一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法转让专利
申请号 : CN200810065577.5
文献号 : CN101271511B
文献日 : 2010-04-21
发明人 : 吴增荣 , 王俊鹏
申请人 : 中兴通讯股份有限公司
摘要 :
本发明公开了一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法，其中的装置包括：天线，用于接收和发射射频信号；通过其上天线接口与所述天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至所述天线；设置在所述天线与前端控制模块之间的射频馈电模块，用于在掉电时将所述天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块，其中，还包括一与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元、与所述天线接口连接用于控制所述天线接口的断开和连通的电子开关，所述前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开所述电子开关。采用该装置可使近距离无线通讯终端在掉电状态关闭标签功能，提高安全性。
权利要求 :
1.一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置，包括：天线，用于接收和发射射频信号；
通过其上天线接口与所述天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至所述天线；
设置在所述天线与前端控制模块之间的射频馈电模块，用于在掉电时将所述天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块；
其特征在于，还包括一与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元、与所述天线接口连接用于控制所述天线接口的断开和连通的电子开关，所述前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开所述电子开关和与所述前端控制模块连接用于存储读卡器认证信息的第二存储单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一存储单元和所述第二存储单元是非易失存储器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述前端控制模块连接用于信息交互的人机交互模块，以及设置在所述前端控制模块与所述人机交互模块之间用于存储标签密码信息的第三存储单元。
4.一种近距离无线通讯终端实现标签功能的方法，包括以下步骤：S1、输入标签设置信息，所述的标签设置信息有以下两种选择：近距离无线通讯终端掉电后开启标签功能、近距离无线通讯终端掉电后关闭标签功能；
S2、将所述的标签设置信息存储到第一存储单元；
S3、当近距离无线通讯终端掉电后，天线接受读卡器发出的射频信号，馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块；
S4、所述前端控制模块得电后，从所述第一存储单元读取所存储的标签设置信息，判断所述标签设置信息是否为掉电后关闭标签功能，是则关闭天线接口，S5、输入读卡器认证信息，将所述读卡器认证信息写入第二存储单元；
S6、天线接受读卡器发出的射频信号，判断所述的射频信号是否符合所述读卡器认证信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一存储单元是非易失存储器。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S5包括以下步骤：S51、在所述前端控制模块创建所述第二存储单元；
S52、将所述读卡器认证信息存储到所述的第二存储单元。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的第二存储单元是非易失存储器。
8.根据权利要求4至7任一所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：S7、输入标签密码信息，将所述标签密码信息存储到第三存储单元；
S8、输入标签密码，判断所述的标签密码是否符合中所存储的标签密码信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
说明书 :
技术领域
本发明涉及近距离无线通讯系统，尤其涉及的是，一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法。
背景技术
近距离无线通讯技术(Near field communication，NFC)由射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)和互连技术融合演变而来，所谓的射频识别系统有以下最基本的三部分：标签，也称为非接触式IC卡，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器，读取(有时还可以写入)标签信息的设备；天线，在标签和读取器间传递射频信号。所谓的近距离无线通讯终端是将NFC模块集成在各种手持电子设备上，例如PSP游戏机、MP3播放器等，最惯常的是将NFC模块集成于手机上，借助手机的普及程度和强大功能，能给非接触式IC卡扩展更多的应用。
