BRPI1013558B1

BRPI1013558B1 - sistema e método de comunicação de campo próximo

Info

Publication number: BRPI1013558B1
Application number: BRPI1013558-8A
Authority: BR
Inventors: Aimin Shen; Weixi Luo
Original assignee: Nationz Technologies Inc
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2020-10-13
Also published as: EP2424157A1; HK1155004A1; CN102142868A; MX2011010018A; WO2011091622A8; ES2566925T3; CN102142868B; JP2013518482A; CO6362075A2; SG174512A1; MY155381A; EP2424157B1; KR101532585B1; AU2010343862A1; BRPI1013558A2; KR20120119978A; JP5468144B2; WO2011091622A1; EP2424157A4

Abstract

Um método e sistema para comunicação de campo próximo são providos. O método inclui: um leitor de cartão transmitindo um. O sinal de campo magnético de tempo variável, de baixa frequência, cuja frequência é igual ou inferior frequência máxima f0 na qual o sistema esta trabalhando de forma não ajustada, e o sinal portando informação de identificador do leitor de cartão; um dispositivo de radiofrequência móvel recebendo e detectando o sinal de baixa frequência, e amplificando o mesmo para ser um sinal de voltagem, e julgando se um terminal entra em um intervalo de distancia valido ou não; se o sinal de voltagem é superior ou igual a um limiar de voltagem Vt, então, o terminal entra no intervalo de cartão de passagem e obtém a informação de identificador do leitor de cartão e transmite a sua própria informação de identificador, conjuntamente com a informação de identificador do leitor de cartão para o leitor de cartão através de um canal de radiofrequência; o leitor de cartao recebe a informagao trans- mitida, e compara se a informacao de identificador na informacao transmitida ? consistente com a informagao de identificador por si propria, ou néo, se é consistente, então realiza uma troca de (...).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um campo de comunicação, especialmente se refere a um método e sistema de comunicação de campo próximo.

Tecnologia Anterior

[002] Com a popularidade de terminais móveis, existe uma demanda urgente para a aplicação do terminal móvel em pagamento realizado pelo uso de terminais móveis e correntemente existem muitas soluções de implementação para a aplicação do pagamento por terminal móvel, que têm respectivas desvantagens. Nos dias atuais, aparecem métodos para a realização de comunicação de campo próximo do terminal móvel pela adição de funcionalidades de RF no Cartão de Módulo de Identificação de Subscritor (SIM) de terminais móveis (conhecido como cartão SIM) ou adição de módulos de comunicação de campo próximo na placa-mãe do terminal móvel. O aparecimento de tal método faz que os terminais móveis se tornem terminais superinteligentes, que podem facilitar a carga, consumo, transação e autenticação de identidade, satisfazendo grandemente a urgente demanda do mercado.

[003] A solução de comunicação de campo próximo para o terminal móvel à base de cartão SIM de RF atrai grande preocupação devido às suas vantagens de simplicidade e nenhuma necessidade de transformar os terminais móveis. Na solução, o cartão SIM de RF adota tecnologia de UHF (Frequência Ultra Alta). Uma vez que o cartão SIM de RF que usa UHF, especialmente usa frequência comum ISM (ou seja, frequência industrial, científica e médica) de 2,4GHz, tem uma alta frequência de trabalho e adota antena muito pequena, o sinal suficientemente forte pode ser transmitido quando uma pequena antena é disposta no cartão SIM. e os sinais de RF podem ser transmitidos a partir dos terminais móveis mesmo se o cartão SIM de RF é embutido no terminal móvel. Um chip transceptor de RF (Radiofrequência) que prevalece no campo sendo aplicado ao leitor de cartão permite que a maioria dos sinais de RF dos terminais móveis seja recebida confiavelmente sem ser amplificados adicionalmente, fazendo, assim, com que os terminais móveis tenham funcionalidades de comunicação de campo próximo sem fazer qualquer transformação estrutural nos terminais móveis existentes. Todavia, diferentes telefones celulares, devido às diferenças em suas estruturas internas, têm uma variância muito grande em sua efetividade de transmissão do sinal de RF. O cartão SIM de RF daqueles terminais móveis que são fortes na transmissão tem uma faixa de comunicação de RF de vários metros. O cartão SIM de RF daqueles terminais móveis que são fracos na transmissão pode, portanto, ter uma faixa de comunicação de RF de poucos centímetros. Para evitar uma grande variância da atenuação de sinal de RF para diferentes terminais móveis, os terminais móveis devem ser calibrados, ou seja, parâmetros de atenuação dos terminais móveis devem ser registrados ou gravados no cartão antes de ser usado. Um maior problema do SIM de RF está situado no fato de que ele precisa ser calibrado.

[004] Outra tecnologia NFC para um pagamento móvel é derivada de uma tecnologia de cartão sem contato baseada na norma ISO 14443. Os princípios fundamentais de ambas as tecnologias são os de transmitir sinais e energia usando um campo magnético de 13,56 MHz. O problema principal da tecnologia de NFC é como segue:

[005] 1. Ê necessário transformar os terminais móveis para obter confiavelmente uma comunicação de dado de duas vias, e uma bobina de campo de NFC não pode ser integrada em um cartão usado no terminal móvel, por exemplo, a cartão SIM ou um cartão SD (Secure Digital Memory Card) /TF(TransFlash).

[006] 2. Em uma frequência de 13,56, sinais e energia são transmitidos entre o leitor de cartão e o cartão pelo uso de um modo de acoplamento de bobina de indutância, além disso, energia e sinais e amplitude modulada de 13,56 MHz são transmitidos ao mesmo tempo em uma direção do leitor de cartão para o cartão, com uma alta demanda para a área do cartão para receber a bobina; na direção do cartão para o leitor de cartão, o cartão transmite sinais para o leitor de cartão via um modo de modulação de carga para bobinas do cartão em condição de curto-circuito e circuito aberto, ao invés de via o modo de intensidade de campo transmitido por energia externa, devido ao fato de que os sinais de modulação de carga requerem que, quanto mais alto é um coeficiente de acoplamento entre uma bobina do cartão e uma bobina do leitor de cartão, tanto mais facilmente o sinal transmitido a partir do cartão é decodificado pelo leitor de cartão. O modo melhora ainda a demanda pelo tamanho e área da antena do cartão. Por outro lado, devido à frequência inferior de 13,56 MHz, o tamanho da bobina de acoplamento é relativamente grande. Considerando os fatores acima, NFC requerer que a bobina de antena no terminal móvel seja suficientemente grande, com o resultado que a bobina de antena do tamanho não pode ser colocada dentro de um cartão para uso no terminal móvel, por exemplo, o cartão SIM ou SD/TF. Além disso, o objeto de metal ou outro objeto condutivo no terminal móvel, portanto, severamente perturba o efeito de recepção e efeito de modulação de carga da antena. Para obter melhor efeito de comunicação de campo próximo, um telefone celular tem que ser estruturalmente transformado para se adaptar à personalização, de forma que a antena atinja o melhor efeito. A transformação pode ser feita, por exemplo, pela colocação de várias voltas de antena em uma cobertura traseira de uma bateria do terminal móvel, ou pela introdução da antena de uma placa- mãe do terminal móvel para a superfície traseira da bateria via um PCB flexível para permitir que a área da antena corresponda àquela da bateria usual. Em adição, a cobertura traseira do telefone celular não pode ser feita de material não metálico.

[007] 3. NFC tendo uma frequência de 13,56 MHz precisa ser calibrado para o controle de distância.

[008] Embora exista um tipo de antena de NFC que pode ser usado em quaisquer terminais móveis, devido ao uso de frequência de 13,56MHz, o sinal em uma frequência irá produzir um intenso efeito de corrente de Eddy ao passar um objeto de metal e outro objeto condutivo, e a intensidade de sinal irá variar com a estrutura do terminal móvel, de forma que a intensidade de campo irá gerar significante flutuação sobre a antena do receptor do cartão de NFC, resultando em que o controle de distância não pode ser obtido sem calibração.

[009] A Figura 1 é uma curva de voltagem-distância, detectada na condição que a mesma máquina 14443 POS mantém uma portadora constante de 13,56 MHz frequência quando o circuito de receptor de bobina é colocado em vários terminais móveis, em que o valor de intensidade de sinal é o valor obtido depois da voltagem de indução de receptor ser amplificada necessariamente. Uma vez que o fator de amplificação se mantém constante, uma atenção é somente dada à variação relativa do valor de intensidade com uma distância. Pode ser visto que, a diferença de intensidade de campo recebida por diferentes terminais é maior que 30dB, a variação de intensidade de campo dentro de uma distância de lcm para lOcm para o mesmo terminal é aproximadamente 25 dB, e a variação de intensidade de campo que resulta da diferença de telefones celulares vai além da variação de intensidade de campo dentro de uma distância de 1 cm para 10 cm para o mesmo terminal, por conseguinte, o mesmo limiar não pode ser usado para vários terminais para realizar controle de distância, ou seja, é impossível obter controle de distância sem calibração.

Sumário da Invenção

[0010] O problema técnico a ser abordado pela invenção é o de prover um método de comunicação de campo próximo e um sistema de comunicação de campo próximo, de forma que vários terminais móveis tendo função de comunicação de campo próximo podem realizar transação por deslizamento, por exemplo, um pagamento eletrônico, sem calibração.

