通信有效范围内的移动设备之间建立通信的方法，其中，所述交易终端能够以主动和被动通信模式通信。


背景技术：

2.本领域技术人员已知在iso 14.443和iso 18.092标准中规定的用于建立nfc通信的技术。nfc在此代表已知的“近场通信”技术。为了借助非接触式nfc技术办理交易(例如付款、开门等)，需要两个不同的系统部件：
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主动读取系统部件，其不仅主动发出nfc激活信号(“搜索卡片”)，而且一旦相应的被动的对方(例如卡片)处于场内就读取对方的信息并办理交易。以下也称为主动通信模式。
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被动系统部件，其具有应被读取的信息(例如具有交易办理所必需的相应的密钥的卡片)。以下也称为被动通信模式。
5.关于卡片和终端设备的主动作用，目前能找到以下初步情况：
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简单的塑料卡片(例如带有nfc芯片的贴纸或手环)由于缺乏自身的能量供应而只能作为被动系统部件。为了读出它们，无论如何都需要一个主动读取器作为产生nfc场的对方。
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对于支持nfc技术的、具有android操作系统的终端设备(例如智能手机、平板电脑等)，可以开发如下应用程序，这些应用程序在交易处理中可选地承担主动作用(作为读取器)或被动作用(模拟nfc卡，“hce模式”)。因此，在设计和开发整个系统时存在大的灵活性。
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配备ios操作系统的苹果品牌的终端设备(iphone等)在应用程序开发中仅能够用作读取器。不支持用于应用程序开发的卡片模拟。根据ios终端设备，激活信号以300至350毫秒的固定间隔发出。激活信号的持续时间和强度在各代iphone(例如iphone 8和iphone x)之间有所不同。此外，从iphone x代开始，一旦显示屏是激活的，激活信号就会在后台持续发出(扫描被动系统部件)。
9.由该汇编内容得出，至今无法给同一个交易终端配备针对塑料卡片和ios终端设备二者的用于交易办理的统一的实现方案：塑料卡片无法感知主动系统部件，ios终端设备无法感知被动系统部件(在应用程序开发中)。android设备既可以主动地使用，也可以被动地使用。
10.此外，ios终端设备呈现如下行为，当接收到来自任何其他nfc设备的nfc激活信号时，即使从用户的角度看来没有apple pay交易要利用ios终端设备实施，apple pay应用程序也强制且自动地在ios终端设备上作为被动系统部件启动。此外，即使显示屏是关闭的，apple pay应用程序也从后台启动。即使从一个并不需要利用nfc互动的技术或专业性应用
情况的应用程序出发，也仅能利用所谓的“apple pay抑制权”来阻止apple pay应用程序被启动以及随后以不受欢迎的方式覆盖当前使用的应用程序。在应用程序开发者向苹果公司提出申请并且并且苹果公司进行评估之后，按照未明确公开的授予标准授予“apple pay抑制权”。所使用的“apple pay抑制权”确保apple pay应用程序不被启动或者仅在自身的应用程序运行时间期间apple pay应用程序不覆盖所述自身的应用程序。此外，应用程序开发者不能通过其他路径以及在自身的应用程序的运行时间之前或之后以编程方式禁止apple pay应用程序的启动。此外，也不能以特定于应用的方式影响(例如禁止)ios终端设备发出nfc激活信号。
11.上述借助于ios终端设备描述的在建立通信时强制且自动激活应用程序的问题仅用作一个向本领域技术人员阐述问题的具体例子。但这种在移动设备上的强制且自动的激活也例如可能涉及用于检索新消息的通信应用程序或用于检索当前天气数据的天气应用程序。


技术实现要素：

12.本发明的任务是实现如下方法，在所述方法中，在交易终端与处于通信有效范围内的移动设备之间能实现通信建立，而不强制且自动激活移动设备中的应用程序。特别是，能实现在交易终端与本领域技术人员已知的所有主动和被动nfc系统部件(即，设备/卡片和ios终端设备)之间的非接触式通信，而在这些主动或被动系统部件之一中不强制且自动地启动应用程序。