近距离无线通讯终端具有标签功能，例如作为公交卡、停车卡等；读卡器功能，例如识别条形码获取产品信息；以及点对点通信的功能，例如名片交换，信息传输。近距离无线通讯终端作为标签进入磁场后，发送出存储在芯片中的电子编码。近距离无线通讯终端作为读卡器应用时，当被标识标签进入近距离无线通讯终端的读取范围时，标签和近距离无线通讯终端之间自动建立起无线方式的通信链路，近距离无线通讯终端读取标签的编号或标签的存储数据，近距离无线通讯终端接收这些信息并进行解码，然后传送给后台应用系统进行处理，从而完成整个信息处理过程。
上述三种功能在近距离无线通讯终端有电的情形下，可以通过其上的人机交互操作自由地选择，但是，当近距离无线通讯终端掉电后，其处理器无法处理信息，只能使用标签功能，参见图1：天线接收射频信号，射频馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块，前端控制模块得电后将电子编码经所述天线发送出去；同时，处理器也无法接收人机交互操作的信息，这种情况下就无法关闭近距离无线通讯终端掉电前开启的标签功能，例如，当电子支付后无法关闭标签功能，会留下安全隐患，给用户带来不便。
因此，现有技术还存在缺陷，有待于改进和发展。
近距离无线通讯终端具有标签功能，例如作为公交卡、停车卡等；读卡器功能，例如识别条形码获取产品信息；以及点对点通信的功能，例如名片交换，信息传输。近距离无线通讯终端作为标签进入磁场后，发送出存储在芯片中的电子编码。近距离无线通讯终端作为读卡器应用时，当被标识标签进入近距离无线通讯终端的读取范围时，标签和近距离无线通讯终端之间自动建立起无线方式的通信链路，近距离无线通讯终端读取标签的编号或标签的存储数据，近距离无线通讯终端接收这些信息并进行解码，然后传送给后台应用系统进行处理，从而完成整个信息处理过程。
上述三种功能在近距离无线通讯终端有电的情形下，可以通过其上的人机交互操作自由地选择，但是，当近距离无线通讯终端掉电后，其处理器无法处理信息，只能使用标签功能，参见图1：天线接收射频信号，射频馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块，前端控制模块得电后将电子编码经所述天线发送出去；同时，处理器也无法接收人机交互操作的信息，这种情况下就无法关闭近距离无线通讯终端掉电前开启的标签功能，例如，当电子支付后无法关闭标签功能，会留下安全隐患，给用户带来不便。
因此，现有技术还存在缺陷，有待于改进和发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法，采用该装置可使近距离无线通讯终端在掉电状态关闭标签功能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下方案：
一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置，包括：天线，用于接收和发射射频信号；通过其上天线接口与所述天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至所述天线；设置在所述天线与前端控制模块之间的射频馈电模块，用于在掉电时将所述天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块，其中，还包括一与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元、与所述天线接口连接用于控制所述天线接口的断开和连通的电子开关，所述前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开所述电子开关和与所述前端控制模块连接用于存储读卡器认证信息的第二存储单元。
所述的装置，其中，所述的第一存储单元和所述第二存储单元是非易失存储器。
所述的装置，其中，还包括与所述前端控制模块连接用于信息交互的人机交互模块，以及设置在所述前端控制模块与所述人机交互模块之间用于存储标签密码信息的第三存储单元。
一种近距离无线通讯终端实现标签功能的方法，包括以下步骤：
S1、输入标签设置信息，所述的标签设置信息有以下两种选择：近距离无线通讯终端掉电后开启标签功能、近距离无线通讯终端掉电后关闭标签功能；
S2、将所述的标签设置信息存储到第一存储单元；
S3、当近距离无线通讯终端掉电后，天线接受读卡器发出的射频信号，馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块；
S4、所述前端控制模块得电后，从所述第一存储单元读取所存储的标签设置信息，判断所述标签设置信息是否为掉电后关闭标签功能，是则关闭天线接口；
S5、输入读卡器认证信息，将所述读卡器认证信息写入第二存储单元；
S6、天线接受读卡器发出的射频信号，判断所述的射频信号是否符合所述读卡器认证信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
所述的方法，其中，所述第一存储单元是非易失存储器。
所述的方法，其中，步骤S5还包括以下步骤：
S51、在所述前端控制模块创建所述第二存储单元；
S52、将所述读卡器认证信息存储到所述的第二存储单元。
所述的方法，其中，所述的第二存储单元是非易失存储器。