[0011] Para solucionar o problema técnico, a invenção propõe um método de comunicação de campo próximo para um sistema de comunicação de campo próximo compreendendo pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, o método compreende as seguintes etapas: etapa a, o leitor de cartão transmite sinais magnéticos alternados de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência portando informação de identificação do leitor de cartão, os parâmetros de transmissão compreendendo frequências para os sinais magnéticos alternados de baixa frequência que são iguais ou menores que uma frequência de trabalho máxima fO do sistema, na qual o sistema não precisa ser calibrado; etapa b, o dispositivo de RF móvel recebe e detecta os sinais magnéticos alternados de baixa frequência em todos os pontos de distância e amplifica-os para sinais de voltagem com amplitudes constantes e correspondendo às distâncias, e, assim, determina se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando um limiar de voltagem pré- ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; etapa c, se os sinais de voltagem correspondendo aos sinais magnéticos alternados de baixa frequência recebidos são maiores que ou iguais a um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa efetiva pré-ajustada para o cartão deslizante, então o dispositivo de RF móvel obtém a informação de identificação do leitor de cartão a partir dos sinais magnéticos de baixa frequência recebidos, e transmite-a conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através do canal de RF; etapa d, o leitor de cartão recebe uma informação transmitida através de canal de RF pelo dispositivo de RF móvel, compara se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita é combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF.

[0012] O método acima pode ter ainda a seguinte característica, na dita etapa a, a frequência mais alta fO para operação do sistema sem calibração pode ser determinada pelas seguintes etapas: etapa al, determinar valores alvos de controle de distância (Din, Dv) para o sistema, em que Din indica que todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel podem ser assegurados que são passados na faixa de 0 ~ Din, Dv indica uma faixa de flutuação de distância, o cartão sendo, assim, capaz de ser deslizado ou passado na faixa de Din ~ (Din + Dv), e não sendo capaz de ser deslizado ou passado na faixa de Din + Dv; etapa a2, determinar uma faixa de flutuação ôR da voltagem de detecção para o dispositivo de frequência móvel causada pelo leitor de cartão; etapa a3, determinar uma faixa de flutuação ÔC da voltagem de detecção causada pelo dispositivo de RF móvel propriamente dito; etapa a4, detectar uma curva de voltagem-distância para vários terminais e obstáculos típicos na frequência de f; etapa a5, determinar a faixa de flutuação ÔA da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel de acordo com o valor alvo de controle de distância (Din, Dv), em que ÔA é igual a uma diferença de voltagem entre a voltagem correspondendo ao ponto Din e a voltagem correspondendo ao ponto (Din + Dv) na curva de voltagem-distância com um gradiente de curva de atenuação de intensidade de campo média obtido a partir de respectivas curvas de voltagem-distância para terminais e obstáculos típicos; etapa a6, determinar uma faixa de flutuação ÔT da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel, causada pelo terminal, em que ôT indica a faixa de flutuação da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel causada pela característica de atenuação do terminal, ôT =ôA -ôR -ôC; etapa a7, obter a diferença de intensidade de campo máxima ô entre vários terminais e obstáculos típicos em diferentes pontos de distância dentro da faixa de controle de distâncias; se ô é maior que δT, uma frequência f é abaixada e a etapa a4 é retornada; se ô é menor que ôT, uma frequência f é aumentada e a etapa a4 é retornada; e se δ é igual a δT, a frequência de detecção de corrente f é igual a uma frequência de trabalho máxima fO do sistema sem calibração.

[0013] O método acima pode ter ainda a seguinte característica, na dita etapa a, os parâmetros de transmissão compreendem um modo de modulação, um modo de codificação e uma amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br, em que o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br podem ser determinados por meio das seguintes etapas: selecionar qualquer um dos modos de codificação sem um componente de corrente contínua média; não selecionar nenhum modo de modulação ou um modo de modulação de portadora de amplitude invariável; depois de selecionar uma frequência de trabalho menor que fO, um modo de modulação e um modo de codificação, primeiramente selecionar um terminal de ruído típico e parâmetros de ganho para a detecção magnética e amplificação no dispositivo de RF móvel que é facilmente realizada, detectar uma amplitude de voltagem de ruído intrínseca Vn para a voltagem de detecção no dispositivo de RF móvel na condição dos sinais magnéticos de baixa frequência não sendo transmitida pelo leitor de cartão, então medir a voltagem de detecção Vr do dispositivo de RF móvel quando o leitor de cartão transmite os sinais magnéticos alternados de baixa frequência usando a modulação e modo de codificação selecionados, selecionar uma amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br para satisfazer Vr/Vn > SNR, em que SNR é uma relação de sinal para ruído do dispositivo de RF móvel.

[0014] O método acima pode ter ainda a seguinte característica. Na dita etapa b, um limiar de voltagem pré-ajustado Vt pode ser determinada pelas seguintes etapas: etapa bl, nos parâmetros de transmissão selecionados, medir uma curva de voltagem-distância para vários terminais e obstáculos típicos, em que o parâmetro de transmissão compreende uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência, o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br; etapa b2, obter uma curva de voltagem-distância de referência, em que a curva de voltagem-distância de referência é o valor médio obtido a partir das curvas de voltagem-distância para os terminais e obstáculos típicos, que tem a mesma diferença de amplitude de voltagem ôT/2 a partir do limite superior e o limite inferior das curvas de terminais típicas; etapa b3, selecionar um limiar de voltagem de detecção Vt para o dispositivo de RF móvel, a voltagem correspondendo ao ponto (Din + Dv/2) sendo Vt sobre a curva de voltagem-distância de referência.

[0015] O método acima pode ter ainda a seguinte característica, uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência é ajustada em uma banda de frequência extra baixa ou uma banda de frequência muito baixa ou banda de frequência muito baixa, em que a banda de frequência extra baixa está em uma faixa de frequência de 300 Hz ~ 3.000 Hz, a banda de frequência muito baixa está em uma faixa de frequência de 3 KHz ~30 KHz, e a banda de baixa frequência está em uma faixa de frequência de 30 KHz ~ 300 KHz.

[0016] O método acima pode ter ainda a seguinte característica. As frequências dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência podem ser 300 Hz ~ 50 KHz.

[0017] O método acima pode ter ainda a seguinte característica. A frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência pode ser 500 Hz, 1 Khz, 1,5 KHz, 2 KHz, 2,5 KHz, 3 KHz, 4 KHz, 5 KHz, 10 KHz, 20 KHz ou 30 KHz.

[0018] O método acima pode ter ainda a seguinte característica. O modo de codificação pode ser código Manchester, código Manchester diferencial, ou retorno para código zero; e o modo de modulação pode ser chaveamento de liga-desliga, chaveamento de deslocamento de fase ou chaveamento de deslocamento de frequência.

[0019] Para solucionar o problema acima, a invenção propõe um sistema de comunicação de campo próximo, compreendendo pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, em que: o leitor de cartão é usado para transmitir sinais magnéticos alternados de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência portando uma informação de identificação do leitor de cartão, em que os parâmetros de transmissão compreendem frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência que é a mesma que ou menor que uma frequência de trabalho máxima do sistema, na qual o sistema não precisa ser calibrado; o leitor de cartão é, portanto, usada para receber informação transmitida através do canal de RF pelo dispositivo de RF móvel, e para comparar se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita sendo combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF; o dispositivo de RF móvel é usado para receber e detectar os sinais magnéticos alternados de baixa frequência em cada ponto de distância e amplificar os mesmos para sinais de voltagem com amplitude constante e correspondendo à distância, determinando, assim, se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; se os sinais de voltagem correspondendo aos sinais magnéticos alternados de baixa frequência recebidos são maiores que ou iguais a um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, o dispositivo de RF móvel é usado para obter a informação de identificação do leitor de cartão a partir dos sinais magnéticos de baixa frequência recebidos, e transmite-a conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através do canal de RF; o dispositivo de RF móvel é ainda usado para realizar transação por deslizamento com o leitor de cartão através do canal de RF.

[0020] O sistema acima pode ter ainda as seguintes características. O leitor de cartão compreende pelo menos uma bobina de transmissão de baixa frequência, pelo menos um circuito controlador, pelo menos um circuito de codificação, pelo menos um primeiro processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF, em que a bobina de transmissão de alta frequência, o circuito controlador, o circuito de codificação, o primeiro processador principal, o circuito de transceptor de RF, a antena de RF são conectados em série; o dispositivo de RF móvel compreende pelo menos um circuito de indução magnética de baixa frequência, pelo menos um circuito de amplificação de baixa frequência, pelo menos um circuito de julgamento de limiar e demodulação, pelo menos um segundo processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF, em que o circuito de indução magnética de baixa frequência, o circuito de amplificação de baixa frequência, o circuito de julgamento de limiar e demodulação, o segundo processador principal, o circuito de transceptor de RF e a antena de RF são conectados em série.

[0021] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. O circuito de modulação é provido entre o circuito controlador e o circuito de codificação do leitor de cartão.

[0022] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. As bobinas de transmissão de alta frequência podem ser bobinas formadas de fios metálicos esmaltados ou bobinas PCB.

[0023] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. As voltas das bobinas de transmissão de baixa frequência podem ser mais que 10 voltas.

[0024] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. As voltas das bobinas de transmissão de alta frequência pode ser 50-500 voltas.

[0025] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. As bobinas de transmissão de alta frequência podem ser cheias com núcleos magnéticos de ferrite e núcleos de ferro.