13.按照本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的方法来解决。在此，在交易终端的被动通信模式被激活的第一时间范围内，交易终端利用一个敏感的探测器来探测：是否可以探测到尚处在通信有效范围之外的移动设备的nfc激活信号的载波信号，该载波信号在13至14mhz并且特别是在13.56mhz的频率发出。nfc设备可以通信和交换数据的nfc通信有效范围或者说所谓的近场大约是10厘米。在交易终端与主动nfc移动设备之间为0.5至1米的距离时，就已经可以由交易终端的敏感的探测器探测到主动nfc移动设备的nfc激活信号的载波信号。在该距离上，通过被动nfc设备的负载调制太弱并且还不能被主动nfc设备解调，这就是为什么nfc激活和耦合不能在通信有效范围之外实施。但通过按照本发明的探测器，交易终端提早知道一个主动nfc移动设备正在接近交易终端，并可能很快进入到通信有效范围内。如果nfc设备是ios终端设备，那么在接收到唤醒包(wupa/wupb，按照iso标准14.443)的过程中，apple pay应用程序也将会立即启动，这通过如下方式阻止，即，交易终端在ios终端进入到近场中之前的几秒钟的第三时间范围的持续时间内保持在被动通信模式中。由于ios终端设备本身由此没有探测到近场中的进行读取的主动系统部件，所以apple pay应用程序也不被启动。
14.在提早识别到仍在通信有效范围之外的主动nfc系统部件之后，交易终端按照本发明切换到被动通信模式中可靠地阻止在通过ios终端设备(iphone等)接收到nfc激活信号时触发apple pay应用程序的打开，并且这样中止所计划的交易。此外，所述提早识别允许交易终端本身作为被动系统部件立即且自动地可用于任何一个接近的主动系统部件，以便由此能实现数据交换、特别是与ios终端设备的数据交换。
15.如果被交易终端提早识别到的主动nfc移动设备在第三时间范围期间没有进入到
交易终端的近场中，那么交易终端的被动和主动通信模式在相继的第一和第二时间范围内又被周期性激活，以便为与nfc技术的被动和主动系统部件通信做好准备。
16.如果交易终端在第二时间范围内试图建立主动通信，并且一个ios终端设备被特别快地带入到近场中，则可能发生的是，ios终端设备没有被探测器探测到并且因此不能再及时切换到交易终端的被动通信模式中。为了避免这种情况，其中apple pay应用程序将会在ios终端设备中重新被不期望地启动，交易终端在第二时间范围内在专有的防冲突程序的进程中也立即向可能位于近场中的移动设备发送应用程序停用指令，以避免apple pay应用程序的自动启动。由此，对于ios终端特别快速地移入到近场中的这种特殊情况，也确保在nfc通信的架构内能够处理除apple pay以外的其他应用程序。
17.在iphone处于试图建立主动通信的交易终端的附近区域中并且同时用户在iphone上启动二维码应用程序以扫描交易终端的显示屏上的二维码的情况下，交易终端能在专有的防冲突程序的进程中发送应用程序停用指令，使得apple pay应用程序不自动启动，并且将iphone上的二维码应用程序强制到后台中，接着用户就不再能扫描二维码。
附图说明
18.以下借助各图更详细地阐述按照本发明的方法的有利的实施方案以及备选的实施变型方案。
19.图1示出在交易终端与被动nfc移动设备之间的通信建立。
20.图2示出在交易终端与交替为主动/被动nfc移动设备之间的通信建立。
21.图3示出用于按照图2的通信建立的方法。
具体实施方式
22.图1示出在交易终端1与被动nfc移动设备2之间的通信建立，其中，交易终端1能够以主动和被动通信模式通信。按照该实施例，交易终端1是商店中的支付终端，被动nfc移动设备2是客户卡片，利用所述客户卡片可以兑换忠诚奖金(treuebonus)以降低购买价格，并且所述客户卡片仅能在由交易终端1建立的rfid场中被动地通信。在此情况下，所述通信建立满足iso 14.443和iso 18.092标准中规定的用于根据nfc技术建立nfc通信的条件。
23.交易终端1具有nfc ic 3，所述nfc ic具有本领域技术人员已知的电路。这样的包括电路的nfc ic 3的示例是“nxp pn5180”。交易终端1还具有探测器4，所述探测器构造用于探测在上述标准中规定的rfid场的13.56mhz的载波频率。探测器4为此具有多个滤波级和一个放大级，其从交易终端1的天线的接收信号中滤出并且放大该载波频率，以便在与交易终端1间隔开50至100cm距离处探测符合nfc标准的主动nfc设备。