所述的方法，其中，还包括以下步骤：
S7、输入标签密码信息，将所述标签密码信息存储到第三存储单元；
S8、输入标签密码，判断所述的标签密码是否符合中所存储的标签密码信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
与现有技术相比，本发明所提供的一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法，由于通过电子开关控制天线与射频馈电模块的连接和断开，采用第一存储单元存储关闭标签功能指令，当近距离无线通讯终端在掉电状态，前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令可断开所述电子开关以实现功能的关闭，提高了使用的安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用以下方案：
一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置，包括：天线，用于接收和发射射频信号；通过其上天线接口与所述天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至所述天线；设置在所述天线与前端控制模块之间的射频馈电模块，用于在掉电时将所述天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块，其中，还包括一与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元、与所述天线接口连接用于控制所述天线接口的断开和连通的电子开关，所述前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开所述电子开关和与所述前端控制模块连接用于存储读卡器认证信息的第二存储单元。
所述的装置，其中，所述的第一存储单元和所述第二存储单元是非易失存储器。
所述的装置，其中，还包括与所述前端控制模块连接用于信息交互的人机交互模块，以及设置在所述前端控制模块与所述人机交互模块之间用于存储标签密码信息的第三存储单元。
一种近距离无线通讯终端实现标签功能的方法，包括以下步骤：
S1、输入标签设置信息，所述的标签设置信息有以下两种选择：近距离无线通讯终端掉电后开启标签功能、近距离无线通讯终端掉电后关闭标签功能；
S2、将所述的标签设置信息存储到第一存储单元；
S3、当近距离无线通讯终端掉电后，天线接受读卡器发出的射频信号，馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块；
S4、所述前端控制模块得电后，从所述第一存储单元读取所存储的标签设置信息，判断所述标签设置信息是否为掉电后关闭标签功能，是则关闭天线接口；
S5、输入读卡器认证信息，将所述读卡器认证信息写入第二存储单元；
S6、天线接受读卡器发出的射频信号，判断所述的射频信号是否符合所述读卡器认证信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
所述的方法，其中，所述第一存储单元是非易失存储器。
所述的方法，其中，步骤S5还包括以下步骤：
S51、在所述前端控制模块创建所述第二存储单元；
S52、将所述读卡器认证信息存储到所述的第二存储单元。
所述的方法，其中，所述的第二存储单元是非易失存储器。
所述的方法，其中，还包括以下步骤：
S7、输入标签密码信息，将所述标签密码信息存储到第三存储单元；
S8、输入标签密码，判断所述的标签密码是否符合中所存储的标签密码信息，是则将电子编码通过天线发送出去。
与现有技术相比，本发明所提供的一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置和方法，由于通过电子开关控制天线与射频馈电模块的连接和断开，采用第一存储单元存储关闭标签功能指令，当近距离无线通讯终端在掉电状态，前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令可断开所述电子开关以实现功能的关闭，提高了使用的安全性。
附图说明
图1是现有技术中近距离无线通讯终端掉电状态实现标签功能的原理示意图；
图2是本发明一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置的原理图；
图3是本发明NFC手机的原理图。
图2是本发明一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置的原理图；
图3是本发明NFC手机的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细的描述。
本发明所提供的一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置，如图2所示，包括天线、前端控制模块、射频馈电模块、第一存储单元。前端控制模块设有连接天线的天线接口，以及与天线接口连接用于控制天线接口的断开和连通的电子开关。其中，天线用于接收和发射射频信号；通过其上天线接口与天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至天线；射频馈电模块设置在天线与前端控制模块之间，用于在掉电时将天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块；与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元，第一存储单元是非易失存储器，在掉电时，前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开电子开关。这样如果标签功能开启后近距离无线通讯终端掉电了，就可实现标签功能的关闭，提高标签功能的安全性。