[0026] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica, uma área encerrada pelas bobinas de transmissão de alta frequência tem uma largura na seção mais larga que é maior que a largura da seção do terminal de RF móvel.

[0027] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. A seção da área encerrada pelas bobinas de baixa frequência compreende pelo menos uma região de círculo com um diâmetro de 3cm ou uma região quadrada de 3cm*3cm.

[0028] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. O circuito de indução magnética de baixa frequência pode ser bobinas PCB, bobinas formadas de fios metálicos esmaltados, um dispositivo de Hall ou um dispositivo por magneto resistência gigante.

[0029] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. O dispositivo de RF móvel pode ser disposto no terminal móvel.

[0030] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. O dispositivo de RF móvel pode ser disposto em um cartão SIM, cartão UIM, cartão USIM, cartão TF ou cartão SD do terminal móvel.

[0031] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. O terminal móvel pode ser um telefone celular, um assistente digital pessoal ou um computador ‘notebook’.

[0032] O sistema acima pode ter ainda a seguinte característica. A informação de identificação é códigos de identificação.

[0033] A presente invenção pode permitir que uma distância de comunicação de dado, entre o terminal de comunicação de RF compreendendo um dispositivo de RF móvel (por exemplo, um telefone celular incluindo um cartão SIM de RF) e o leitor de cartão, seja confiavelmente controlada dentro de um dado escopo sem a necessidade de calibrar o terminal.

Breve Descrição dos Desenhos Anexos

[0034] A FIG. 1 é uma curva de voltagem-distância detectada na condição que a mesma máquina 14443 POS mantém uma portadora constante de 13,56 MHz de frequência quando o circuito de receptor de bobina é colocado em vários terminais móveis;

[0035] a FIG. 2 é um diagrama de bloco estrutural de um sistema para selecionar a frequência mais alta fO de acordo com o método de comunicação de campo próximo da presente invenção, em que o sistema não precisa ser calibrado;

[0036] a FIG. 3 é um diagrama que mostra uma faixa de flutuação ÔA da voltagem de detecção total recebida para o sistema, que é determinada pelo valor alvo de controle de distância (Din, Dv);

[0037] a FIG. 4 é um diagrama que mostra curvas de voltagem- distância para os terminais e obstáculos típicos e a faixa de flutuação δ entre eles;

[0038] a FIG. 5 mostra curvas de voltagem-distância para cincos terminais móveis típicos em uma frequência f de 3,3 KHz;

[0039] a FIG. 6 mostra formas de onda de voltagem para os sinais de voltagem recebidos, detectados no dispositivo de RF móvel via uma transmissão de banda de base direta sem modulação e os sinais de voltagem recebidos via um modo de modulação de onda de seno FSK;

[0040] a FIG. 7 é um diagrama que mostra um método para obter curva de voltagem-distância de referência;

[0041] a FIG. 8 é um diagrama estrutural do sistema de comunicação de campo próximo de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0042] a FIG. 9 é um diagrama que mostra a porção de transmissão de baixa frequência do leitor de cartão.

[0043] a FIG. 10 é um diagrama que mostra um formato de quadro de dado de baixa frequência do leitor de cartão;

[0044] a FIG. 11 é uma curva de voltagem-distância detectada na condição que uma fonte de sinal transmite campo magnético constante de 1 KHz via uma bobina de transmissão de baixa frequência quando o circuito de receptor de bobina é colocado em vários terminais móveis.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

[0045] Primeiramente mencionado, o(s) terminal(is) mencionado(s) a seguir se refere(m) ao(s) terminal(is) equipado(s) com um dispositivo de RF móvel por default, mas, portanto, se refere(m) ao(s) terminal(is) que pode(m) ser móvel(is), ou seja, o terminal móvel, por exemplo, um telefone celular etc. Uma distância se refere à distância entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel, ou seja, à distância entre o leitor de cartão e o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel.

[0046] Em vista do problema de controlar a distância entre o dispositivo de RF (especialmente o cartão de RF, por exemplo, o cartão SIM de RF, integrado no terminal) e o dispositivo leitor de cartão que transaciona em uma curta distância, a presente invenção propõe um sistema de comunicação de campo próximo, que compreende o leitor de cartão com as funções de transmitir um campo magnético alternativo de baixa frequência e receber e transmitir sinal de RF e um dispositivo de RF móvel correspondendo ao o leitor de cartão, com as funções de receber uma indução de campo magnético alternativo de baixa frequência e receber e transmitir sinal de RF, portanto, propõe um método de comunicação de campo próximo correspondendo ao o sistema. De acordo com a presente invenção, a distância pode ser controlada pela utilização da característica do campo magnético alternativo de baixa frequência tendo pequena variação de atenuação na penetração de diferentes terminais e transação pode ser conduzida por uma RF de alta frequência efetivamente penetrando o terminal para obter comunicação de duas vias. O sistema realiza detecção e controle de distância sem calibração por um método de julgamento de limiar pré-ajustado, mais especificamente, o leitor de cartão transmite os sinais alternativos de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, e os sinais magnéticos são detectados pelo dispositivo de RF móvel em vários pontos de distância e são amplificados para formar sinais de voltagem tendo um valor de amplitude constante e correspondendo à distância. Então, é determinado se o terminal entra em uma faixa de distância efetiva pré- ajustada via um limiar de voltagem pré-ajustado Vt (a faixa de distância efetiva indica uma faixa de deslizamento de cartão admissível). O limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os terminais, sem a necessidade de ser calibrado. A presente invenção atinge a única ligação entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel pelo método de combinação de comunicação de uma via de baixa frequência e comunicação de RF de duas vias, e depois da ligação, comunicação de alta velocidade de duas vias com um grande número de dados pode ser realizada através do canal de RF. O sistema da presente invenção pode confiavelmente controlar a distância de comunicação de dados entre o terminal do dispositivo de RF móvel (por exemplo, um telefone celular equipado com cartão SIM de RF) e o leitor de cartão para uma dada faixa, e é desnecessário calibrar o terminal.

[0047] O princípio e características da presente invenção serão descritos em conjunto com os desenhos, em que os exemplos ilustrados são somente para explicar a presente invenção, não sendo destinados a limitar o escopo da invenção.

[0048] O método de comunicação de campo próximo da presente invenção aplica-se ao sistema de comunicação de campo próximo incluindo pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, que compreende as seguintes quatro etapas incluindo a etapa a, a etapa b, a etapa cea etapa d. As quatro etapas são descritas respectivamente aqui como segue: etapa a, o leitor de cartão transmite sinais magnéticos alternados de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência portando informação de identificação do leitor de cartão, os parâmetros de transmissão compreendem frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência que são a mesma que ou menor que a frequência mais alta fO do sistema, na qual o sistema não precisa ser calibrado; e em que, informação de identificação pode ser ID de código de identificação.

[0049] Deve ser notado que, na etapa a, uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência se refere a uma frequência correspondendo a um ponto terminal de alta frequência terminal de largura de banda de 3dB em um espectro de frequência dos sinais alternativos de baixa frequência.

[0050] Quanto mais baixa é uma frequência do campo magnético de baixa frequência, tanto menor é a variância de atenuação dos sinais depois da penetração de vários tipos dos terminais. À luz das características, um ponto de frequência tendo uma variância suficientemente pequena é selecionado em um sistema de seleção de ponto de frequência (como mostrado na Figura 2) para realizar controle de distância sem calibração. Os sinais magnéticos alternados de baixa frequência são transmitidos por uma bobina de emissão de campo magnético padrão usando uma fonte de sinal padrão, e os sinais magnéticos alternados de baixa frequência são recebidos em vários terminais móveis típicos e obstáculos. Então, a frequência de transmissão é ajustada até um ponto de frequência fO ser encontrado, de forma que na condição que a voltagem (a voltagem é um sinal de voltagem obtido por ser amplificado pelo sinal magnético alternado de baixa frequência, o sinal de voltagem tendo uma amplitude constante e sendo correspondente à distância) recebida pelo dispositivo de RF móvel (equipado no terminal móvel) tem a mesma distância com os pontos centrais do plano formado pelas bobinas de emissão, a variância de campo magnético entre vários terminais e obstruções é geralmente igual a uma faixa de flutuação pré-ajustada ôT. O ponto de frequência fO e uma faixa de frequência é uma faixa de frequência para o sistema sem calibração, sem a necessidade de o sistema calibrar quaisquer terminais, se um ponto de frequência de operação é acima de fO, o sistema precisa ser calibrado, e quanto mais os pontos de frequência de operação estão acima de fO, tanto mais são os terminais que precisam ser calibrados, de forma que a calibração se torna mais complexa. A seleção de um ponto de frequência é uma operação de uma vez. Uma vez na seleção, não existe necessidade de ser revisada.