24.图1中示出时间轴t，借助该时间轴阐明通信建立的方法和时间序列。交易终端1从时刻t1至时刻t2周期性地激活校准模式，在该校准模式中交易终端1产生具有13.56mhz的载波频率的rfid场，以便检验：该场是否被探测器4以适当的信号强度探测到。作为校准模式的结果，可以改变放大级的增益或者改变滤波级的滤波特性。
25.在校准模式之后的方法步骤中，从时刻t3至时刻t4的第一时间范围内在交易终端1中激活被动通信模式，以便建立交易终端1与可能处于nfc通信有效范围5内的主动nfc移动设备的被动通信。nfc通信有效范围5或所谓的近场(在其中nfc设备可以通信和交换数
据)为大约10cm。按照图1中的实施例，在第一时间范围内，交易终端1与被动nfc设备2之间的距离大于100cm。此外，被动nfc设备2确实仅可以通过由交易终端1产生的rfid场进行通信，但交易终端1在第一时间范围内却不发出所述rfid场，由此在第一时间范围内在交易终端1与被动nfc设备2之间不发生nfc通信建立。
26.在之后的方法步骤中，从时刻t5直至时刻t6的第二时间范围内在交易终端1中激活主动通信模式，以便建立交易终端1与可能处于nfc通信有效范围5内的被动nfc移动设备2的主动通信，因为在第一时间范围内没有建立与被动nfc移动设备2的通信。按照图1中的实施例，在第二时间范围内，在交易终端1与被动nfc设备2之间的距离仍然总是大于100cm，即在nfc通信有效范围5之外。出于该原因，由交易终端1发出的rfid场要么根本无法被被动nfc设备2接收，要么可能接收的rfid场太弱，以至于无法通过负载调制实现通信。出于该原因，在第二时间范围内仍无法在交易终端1与被动nfc设备2之间建立通信。
27.因此，交易终端1接着在从时刻t7至时刻t8的另一个第一时间范围内再次切换到被动通信模式。因为被动nfc设备2在该重新开始的第一时间范围中也仍然总是处于nfc通信有效范围5之外，所以交易终端1在时刻t9再次切换到主动通信模式。在时刻t9，被动nfc设备2(即客户卡片)足够接近交易终端1(即支付终端)，从而这两个nfc设备处于nfc通信有效范围5内，并且可以根据nfc标准执行对兑换忠诚奖金的交易。
28.图2示出在交易终端1与主动/被动nfc移动设备6之间的通信建立，其中，主动/被动nfc设备6由苹果公司的iphone形成并且可以以主动和被动通信模式通信。iphone基于ios操作系统，其在nfc通信有效范围5内探测到处于主动通信模式的nfc设备时自动切换到被动通信模式中，并且启动所谓的apple pay应用程序，在该apple pay应用程序中iphone例如如同信用卡那样执行交易，以用信用卡支付商品。按照该实施例，交易终端1是商店中的支付终端，而iphone的用户不想用apple pay应用程序支付，而是想用奖金卡应用程序读取存储在支付终端中的忠诚奖金，以便将所述忠诚奖金存储在iphone中的奖金卡应用程序中。在此情况下，该通信建立满足iso14.443和iso 18.092标准中规定的用于按照nfc技术建立通信的条件。
29.如已经关于图1描述的那样，在时刻t1与t2之间实施校准。从时刻t3至时刻t4的第一时间范围期间在交易终端1中激活的被动通信模式以及在从时刻t5至时刻t6的第二时间范围期间在交易终端1中激活的主动通信模式不导致通信建立，因为在通信终端1与主动/被动nfc设备6之间的距离大于100cm，因此过大。
30.主动/被动nfc设备6(其与交易终端1一样不仅可以主动通信而且可以被动通信)也在第一时间范围内激活被动通信模式，并且在第二时间范围内激活主动通信模式，以便能实现通信建立。在时刻t10，此时交易终端1与主动nfc设备6之间的距离为50cm至100cm、亦即例如为60cm，交易终端1在第一时间范围内再次激活被动通信模式。在第二时间范围内，主动/被动nfc设备6在时刻t11再次激活主动通信模式，并且发出rfid场的载波频率为13.56mhz的载波信号7，所述载波信号被恰好在第一时间范围内处于其被动通信模式中的交易终端1的探测器4探测到。因为交易终端1与主动nfc设备6之间的距离恰好为60cm并且因此大于最大为10cm的nfc通信有效范围5，所以还未建立通信。
31.交易终端1现在构成用于，当探测到主动/被动nfc设备6的载波信号7时，在第三时间范围内保持在交易终端1的被动通信模式中，以便当主动/被动nfc设备6在第三时间范围