还包括用于存储读卡器认证信息的第二存储单元，当读卡器的信息符合第二存储单元中的读卡器认证信息，前端控制模块将电子编码发送至天线。如果在掉电时使用，该第二存储单元可以是非易失存储器。此结构可以对读卡器的信息进行识别，当读卡器信息符合时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
还包括用于存储标签密码信息的第三存储单元，以及与前端控制模块用于信息交互的人机交互模块，当人机交互模块输入的标签密码符合第三存储单元中的标签密码信息，前端控制模块将电子编码发送至天线。此设计可以通过人机交互模块经终端处理器进行标签密码设定，当人机交互模块输入的标签密码符合设定的标签密码信息时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
本发明使得近距离无线通讯终端在终端主电源供电和掉电状态都可以安全的使用标签功能。如图3所示，近距离无线通讯终端采用NFC手机，所述的第一存储单元和第二存储单元设置在NFC手机中用来管理近场通信协议的NFC前端控制芯片中，第三存储单元设置在用来进行通信的安全管理(如密钥管理和通信加密管理)及用户数据的存储的安全芯片中。这些用户数据也可以存放在手机的其他地方，如SD卡(Secure Digital MemoryCard，安全数码卡)，闪存等器件中。对于eNFC方案，用户数据和安全管理，应用都放在SIM(Subscriber Identity Model客户识别模块)卡中。
本发明还包括一种近距离无线通讯终端实现标签功能的方法，由以下步骤实现：
110、创建第一存储单元；所述的第一存储单元是非易失存储器。
120、创建第二存储单元；所述的第二存储单元是非易失存储器。
130、创建所述第三存储单元；
210、输入标签设置信息，本步骤中所述的标签设置信息有以下两种选择：近距离无线通讯终端掉电后开启标签功能、近距离无线通讯终端掉电后关闭标签功能；可以由系统来设定标签设置信息，也可以通过终端的人机交互模块输入；
211、将步骤210中所述的标签设置信息存储到步骤110中所述的第一存储单元；
220、输入读卡器认证信息，本步骤中所述的读卡器认证信息可以是通过终端的人机交互模块输入，也可以是系统预设置的；
221、将步骤220中所述的读卡器认证信息存储到步骤120中所述的第二存储单元；
230、输入标签密码信息，本步骤中所述的读卡器认证信息是通过终端的人机交互模块输入；
231、将步骤230中所述的标签密码信息存储到步骤130中所述的第三存储单元；
310、当近距离无线通讯终端掉电后，天线接受读卡器发出的射频信号，馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块；
320、所述前端控制模块得电后，从步骤211中所述的第一存储单元读取其中所存储的标签设置信息；
330、判断所述标签设置信息是否为掉电后关闭标签功能，是则关闭天线接口。这样如果标签功能开启后近距离无线通讯终端掉电了，就可实现标签功能的关闭，提高标签功能的安全性。
400、天线接受读卡器发出的射频信号，判断所述的射频信号是否符合步骤221中第二存储单元所存储的读卡器认证信息，是则将电子编码通过天线发送出去。此步骤可以对读卡器的信息进行识别，当读卡器信息符合时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
510、输入标签密码；
520、判断步骤510中的标签密码是否符合步骤231中所存储的标签密码信息，是则将电子编码通过天线发送出去。此步骤可以通过人机交互模块设定标签密码，当人机交互模块输入的标签密码符合设定的标签密码信息时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
标签功能的应用已经非常广泛。在公交、门禁、电子支付、物流、人员跟踪等领域都有应用，而且目前手机的普及程度也越来越高，给人们的工作及生活带来了很大的便利。例如，NFC手机既能实现标签功能，同时借助手机的处理能力，又能为标签功能扩展更多的应用。使用NFC手机有主动通信和被动通信两种模式；工作频段是13.56MHz；传输(读写)距离在10cm内；数据传输速度106kbps/212kbps/424kbps。采用NFC手机可通过手机厂商和金融机构合作，eNFC是NFC的改进，eNFC方案将移动支付的安全控制集成在SIM卡中，由移动运营商控制。利用本发明的装置和方法，可以方便用户、提高标签功能的安全性，另外，本发明的结构简单，可靠性高；在实际应用中实施简单，具有实际应用价值；成本低廉，是一种非常经济的装置。
应当理解的是，以上所提供的具体实施方式只是对本发明的说明，而不应当理解为对本发明的限制，对本领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应为本发明所揭示的原理和特征，均属本发明的保护范围。