[0051] A Figura 2 é um diagrama de bloco estrutural de um sistema para selecionar a frequência mais alta fO de acordo com o método de comunicação de campo próximo da presente invenção, em que o sistema não precisa ser calibrado. Como mostrado na Figura 2, um sistema de seleção de ponto de frequência inclui: um sistema de transmissão, incluindo uma fonte de sinal 505 e uma bobina de transmissão de campo magnético de baixa frequência 504; um sistema receptor, incluindo um terminal móvel típico 501 em que um módulo receptor de baixa frequência 502 é provido, um detector de obstáculo e um de intensidade de sinal 503 (um voltímetro, um oscilógrafo, um espectrógrafo de frequência, etc.). A fonte de sinal 505 pode precisamente gerar sinais de várias frequências, várias formas de onda e várias amplitudes. O princípio de seleção de um ponto de frequência é que, a fonte de sinal 505 gera um sinal de onda de seno de uma amplitude constante e tendo uma frequência de f, e o sinal é transmitido pela bobina de transmissão 504 e é recebido pelo módulo receptor de baixa frequência 502 que é disposto no terminal móvel típico selecionado 501 e o obstáculo. O sinal de baixa frequência recebido é recebido pelo detector de intensidade de sinal 503 através de um fio de sinal especial, e o detector de intensidade de sinal 503 detecta a voltagem recebida. Uma curva variável da voltagem de detecção como uma função da distância na frequência de f para o terminal móvel ou o obstáculo pode ser obtida pela variação da distância da distância móvel (daqui em diante referida como curva de voltagem-distância). Várias curvas de diferentes terminais móveis podem ser obtidas pela substituição do terminal móvel ou do obstáculo, e diferentes curvas podem ser obtidas pela alteração de uma frequência f.

[0052] Na etapa a, a frequência mais alta fO para o sistema operação sem calibração pode ser determinada pelas seguintes etapas: etapa 101, determinar um valor alvo de controle de distância (Din, Dv), em que Din indica que todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel são assegurados que o cartão deslize na faixa de O-Din, Dv indica uma faixa de flutuação de distância, o cartão sendo capaz de ser deslizado na faixa de Din ~ (Din + Dv), e não sendo capaz de ser deslizado ou passado na faixa de Din + Dv;

[0053] Por exemplo, (5cm, 5cm) indica que todos os terminais podem ser assegurados que o cartão deslize em uma faixa inferior a 5 cm, que seja permitido que deslize o cartão em uma faixa de 5 cm - 10 cm e não permitido que o cartão deslize além de 10 cm. O valor alvo de controle de distância pode ser determinado por aplicação especial. (0 ~ Din +Dv) pode ser referido como a faixa de controle de distância. etapa 102, determinar uma faixa de flutuação ôR da voltagem de detecção do dispositivo de frequência móvel causada pelo leitor de cartão;

[0054] Flutuação de parâmetros do circuito de transmissão do leitor de cartão leva a flutuações de intensidade de campo de transmissão, causando flutuação da voltagem de detecção do dispositivo de RF móvel. Os parâmetros compreendem flutuações de voltagem de propulsor transmitidas, flutuações de parâmetros de bobina e influências de temperatura etc. ÔR é controlado durante um processo de projeto e fabricação para o leitor de cartão. A flutuação pode ser calibrada durante o processo de fabricação. Devido à baixa frequência de trabalho do circuito de transmissão de baixa frequência, ôR pode ser bem controlado, por exemplo, dentro de 4dB. etapa 103, determinar uma faixa de flutuação ôC da voltagem de detecção causada pelo dispositivo de RF móvel propriamente dito;

[0055] As flutuações de parâmetro do circuito receptor de baixa frequência do dispositivo de RF móvel propriamente dito levam à flutuação da voltagem de saída de detecção final. Os parâmetros compreendem erros da antena de receptor, erros de um ganho do amplificador, erros de um comparador ou AD, efeitos de temperatura e ruídos e similares. ôC é controlado durante o processo de projeto e fabricação do dispositivo de RF móvel. A flutuação pode ser calibrada durante o processo de fabricação. Uma vez que a frequência de trabalho do circuito de transmissão de baixa frequência do dispositivo de RF móvel é muito baixa, ÔC pode ser bem controlado, por exemplo, dentro de 4 dB. etapa 104, detectar as curvas de voltagem-distância de vários terminais e obstáculos típicos na frequência de f.

[0056] A preparação é feita antes da etapa 104 ser iniciada, mais especificamente, seleção de terminais e obstáculos típicos. Um princípio para selecionar terminais típicos é o de fazer uma seleção baseada no número dos metais de terminal ou estruturas condutoras. Ou seja, quanto maior for o número das estruturas de metal, tanto mais baixa é a amplitude de atenuação. Por exemplo, uma carcaça de plástico, uma carcaça de metal, uma carcaça de metal espessa, uma fina carcaça de metal, um terminal de um grande tamanho de um terminal de um pequeno tamanho, etc. podem ser selecionados. O número dos terminais típicos não é estritamente limitado e a seleção dos terminais típicos pode eliminar a característica de atenuação do sinal magnético alternado de baixa frequência, causada pelo terminal. Para evitar uma grande diferença de um terminal móvel individual, certificação de modelo pode ser aplicada ao terminal móvel na aplicação, de forma que uma detecção de deslizamento de cartão é conduzida para cada terminal móvel suportando aplicação de pagamento para determinar que a característica de atenuação do terminal móvel do modelo satisfaz a exigência. Um obstáculo típico pode selecionar vários materiais convencionais para um terminal móvel, por exemplo, plástico, alumínio, cobre, ferro, aço inoxidável etc., tendo um formato padronizado. O obstáculo típico é colocado entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel como um obstáculo equivalente para detectar característica de atenuação do terminal móvel para medir efeito de atenuação. etapa 105, determinar a faixa de flutuação ÔA da voltagem de detecção do dispositivo de RF móvel de acordo com o valor alvo de controle de distância (Din, Dv), ÔA é igual à diferença entre a voltagem correspondendo ao ponto Din e a voltagem correspondendo ao ponto (Din+Dv) na curva de voltagem-distância com gradiente de curva de atenuação de intensidade de campo média, obtida por respectivas curvas de voltagem-distância devidas aos terminais e obstáculos típicos;

[0057] A Figura 3 é um diagrama que mostra as faixas de flutuação ÔA de voltagem de detecção total recebida para o sistema, que é determinada pelo valor alvo de controle de distância (Din, Dv). Como mostrado na Figura 3, o ponto (Din+Dv) corresponde à voltagem V2, e o ponto (Din+Dv) corresponde à voltagem VI,, assim, ÔA =V1-V2. etapa 106, determinar uma faixa de flutuação ôT da voltagem de detecção do dispositivo de RF móvel, causada pelo terminal, em que o parâmetro ôT indica a faixa de flutuação da voltagem de detecção do dispositivo de RF móvel causada pela característica de atenuação do terminal, ôT =ôA -ôR -ÔC; etapa 107, obter a diferença de intensidade de campo máxima δ (portanto referida como região de flutuação) entre vários terminais e obstáculos típicos em diferentes pontos de distância dentro da faixa de controle de distância. Se δ é maior que ÔT, uma frequência f é abaixada e a etapa a4 é iniciada; se δ é menor que ÔT, uma frequência f é aumentada e a etapa a4 é iniciada; e se δ é igual a δT, a frequência de detecção de corrente f é igual à frequência mais alta fO do sistema sem calibração.

[0058] A Figura 4 é um diagrama da curva de voltagem-distância e a região de flutuação δ dos terminais e obstáculos típicos. Como mostrado na Figura 4, uma curva de voltagem-distância para os terminais ou obstáculos com a maior atenuação é referida como a curva de atenuação máxima, uma curva de voltagem-distância para os terminais ou obstáculos com a atenuação mínima é referida como a curva de atenuação mínima, e a área encerrada pela curva de atenuação máxima e a curva de atenuação mínima é referida como a região de distribuição de curva de voltagem-distância dos terminais e obstáculos típicos. Qualquer distância D corresponde à voltagem V3 na curva de atenuação mínima e corresponde à voltagem V4 na curva de atenuação máxima, de forma que δ = V3-V4.

[0059] Assim, na condição de limitação do valor alvo de controle de distância, a frequência mais alta fO para o sistema operação sem calibração pode ser determinada. O sistema pode usar modo de modulação ou usar o modo de enviar diretamente sinais de banda de base, o controle de distância pode ser conduzido sem calibração desde que o componente de frequência principal para o sistema operação não seja maior que fO.

[0060] Como exemplo, o processo de determinação de fO será explicado, a Figura 5 mostra curvas de voltagem-distância de cinco tipos de terminais móveis típicos em uma frequência f de 3,3 KHz. Como mostrado na Figura 5, o valor alvo de controle de distância do sistema é (5 cm, 5 cm), e a voltagem variação é cerca de 40db em uma região de distância de 0 ~ 10cm para o sistema. Uma faixa de flutuação da voltagem de detecção do dispositivo de RF móvel causada pelo leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel é 4 dB, mais especificamente ôR = ôC = 4 dB, ôA = 20 dB, δT = ôA - ôR - ôC = 12dB. Supondo que os cinco terminais podem stand para todos os terminais usado no sistema, se a flutuação máxima de vários pontos de distância nas várias curvas é aproximadamente 12 dB, de forma que a frequência mais alta fO do sistema sem calibração pode ser determinada para ser 3,3 KHz.