内进入到nfc通信有效范围5中时，建立交易终端1与处于其主动通信模式中的主动/被动nfc设备6的被动通信。按照图2中的实施例，第三时间范围比第二时间范围明显更长，持续到时刻t12，由此能实现：在接着的第二时间范围内主动/被动nfc设备6在时刻t13激活主动通信模式。在该时刻t13，交易终端1与主动nfc设备6之间的距离小于或等于10cm、亦即例如6cm。在该时刻t13，交易终端1和主动/被动nfc设备6因此处于nfc通信有效范围5之内，由此建立nfc通信，在该nfc通信中，在被动通信模式中的交易终端1使用处于主动通信模式中的主动nfc设备6的rfid场。
32.由此获得如下优点，即，阻止了交易终端1在时刻t10后经过第一持续时间之后、亦即在时刻t14又激活其主动通信模式。如果在该时刻t14处于其被动通信模式中的主动/被动nfc设备6已经处于至交易终端1的nfc通信有效范围5内，则将建立nfc通信，在所述nfc通信中，在其主动通信模式中的交易终端1与在其被动通信模式中的主动/被动nfc设备6将通信。在这种情况下，主动/被动nfc设备6(即基于ios操作系统的iphone)强制且自动地启动apple pay应用程序。然而这将阻止iphone的用户能够启动奖金卡应用程序以读取和存储在交易终端1中存储的、由数字安全代码形成的忠诚奖金。因此，在交易终端1与主动/被动nfc设备6要处理能利用apple pay应用程序实施的交易以外的交易的应用情况中，按照本发明的用于建立通信的方法能实现强制且自动地实施的apple pay应用程序的启动。
33.借助apple pay应用程序的示例和nfc通信的建立阐述了按照本发明的方法，但按照本发明的方法绝不局限于此。除此之外可以存在其他应用情况，在这些应用情况下交易终端和移动设备(其中一个以主动通信模式通信而另一个以被动通信模式通信)建立通信并且在移动设备中强制且自动地启动应用程序，由此阻止其他可能的交易或在交易终端与移动设备之间的通信。
34.在按照本发明的方法的接着的进程中，在第二时间范围内，在交易终端1中再次激活主动通信模式，以便建立交易终端1与可能处于nfc通信有效范围5内的被动nfc移动设备2的主动通信，如果在第三时间范围中没有建立与处于其主动通信模式中的主动/被动nfc移动设备6的通信的话。按照本发明的对载波信号7的探测以及随后在交易终端1中被动通信模式从第二时间范围的持续时间到第三时间范围的持续时间的延长对于交易终端1而言应是对于接近的主动/被动nfc设备6的预警。但是如果主动/被动nfc设备6的用户没有进一步接近交易终端1，即，没有将iphone置于支付终端的nfc通信有效范围5内，则再次执行在第一时间范围期间的被动通信模式与在第二时间范围期间的主动通信模式之间的一般切换。
35.可以指出，第一时间范围例如可以持续360ms，第二时间范围例如可以持续5ms，并且第三时间范围例如可以持续2秒。但是根据应用情况，这些时间范围也可以另外地选择。
36.因为交易终端1和可能接近的主动/被动nfc设备6通常具有不同步的第一和第二时间范围，所以作为特殊情况可能发生的是，所述时间范围碰巧基本上同步地进行，并且在第二时间范围内交易终端1和主动/被动nfc设备6二者总是同时处在主动通信模式。在这种情况下，探测器4无法检测到接近的主动/被动nfc设备6的载波信号7，因为探测器4只能在交易终端1处于被动通信模式时探测到主动/被动nfc设备6的载波信号7。在这种特殊情况下，无法通过将被动通信模式延长到第三时间范围的持续时间来阻止apple pay应用程序的强制且自动的启动。同样可能的是，主动/被动nfc设备6快速接近交易终端1，使得在探测
到载波信号7之前就位于nfc通信有效范围5内。
37.对于这两种特殊情况，本发明的方法具有接着的、阻止apple pay应用程序强制且自动启动的方法步骤。交易终端1构成为，当交易终端1与处于nfc通信有效范围5中的在其被动通信模式中的主动/被动nfc设备之间建立主动通信时，立即在第二时间范围内发出应用程序停用指令。iso 14.443-4标准在第6.2.3部分“就绪状态描述”中定义：可以在wupa/wupb指令后立即执行专有的防冲突方法，所述wupa/wupb指令用于唤醒处于其被动通信模式中的主动/被动nfc设备6。图3示出直至数据交换的一般nfc通信建立。在该专有的防冲突方法的过程中，可以将特定的代码作为应用程序停用指令从交易终端1发送到主动/被动nfc设备6，如果主动/被动nfc设备6辨认出并相应地处理该应用程序停用指令，则该应用程序停用指令阻止apple pay应用程序的强制且自动的启动。由此获得如下优点：对于上述两种特殊情况，也阻止对于某些应用情况而言不期望的apple pay应用程序的自动启动。