本发明所提供的一种近距离无线通讯终端实现标签功能的装置，如图2所示，包括天线、前端控制模块、射频馈电模块、第一存储单元。前端控制模块设有连接天线的天线接口，以及与天线接口连接用于控制天线接口的断开和连通的电子开关。其中，天线用于接收和发射射频信号；通过其上天线接口与天线连接的前端控制模块，用于将电子编码发送至天线；射频馈电模块设置在天线与前端控制模块之间，用于在掉电时将天线接收的射频能量转化为电能传输至所述前端控制模块；与前端控制模块连接用于存储关闭标签功能指令的第一存储单元，第一存储单元是非易失存储器，在掉电时，前端控制模块根据第一存储单元中的关闭标签功能指令断开电子开关。这样如果标签功能开启后近距离无线通讯终端掉电了，就可实现标签功能的关闭，提高标签功能的安全性。
还包括用于存储读卡器认证信息的第二存储单元，当读卡器的信息符合第二存储单元中的读卡器认证信息，前端控制模块将电子编码发送至天线。如果在掉电时使用，该第二存储单元可以是非易失存储器。此结构可以对读卡器的信息进行识别，当读卡器信息符合时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
还包括用于存储标签密码信息的第三存储单元，以及与前端控制模块用于信息交互的人机交互模块，当人机交互模块输入的标签密码符合第三存储单元中的标签密码信息，前端控制模块将电子编码发送至天线。此设计可以通过人机交互模块经终端处理器进行标签密码设定，当人机交互模块输入的标签密码符合设定的标签密码信息时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
本发明使得近距离无线通讯终端在终端主电源供电和掉电状态都可以安全的使用标签功能。如图3所示，近距离无线通讯终端采用NFC手机，所述的第一存储单元和第二存储单元设置在NFC手机中用来管理近场通信协议的NFC前端控制芯片中，第三存储单元设置在用来进行通信的安全管理(如密钥管理和通信加密管理)及用户数据的存储的安全芯片中。这些用户数据也可以存放在手机的其他地方，如SD卡(Secure Digital MemoryCard，安全数码卡)，闪存等器件中。对于eNFC方案，用户数据和安全管理，应用都放在SIM(Subscriber Identity Model客户识别模块)卡中。
本发明还包括一种近距离无线通讯终端实现标签功能的方法，由以下步骤实现：
110、创建第一存储单元；所述的第一存储单元是非易失存储器。
120、创建第二存储单元；所述的第二存储单元是非易失存储器。
130、创建所述第三存储单元；
210、输入标签设置信息，本步骤中所述的标签设置信息有以下两种选择：近距离无线通讯终端掉电后开启标签功能、近距离无线通讯终端掉电后关闭标签功能；可以由系统来设定标签设置信息，也可以通过终端的人机交互模块输入；
211、将步骤210中所述的标签设置信息存储到步骤110中所述的第一存储单元；
220、输入读卡器认证信息，本步骤中所述的读卡器认证信息可以是通过终端的人机交互模块输入，也可以是系统预设置的；
221、将步骤220中所述的读卡器认证信息存储到步骤120中所述的第二存储单元；
230、输入标签密码信息，本步骤中所述的读卡器认证信息是通过终端的人机交互模块输入；
231、将步骤230中所述的标签密码信息存储到步骤130中所述的第三存储单元；
310、当近距离无线通讯终端掉电后，天线接受读卡器发出的射频信号，馈电模块将天线接收的射频能量转化为电能传输至前端控制模块；
320、所述前端控制模块得电后，从步骤211中所述的第一存储单元读取其中所存储的标签设置信息；
330、判断所述标签设置信息是否为掉电后关闭标签功能，是则关闭天线接口。这样如果标签功能开启后近距离无线通讯终端掉电了，就可实现标签功能的关闭，提高标签功能的安全性。
400、天线接受读卡器发出的射频信号，判断所述的射频信号是否符合步骤221中第二存储单元所存储的读卡器认证信息，是则将电子编码通过天线发送出去。此步骤可以对读卡器的信息进行识别，当读卡器信息符合时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
510、输入标签密码；
520、判断步骤510中的标签密码是否符合步骤231中所存储的标签密码信息，是则将电子编码通过天线发送出去。此步骤可以通过人机交互模块设定标签密码，当人机交互模块输入的标签密码符合设定的标签密码信息时才将标签的电子编码发送，进一步提高标签功能的安全性。
标签功能的应用已经非常广泛。在公交、门禁、电子支付、物流、人员跟踪等领域都有应用，而且目前手机的普及程度也越来越高，给人们的工作及生活带来了很大的便利。例如，NFC手机既能实现标签功能，同时借助手机的处理能力，又能为标签功能扩展更多的应用。使用NFC手机有主动通信和被动通信两种模式；工作频段是13.56MHz；传输(读写)距离在10cm内；数据传输速度106kbps/212kbps/424kbps。采用NFC手机可通过手机厂商和金融机构合作，eNFC是NFC的改进，eNFC方案将移动支付的安全控制集成在SIM卡中，由移动运营商控制。利用本发明的装置和方法，可以方便用户、提高标签功能的安全性，另外，本发明的结构简单，可靠性高；在实际应用中实施简单，具有实际应用价值；成本低廉，是一种非常经济的装置。
应当理解的是，以上所提供的具体实施方式只是对本发明的说明，而不应当理解为对本发明的限制，对本领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应为本发明所揭示的原理和特征，均属本发明的保护范围。