[0061] Na etapa a, os parâmetros de transmissão compreendem um modo de modulação, um modo de codificação e uma amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br. O princípio geral para selecionar os parâmetros de transmissão é o de assegurar que, para cada ponto de distância, o sinal magnético alternado de baixa frequência transmitido pelo leitor de cartão, depois de ser detectado e amplificado pelo dispositivo de RF móvel, é o sinal de voltagem com amplitude constante e correspondendo à distância. A Figura 6 mostra diagramas de forma de onda de voltagem dos sinais de voltagem recebidos via transmissão de banda de base direta sem modulação e os sinais de voltagem recebidos com modulação de onda de seno FSK, em que, a é o diagrama de forma de onda de sinais de voltagem recebidos via transmissão de banda de base direta sem modulação, b é o diagrama de forma de onda de sinais de voltagem recebidos pela modulação de onda de seno FSK. Como mostrado na Figura 6, os sinais de voltagem de detecção são sinais de voltagem variáveis compreendendo informação de demodulação, em que os sinais podem ser sinais de voltagem alternados sem componente de corrente contínua, e pode, portanto, ser sinais de voltagem com componente de corrente contínua, e amplitudes sendo constantes indicam que as maiores amplitudes cambiantes dos componentes alternados são constantes para diferentes símbolos de transmissão.

[0062] O modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br dos parâmetros de transmissão podem ser selecionados através das etapas all - al3: etapa all, selecionar qualquer um do modo de codificação sem componente de corrente contínua, por exemplo, código Manchester, código Manchester diferencial, retorno para código zero, etc.; etapa al2, não selecionar nenhum modo de modulação ou modo de modulação de portadora de amplitude invariável, em que o modo de modulação de portadora pode selecionar qualquer um modo de modulação de amplitude invariável, por exemplo, a portadora pode usar ondas de seno, pulsos, ondas triangulares, etc. e o modo de modulação pode selecionar o chaveamento de liga-desliga (OOK), chaveamento de deslocamento de fase ou chaveamento de deslocamento de frequência (FSK), etc.; quando do uso no modo de modulação, os sinais de banda de base depois de serem codificados são impulsionados diretamente por um circuito controlador e transmitido por uma bobina de transmissão. etapa al3, selecionar amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br. O método é como segue: na frequência de trabalho selecionada menor que fO, o modo de modulação e o modo codificado, primeiramente selecionar um terminal de ruído típico e parâmetros de ganho para detecção magnética e amplificação no dispositivo de RF móvel que é facilmente atingida, detectar amplitude de voltagem de ruído intrínseca Vn para a voltagem de detecção no dispositivo de RF móvel na condição de sinal magnético de baixa frequência não sendo transmitido pelo leitor de cartão, então medir voltagem de detecção Vr do dispositivo de RF móvel quando o leitor de cartão transmite sinais magnéticos alternados de baixa frequência usando modos de modulação e codificação selecionados, e selecionar amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br para satisfazer Vr/Vn > SNR, em que SNR é relação de sinal para ruído do dispositivo de RF móvel. O maior do valor de SNR é o melhor. Todavia, se o valor de SNR é demasiadamente grande, a potência de transmissão do leitor de cartão será demasiadamente grande de forma que é difícil de ser implementado. O valor típico pode ser selecionado como SNR=10. Quando SNR é determinado, Br pode ser determinado pelo modo acima. etapa b, o dispositivo de RF móvel recebe e detecta os sinais magnéticos alternados de baixa frequência em todos os pontos de distância e amplifica os mesmos para formar sinais de voltagem com amplitude constante e correspondendo as distâncias, e, assim, determina se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando limiar de voltagem pré-ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; na etapa b, limiar de voltagem pré-ajustado Vt pode ser determinado pelas etapas 201 a 203: etapa 201, nos parâmetros de transmissão selecionados, medir curva de voltagem-distância para vários terminais e obstáculos típicos, em que, o parâmetro de transmissão compreende as frequências de sinais magnéticos alternativos de baixa frequência, o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br; etapa 202, obter uma curva de voltagem-distância de referência, em que a curva de voltagem-distância de referência é o valor médio obtido a partir das curvas de voltagem-distância para os terminais e obstáculos típicos, que tem a diferença de amplitude de voltagem ÔT/2 a partir do limite superior e o limite inferior das curvas de terminais típicas, como mostrado na Figura 7; etapa 203, selecionar valor de limiar de voltagem de detecção Vt para o dispositivo de RF móvel, como mostrado na Figura 7, a voltagem correspondendo ao ponto (Din + Dv/2) é Vt sobre a curva de voltagem-distância de referência. etapa c, se o sinal de voltagem correspondendo ao sinal magnético alternativo de baixa frequência recebido é maior que ou igual a um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa efetiva pré-ajustada para o cartão deslizante, então o dispositivo de RF móvel obtém informação de identificação do leitor de cartão a partir dos sinais magnéticos de baixa frequência recebidos, e transmite-a conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através de canal de RF; etapa d, o leitor de cartão recebe informação transmitida pelo dispositivo de RF móvel através de canal de RF, compara se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita é combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por cartão por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF. Aqui, a transação por cartão por deslizamento não somente significa o pagamento eletrônico, mas, portanto, significa outro processo de comunicação através de outro canal de RF, por exemplo, carregamento, consumo e identificação de identidade etc. A transação por cartão por deslizamento na presente invenção significa amplamente estabelecer comunicação através de canal de RF, especialmente significa estabelecer comunicação através de canal de RF em comunicação de campo próximo.

[0063] Na presente invenção, a frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência é ajustada em uma banda de frequência extra baixa ou uma banda de frequência muito baixa ou banda de frequência muito baixa, em que, a banda de frequência extra baixa está em uma faixa de 300Hz ~ 3.000Hz, a própria banda de frequência está em uma faixa de 3 KHz ~ 30 KHz, e a banda de baixa frequência está em uma faixa de 30KHz~300KHz. Preferivelmente, as frequências dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência podem ser 300 Hz ~ 50 KHz. Preferivelmente, as frequências dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência podem ser 500 Hz, 1 Khz, 1,5 KHz, 2 KHz, 2,5 KHz, 3 KHz, 4 KHz, 5 KHz, 10 KHz, 20 KHz ou 30 KHz.

[0064] O método de comunicação de campo próximo da presente invenção adota uma comunicação de uma via para o campo magnético de baixa frequência combinando com uma comunicação de duas vias do campo magnético elétrico de RF, evitando, assim, o problema causado pela antena e outros problemas, tais como grande diferença de atenuação para sinais dos terminais causados pela comunicação de duas vias em 13,56MHz de ponto de frequência e controle de distância no sistema de NFC. no método, a única IDr de identidade (mais especificamente a informação de identificação acima) do leitor de cartão é transmitida para o dispositivo de RF móvel através de um canal de uma via de baixa frequência pelo leitor de cartão, e então a única IDc de identidade do dispositivo de RF móvel é afixada à IDr através do canal de duas vias de RF pelo dispositivo de RF móvel, então transmitida para o leitor de cartão; o leitor de cartão compara a validade da IDr, obtendo, assim, a ligação única entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel. Depois da ligação, o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel obtêm comunicação com um grande número de dados por meio do canal de duas vias de RF, até a transação ser completada.

[0065] O método de comunicação de campo próximo da presente invenção obtém a distância de comunicação de dados (portanto referida como distância de transação) entre a distância de comunicação de RF provida com o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão para ser seguramente controlada em uma faixa determinada, e não existe necessidade de calibrar o terminal.

[0066] A fim de atingir o método acima de comunicação de campo próximo, a presente invenção, portanto, propõe um sistema de comunicação de campo próximo. O sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção compreende pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, em que: o leitor de cartão transmite sinais magnéticos de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados. Informação de identificação do leitor de cartão é transportada nos sinais magnéticos alternados de baixa frequência, em que, os parâmetros de transmissão compreendem frequências dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência e as frequências são menores que a, ou iguais à, frequência mais alta fO do sistema, na qual o sistema não precisa ser calibrado; o leitor de cartão, portanto, recebe informação transmitida através do canal de RF pelo dispositivo de RF móvel; compara se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita é combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por cartão por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF; os sinais magnéticos alternados de baixa frequência, transmitidos pelo leitor de cartão, são recebidos e detectados pelo dispositivo de RF móvel em vários pontos de distância e são amplificados para sinais de voltagem tendo um valor de amplitude constante e correspondendo à distância, então é determinado se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando um limiar de voltagem pré- ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; o dispositivo de RF móvel é usado para obter informação de identificação do leitor de cartão a partir da informação de campo magnético alternado recebido, se os sinais de voltagem correspondendo aos sinais magnéticos alternados de baixa frequência recebidos são maiores que ou iguais a um valor de limiar de voltagem pré-ajustado Vt, e transmitem a informação de identificação conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através do canal de RF; o dispositivo de RF móvel é usado para realizar transação por cartão por deslizamento com o leitor de cartão através do canal de RF, em que, a informação de identificação pode ser ID de código de identificação.

[0067] Pode ser conhecido que o leitor de cartão no sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção tem as duas funções básicas, mais especificamente uma função de transmissão de baixa frequência e uma função de transceptor de RF, em outras palavras, o leitor de cartão no sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção tem dois módulos básicos, mais especificamente um módulo de transmissão de baixa frequência e um módulo de transceptor de RF; o dispositivo de RF móvel no sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção tem duas funções básicas, mais especificamente uma função de receptor de baixa frequência e uma função de transceptor de RF, em outras palavras, o dispositivo de RF móvel no sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção tem dois módulos básicos, mais especificamente um módulo receptor de baixa frequência e um módulo de transceptor de RF.

[0068] Ainda, o sistema de comunicação de campo próximo, como mencionado acima, pode ser realizado pelos seguintes circuitos, especialmente: o leitor de cartão compreende pelo menos uma bobina de transmissão de baixa frequência, pelo menos um circuito controlador, pelo menos um circuito de codificação, pelo menos um primeiro processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF; em que, a bobina de transmissão de alta frequência, o circuito controlador, o circuito de codificação, o primeiro processador principal, o circuito de transceptor de RF, a antena de RF são conectados em série; o dispositivo de RF móvel compreende pelo menos um circuito de indução magnética de baixa frequência, pelo menos um circuito de amplificação de baixa frequência, pelo menos um circuito de julgamento de limiar e demodulação, pelo menos um segundo processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF; em que o circuito de indução magnética de baixa frequência, o circuito de amplificação de baixa frequência, o circuito de julgamento de limiar e demodulação, o segundo processador principal, o circuito de transceptor de RF e a antena de RF são conectados em série. Preferivelmente, no circuito de implementação acima, o circuito de modulação é provido entre o circuito controlador e o circuito de codificação do leitor de cartão.

[0069] No circuito de implementação acima, a bobina de transmissão de alta frequência, o circuito controlador e o circuito de codificação (incluindo o circuito de modulação, se o circuito de modulação é provido) pode ser considerado como uma parte do módulo de transmissão de baixa frequência. O primeiro processador principal, o transceptor de RF e a antena de RF do leitor de cartão podem ser considerados como uma parte do módulo de transceptor de RF do leitor de cartão; o circuito de indução magnética de baixa frequência, o circuito de amplificação de baixa frequência e o circuito de julgamento de limiar e demodulação do dispositivo de RF móvel podem ser considerados como uma parte do módulo receptor de baixa frequência. O segundo processador principal, o circuito de transceptor de RF e a antena de RF do dispositivo de RF móvel podem ser considerados como uma parte do módulo de transceptor de RF no dispositivo de RF móvel.

[0070] Preferivelmente, no circuito de implementação acima, as bobinas de transmissão de alta frequência podem ser bobinas formadas de fios metálicos esmaltados ou bobinas PCB. Ainda, as voltas das bobinas de transmissão de alta frequência podem ser mais que 10 voltas. Preferivelmente, as voltas das bobinas de transmissão de alta frequência pode ser 50-500 voltas. Preferivelmente, as bobinas de transmissão de alta frequência podem ser cheias com um núcleo magnético de ferrite ou núcleo de ferro. Preferivelmente, a área encerrada pelas bobinas de transmissão de alta frequência tem uma largura na seção mais larga maior que a largura da seção do terminal de RF móvel. Preferivelmente, a seção da área encerrada pelas bobinas de baixa frequência compreende pelo menos uma região de círculo com um diâmetro de 3 cm ou uma região quadrada de 3cm*3cm.

[0071] Preferivelmente, o circuito de indução magnética de baixa frequência, acima, pode ser bobinas PCB, bobinas feitas de fios metálicos esmaltados, um dispositivo de Hall ou um dispositivo por magneto resistência gigante.

[0072] Na presente invenção, o dispositivo de RF móvel pode ser disposto no terminal móvel, ou ser disposto em um cartão SIM, um cartão UIM, um cartão USIM, um cartão TF ou um cartão SD do terminal móvel. Em que, o terminal móvel pode ser um telefone celular, um assistente digital pessoal ou um computador ‘notebook’ etc.

[0073] O princípio do sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção será descrito em detalhe a seguir: 1. O método e dispositivo para selecionar a frequência mais alta fO para o sistema sem calibração foram descritos no método acima de comunicação de campo próximo, assim é desnecessário fornecer detalhes; 2. O princípio para medição e controle de distância é como segue: o leitor de cartão continuamente transmite periodicamente sinais magnéticos alternados de baixa frequência que não são maiores que uma frequência selecionada fO em parâmetros de transmissão pré- ajustados. Os sinais estão em um formato de quadro de dado em um modo de modulação ou um modo de transmissão de banda de base direta, o quadro de dado compreendendo um único código de identificação Idr (ou outra informação de identificação de curso) do leitor de cartão. Quando o terminal móvel equipado com o dispositivo de RF móvel é disposto em torno do leitor de cartão, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência penetram do terminal no dispositivo de RF móvel do mesmo; o dispositivo de RF móvel detecta os sinais magnéticos em cada ponto de distância e os sinais magnéticos são amplificados para formar os sinais de voltagem com amplitude constante e correspondendo à distância; quando a amplitude de voltagem é menor que o valor de limiar de voltagem recebido Vt, pré- ajustado no cartão, significa que o terminal não entra em uma região de distância efetiva para o cartão deslizante, deste modo o cartão não é permitido que seja passado; quando a amplitude de voltagem é maior que o valor de limiar de voltagem recebido Vt, pré-ajustado no cartão, significa que o terminal entra em uma região efetiva para o cartão deslizante que está pré-ajustado no leitor de cartão, e circuito receptor de baixa frequência (o circuito de indução magnética de baixa frequência, o circuito de amplificação de baixa frequência e o circuito de julgamento de limiar e demodulação) no dispositivo de RF móvel inicia um processo de decodificação, obtendo, assim, o único código de identidade IDr do leitor de cartão. Por outro lado, os sinais de voltagem convertidos do campo magnético no dispositivo de RF móvel têm correspondentes relações respectivamente às distâncias entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel, a relação sendo determinada por uma curva de variação de voltagem-distância. De acordo com a relação correspondente, a distância entre o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão pode ser determinada pela voltagem, pelo que a distância entre o terminal móvel e o leitor de cartão pode ser determinada indiretamente. Os ajustes de Vt e dos parâmetros de transmissão são um trabalho de única vez. Uma vez quando ajustado, é desnecessário ser alterado. 3. O princípio de processo para o dispositivo de RF móvel sendo acessado pelo leitor de cartão: o processo para o dispositivo de RF móvel sendo acessado pelo leitor de cartão principalmente compreende o único processo de ligação entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel. Como exemplo, o processo de ligação é que, depois de a único código de identificação ID do leitor de cartão a partir dos sinais de baixa frequência ser decodificada pelo dispositivo de RF móvel, o código de identificação é transmitido para o segundo módulo de processamento principal no dispositivo de RF móvel, e então o segundo módulo de processamento principal transmite a único código de identificação ID do dispositivo de RF móvel conjuntamente com a IDr recebida para o leitor de cartão via o módulo de transceptor de RF. Depois do leitor de cartão receber os códigos retornados (IDr, IDc) a partir do dispositivo de RF móvel, o dispositivo de RF móvel, através do qual o código de identificação ID é determinada para ser válida, permite que o código de identificação ID retorne corretamente para o leitor de cartão, que é o único terminal de comunicação da presente transação. Uma vez que a codificação de IDr assegura que códigos de identificação de outros leitores de cartão posicionados em torno do leitor de cartão sejam diferentes neste instante, o dispositivo de RF móvel com o código de identificação ID assegura estabelecer uma única comunicação com o leitor de cartão com o código de identificação ID. Assim, uma única ligação pode ser obtida entre o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão, e o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão podem identificar um ao outro via o endereço combinado (IDr, IDc). Depois da ligação, o canal de RF é usado no processo de comunicação para realizar interação sem erro. Depois do dispositivo de RF móvel ter sido acessado com êxito, o processo de controle de distância é finalizado, e o subsequente processo de transação pode ser realizado através do canal de RF até a transação ser finalizada. 4. Processo de transação: uma única e confiável ligação de comunicação é estabelecida entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel via o canal de RF. Com base na ligação, o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel podem obter identificação de identidade requerida por uma transação ou outros processos requeridos por outras transações. Todos esses processos podem ser realizados pelo canal de RF rápido. Uma vez que a implementação do processo acima assegura acesso a ser estabelecido em determinadas faixas de distância, todo o processo de transação é um processo de comunicação de campo próximo realizado dentro de uma faixa definida.

[0074] A presente invenção será ainda descrita através de modalidades a seguir.

[0075] A Figura 8 é um diagrama estrutural do sistema de comunicação de campo próximo de acordo com a modalidade da presente invenção. Como mostrado na Figura 8, o sistema inclui duas partes: o dispositivo leitor de cartão 100 e o dispositivo de RF móvel 200. O dispositivo de RF móvel 200 é disposto no interior do terminal móvel e interage com o terminal através da interface de comunicação de terminal móvel.

[0076] O leitor de cartão 100 compreende os seguintes módulos: um primeiro processador principal 101 para controlar baixa frequência e alta frequência para o leitor de cartão e outro processo de protocolo, o primeiro processador principal 101 sendo conectado a uma interface de comunicação exterior através de um circuito de interface 102 ou diretamente conectado à interface de comunicação exterior; um circuito de codificação 108, para codificar dados de quadro de baixa frequência, bite por bite; um circuito de modulação 107, para modular uma portadora usando ‘token streams’ que são fornecidas por codificação, de maneira a formar sinais de modulação para transmissão para o circuito controlador 106, ou transmitindo diretamente os sinais codificados para o circuito controlador 106 sem modulação; o circuito controlador 106, para acionar uma bobina de transmissão de baixa frequência 105 para gerar o campo magnético alternativo de baixa frequência 301; um circuito de transceptor de RF 103, recebendo e transmitindo sinal de RFs através da antena de RF 104. O módulo de transmissão de baixa frequência compreende a bobina de transmissão de alta frequência 105, o circuito controlador 106, o circuito de modulação 107 e o circuito de codificação 108. A amplitude do campo magnético de transmissão do módulo é pré-ajustável e ajustável. A bobina de transmissão de alta frequência 105 compreende bobinas tendo mais voltas e é de um formato especial.

[0077] O dispositivo de RF móvel é composto dos seguintes módulos: um segundo módulo de processamento principal 201, para controle da baixa frequência e módulo de RF e outro processo de protocolo, bem como a comunicação com o terminal móvel; módulo de cartão SIM/TF/SD 202, atuando como um módulo de corpo do cartão SIM/TF/SD do terminal móvel, o tipo do módulo sendo especialmente determinado pelo tipo do cartão; um circuito de indução magnética de baixa frequência 207, compreendendo bobina de PCB, bobinas de fios metálicos esmaltados, dispositivo Hall ou outros elementos de circuito que podem induzir variação do campo magnético, para induzir sinais magnéticos alternados de baixa frequência 301 e converte-los em sinais elétricos; um circuito de amplificação de baixa frequência 206, para amplificar sinais elétricos detectados pelo circuito de indução magnética de baixa frequência para obter sinais de voltagem de detecção de baixa frequência magnética 303; um circuito de julgamento de limiar e demodulação 205, para julgar sinais de voltagem de detecção magnéticos de baixa frequência 303 de acordo com um valor de limiar pré-ajustado Vt de forma que, se o valor de limiar Vt não for atingido, demodulação não sendo realizada e se atingir o valor de limiar Vt, demodulação sendo realizada, para que os sinais demodulados sejam transmitidos para o segundo processador principal 201; o circuito de transceptor de RF 203, para realizar comunicação de duas vias com o módulo de transceptor de RF do leitor de cartão através da antena de RF 204.

[0078] O sistema realiza detecção e controle de distância sem calibração de acordo com um método de determinação de limiar pré- ajustado. Ou seja, o leitor de cartão 100 transmite sinais magnéticos alternados de baixa frequência 301 de acordo com os parâmetros de transmissão pré-ajustados, e o dispositivo de RF móvel 200 recebe os sinais magnéticos para convertê-los em sinais de voltagem de indução magnética de baixa frequência 303, então determina se o terminal entre em uma região de distância efetiva pré-ajustada por meio de um limiar pré-ajustado Vt que é o mesmo para todos os terminais de forma que é desnecessário fazer emenda com respeito a diferentes terminais (mais especificamente a assim chamada calibração). A presente invenção obtém a única ligação entre o leitor de cartão 100 e o dispositivo de RF móvel 200 pelo método de combinação de comunicação de uma via de baixa frequência e comunicação de RF de duas vias, mais especificamente, o leitor de cartão 100 transmite sua única identificação IDr para o dispositivo de RF móvel 200 usando o canal de duas vias de baixa frequência, e a única identificação IDc do cartão é apensa à IDr pelo dispositivo de RF móvel 200 através do canal de duas vias de RF, e então é transmitida de volta para o leitor de cartão 100. O leitor de cartão compara a validade da IDr retornada, obtendo, assim, a única ligação entre o leitor de cartão 100 e o dispositivo de RF móvel 200. Depois da ligação, uma comunicação de duas vias a alta velocidade com um grande número de dados pode ser realizada através do canal de RF.

[0079] Na modalidade, o programa de trabalho especial do sistema de comunicação de campo próximo é como segue: 1. Primeiramente, selecionar parâmetros básicos para operação do sistema, que compreende ponto de frequência de RF, o ponto de baixa frequência fO sem calibração, os parâmetros de transmissão do leitor de cartão e o limiar de voltagem de receptor Vt do dispositivo de RF móvel. 2. A seleção do ponto de frequência de RF

[0080] O ponto de frequência da comunicação de RF acima geralmente usa a banda de frequência de 2,4G ISM de 2400 ~ 2483MHz, de forma a obter comunicação de alta velocidade e excelente desempenho de penetração para os terminais. Outros pontos de frequência podem ser usados, portanto, por exemplo, 433 MHz, 900 MHz, 5 GHz, etc. 3. A seleção do ponto de baixa frequência fO para o sistema sem calibração

[0081] O ponto de baixa frequência fO do sistema sem calibração pode ser determinado pelo método acima. Para um terminal de comunicação móvel de GSM típico, um ponto de frequência fO é geralmente menor que lOKHz, tipicamente 500 Hz, 1 KHz, 1,5 KHz, 2 KHz, 2,5 KHz, 3 KHz, 5 KHz etc., a fim de obter controle de distância dentro da faixa de 0-10cm. 4. A seleção dos parâmetros de transmissão do leitor de cartão

[0082] Os parâmetros de transmissão principalmente compreendem o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br.

[0083] A Figura 9 é um diagrama que mostra a parte de transmissão de baixa frequência do leitor de cartão. Com referência à Figura 8, o circuito de transmissão de baixa frequência do leitor de cartão compreende um circuito controlador 106, o circuito de modulação 107 e um circuito de codificação 108. Os sinais de modulação de baixa frequência impelidos pelo circuito controlador 106 são fornecidos para a bobina de transmissão de alta frequência 105.

[0084] O circuito de modulação 107 pode adotar vários modos de modulação: 1) O modo de modulação de portadora: os sinais de banda de base gerados pelo circuito de codificação 108 modulam a portadora via o circuito de modulação 107. a portadora pode ser ondas de seno, ondas quadradas ou ondas triangulares etc. O modo de modulação pode ser o chaveamento de deslocamento de frequência liga-desliga OOK, o chaveamento de deslocamento de fase, a chaveamento de deslocamento de frequência FSK etc. Os sinais modulados são carregados à bobina de transmissão de alta frequência 105 via o circuito controlador 106; 2) A transmissão de banda de base direta sem uma portadora: os sinais de banda de base gerados pelo circuito de codificação 108 são carregados para a bobina de transmissão de alta frequência 105 diretamente via o circuito controlador 106; 3) Outros modos de modulação: uma vez que o sistema da presente invenção adota o modo de julgamento de limiar para realizar controle de distância, o modo de modulação não é apropriado para adotar modulação de amplitude. Todos os modos de modulação que podem manter a amplitude da voltagem de detecção no dispositivo de RF móvel para ser constante durante a transmissão podem ser usados para o sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção;

[0085] Vários modos de codificação podem ser usados no circuito de codificação 108: 4) Codificação de Manchester: bite 1 é codificado para ser dois símbolos 01, e bite 0 é codificado para ser 10. 5) Codificação de Manchester diferencial: existem dois tipos de sequências de símbolo de bite: 01 e 10; bite 1 é codificado para ser diferente da última sequência de símbolos, enquanto o bite 0 é codificado para ser o mesmo que a última sequência de símbolos; ou é possível que eles sejam codificados de uma maneira oposta à acima. 6) Outros modos de codificação: uma vez que o sistema da presente invenção usa o modo de julgamento de limiar para realizar controle de distância, o valor médio dos sinais de modulação de baixa frequência deve ser mantido estável. As sequências de codificação podem não conter um componente direto. Os modos de codificação em que os componentes de corrente contínua médios, depois da codificação, são zero, todas se aplicam ao sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção.

[0086] Depois da determinação do modo de modulação e do modo de codificação, a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br do leitor de cartão pode ser determinada por meio do método acima. O processo para ajustar Br é, de fato, um processo de ajuste das voltas da bobina, do diâmetro da bobina, do formato da bobina e de outros parâmetros. 4. A seleção do limiar de voltagem de receptor Vt do dispositivo de RF móvel

[0087] O limiar de voltagem de receptor Vt pode ser determinado por meio do método acima.

[0088] A seleção dos parâmetros acima é um trabalho de uma só vez. Uma vez feita a seleção, não mais existe necessidade de ser alterada. II. Em segundo lugar, o seguinte é o programa de operação do sistema depois de os parâmetros de operação terem sido determinados.

[0089] Etapa A100: a medição de distância e processo de controle. O primeiro processador principal 101 do leitor de cartão 100 gera o quadro de dado contendo único código de identificação IDr do leitor de cartão, que é transmitido para o circuito de codificação 108 para permitir a codificação. Os sinais codificados são modulados pelo circuito de modulação 107 ou diretamente transmitidos para o circuito controlador 106 sem modulação. A voltagem de modulação é transmitida pela bobina de transmissão de alta frequência 105, e de acordo com o formato de quadro pré-ajustado, o modo de codificação de modulação e a capacidade de acionamento, a bobina de transmissão 105 continuamente e periodicamente transmite os sinais magnéticos alternados de baixa frequência 301 com os parâmetros pré-ajustados, na intensidade pré-ajustada Br, de acordo com o formato de quadro acima. Quando o terminal móvel é disposto em torno do leitor de cartão, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência 301 penetram no terminal no dispositivo de RF móvel interno 200. O circuito de indução magnética de baixa frequência 207 disposto no dispositivo de RF móvel 200 detecta sinais magnéticos de baixa frequência. Depois de os sinais magnéticos serem convertidos em sinais elétricos, os sinais elétricos são amplificados pelo circuito de amplificação de baixa frequência 206 para gerar uma voltagem de detecção magnética de baixa frequência 303. Quando a amplitude de voltagem é inferior a (ou superior a) um valor de limiar de voltagem de receptor pré-ajustado Vt, não é permitida a passagem do cartão; quando a amplitude de voltagem é superior ou igual a (alternativamente, inferior ou igual a) um valor de limiar de voltagem de receptor pré-ajustado Vt, significa que o terminal entra em uma efetiva faixa de passagem de cartão pré-ajustada para o leitor de cartão. O circuito receptor de baixa frequência inicia o processo de decodificação para obter o único código de identificação ID do leitor de cartão. Por outro lado, os sinais de voltagem convertidos pelo campo magnético no dispositivo de RF móvel têm uma correspondente relação respectivamente para com a distância entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel, a relação sendo determinada por curva de variação de voltagem-distância. De acordo com a relação correspondente, a distância entre o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão pode ser determinada pela voltagem, pelo que a distância entre o terminal móvel e o leitor de cartão pode ser determinada inteiramente. O valor de limiar acima Vt é o mesmo para todos os terminais, sem a necessidade de se fazer ajuste para cada terminal, ou seja, sem a necessidade de ser calibrado, pelo que o processo acima é um processo de medição e controle de distância sem calibração.

[0090] O formato de quadro na etapa A100 pode ser definido como segue:

[0091] A Figura 10 é um diagrama do formato de quadro de dado de baixa frequência do leitor de cartão. Como mostrado na Figura 10, cada quadro dos quadros de dado de baixa frequência para o leitor de cartão pode ser dividido no seguinte domínio: Código síncrono: 8 bites, usualmente FFH, para sincronização de quadro; Domínio de controle: 8 bites, para recuperar os dados a partir dos dados de quadro, por exemplo, comprimento, tipo de dado, etc., bit reservado sendo reservado para extensão; IDr: N bites, o único código de identificação do leitor de cartão, designado pelo domínio de controle; CRC: para verificar o domínio de controle e IDr, usando Modo de verificação de CRC ou outro modo.

[0092] O formato de quadro acima é descrito como um exemplo, e não é destinado a limitar o formato de quadro usado pela presente invenção na prática. Em princípio, a presente invenção pode usar qualquer formato de quadro que pode identificar o leitor de cartão unicamente. O código de identificação único pode usar um número aleatório com suficiente comprimento. Ou o código de identificação único pode ser distribuído por todos os leitores de cartão manualmente, e outro código de identificação gerado de outra maneira pode, portanto, ser usado.

[0093] Etapa A200: o processo do dispositivo de RF móvel acessar o leitor de cartão: o processo do dispositivo de RF móvel acessar o leitor de cartão principalmente compreende o processo da ligação única entre o leitor de cartão 100 e o dispositivo de RF móvel 200, e, de fato, it indica o processo da ligação única entre o leitor de cartão e o terminal móvel provido com o dispositivo de RF móvel. Depois de o único código de identificação Idr do leitor de cartão ser decodificado pelo circuito receptor de baixa frequência do dispositivo de RF móvel 200, o código de identificação é transmitido para o primeiro processador principal 201 do dispositivo de RF móvel. O primeiro processador principal transmite o único código de identificação Ide do dispositivo de RF móvel propriamente dito conjuntamente com a Idr recebida para o leitor de cartão 100 via o circuito de transceptor 203 e a antena de RF 204 do dispositivo de RF móvel. Depois de a antena de RF e o transceptor de RF 104 no leitor de cartão receber o código retornado (IDr, IDc) a partir do dispositivo de RF móvel, o código retornado é transmitido para o primeiro processador principal 101 para ser processado. O primeiro processador principal 101 confirma que a IDr é retornada para o leitor de cartão pelo dispositivo de RF móvel com código de identificação IDc, que é o único terminal de comunicação da presente transação. Uma vez que a codificação para IDr assegura que códigos de identificação de outros leitores de cartão posicionados em torno do leitor de cartão sejam diferentes naquele instante, o cartão com o código de identificação IDc garante o estabelecimento da comunicação única com o leitor de cartão contendo o código de identificação ID. Assim, a ligação única entre o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão é realizada, de forma que o dispositivo de RF móvel e o leitor de cartão podem identificar um ao outro por meio do endereço combinado (IDr, IDc). Depois da ligação, o processo de comunicação usa o canal de RF para realizar interação sem erro. Depois de o dispositivo de RF móvel ter sido acessado com êxito a o leitor de cartão, o processo de controle de distância é implementado e o subsequente processo de transação pode ser realizado através do canal de RF.

[0094] O código de identificação único IDc do dispositivo de RF móvel na etapa A200 é o único código de identificação previamente armazenado na memória não-volátil (NVM) do dispositivo de RF móvel, ou é um número aleatório com um suficiente comprimento que é gerado no dispositivo de RF móvel.

[0095] Etapa a300: o processo de transação. Uma única e confiável ligação de comunicação é estabelecida entre o leitor de cartão 100 e o dispositivo de RF móvel 200 via o canal de RF. Com base na ligação, o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel podem realizar identificação de identidade requerida pela transação ou outro processo requerido por outra transação. Todos esses processos podem ser realizados pelo canal de RF rápido até a transação ser finalizada. Uma vez que a implementação dos processos acima A100-A200 assegura que o dispositivo de RF móvel 200 seja acessado em determinadas faixas de distância, todo o processo de transação é um processo realizado somente dentro de uma faixa definida. O processo de transação é um programa desenvolvido para uma máquina de POS, e a presente invenção não fornece mais detalhes.

[0096] O circuito de detecção de sinal de baixa frequência 207 do dispositivo de RF móvel 200 usualmente compreende bobina de PCB, bobinas feitas de fios metálicos esmaltados ou dispositivos Hall. O circuito de detecção não é limitado a esses elementos. Em princípio, qualquer sensor que pode converter variação de campo magnético em sinais elétricos pode ser usado para o módulo, desde que o sensor possa ser disposto dentro do cartão.

[0097] O sistema da presente invenção pode realizar detecção e controle de distância pelo uso de campo magnético alternativo de baixa frequência, e realizar a comunicação de uma via entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel. Além disso, a ligação para o terminal pode ser confiavelmente realizada via o canal de RF em combinação com o modo de comunicação de baixa frequência. No meio tempo, uma comunicação de dados a alta velocidade entre o leitor de cartão e o dispositivo de RF móvel pode ser obtida via o canal de RF. It tem as seguintes características: 1. É desnecessário transformar o terminal móvel, e somente o cartão SIM/cartão TF/cartão SD no interior do terminal precisa ser substituído para confiavelmente realizar a comunicação de duas vias; 2. o leitor de cartão transmite o sinal magnético alternado de baixa frequência, e o dispositivo de RF móvel somente precisa receber os sinais magnéticos; uma vez que ela é uma comunicação de uma via sem a necessidade de prover energia através do campo magnético pelo leitor de cartão, a bobina de receptor e outro circuito de receptor podem ser minimizados, de forma que o dispositivo de RF móvel pode ser provido no cartão SIM/TF/SD; 3. uma vez que os sinais recebidos são fracos, um circuito de amplificação precisa ser provido no dispositivo de RF móvel. Em adição, o circuito de transceptor de RF é, portanto, provido no dispositivo de RF móvel para executar a comunicação de duas vias com o circuito de transceptor de RF provido no leitor de cartão. Como mencionado acima, a antena do circuito de RF é tão pequena que pode ser integrada facilmente no cartão SIM/TF/SD.

[0098] O ponto de frequência fO pode ser selecionado de acordo com o método da presente invenção, se o sistema operar em uma frequência inferior a fO, não existe necessidade de executar calibração. Como uma extensão, não é absolutamente impossível operar o sistema até mesmo trabalhando em uma frequência superior a fO. Um possível efeito é que o desempenho do sistema é diminuído e o grau de precisão para o controle de distância é abaixado, enquanto que calibração simples pode ser adicionalmente requerida. Essas aplicações não estão em contradição com os princípios da invenção essencialmente, somente como uma aplicação de extensão com capacidades alteradas.

[0099] O sistema de comunicação de campo próximo da presente invenção realiza a distância de comunicação de dados (portanto referida como a distância de transação) entre o terminal de comunicação de RF incluindo o dispositivo de RF móvel (por exemplo, o telefone celular provido com o cartão SIM de RF) e o leitor de cartão para serem confiavelmente controlados dentro de uma dada faixa sem a necessidade de calibrar o terminal.

[00100] De acordo com o sistema e o método da presente invenção, o ponto de frequência mais alta ou máxima fO pode ser apropriadamente selecionado para o sistema sem calibração. Se um campo magnético alternativo de baixa frequência na frequência inferior a fO é usado para a medição e controle de distância, influência de diferença entre as estruturas dos terminais móveis podem ser reduzidas para estarem dentro de uma faixa de flutuação requerida para o valor alvo de controle de distância, de forma a realizar o controle de distância sem calibração. A Figura 11 é uma curva de voltagem-distância detectada na condição que uma fonte de sinal transmite um campo magnético constante de 1 KHz via a baixa frequência bobina de transmissão quando o circuito de receptor de bobina é colocado dentro de vários terminais móveis. Como mostrado na Figura 11, ela mostra um exemplo de curvas de voltagem-distância for vários terminais típicos do sistema na frequência de 1 KHz, em que o valor de intensidade de sinal é um valor obtido depois da voltagem de indução para a antena de receptor ser amplificado necessariamente. Uma vez que o fator de amplificação mantém se mantém constante, uma atenção é somente dada à variação relativa do valor de intensidade com a distância. Pode ser visto da Figura 11 que, a diferença entre a intensidade de campo para diferentes terminais é menor que 5dB, enquanto a faixa de variação entre a intensidade de campo para vários terminais em uma faixa de distância de 1-lOcm é até 40 dB. Não levando em conta a flutuação de intensidade do campo de transmissão do leitor de cartão e erros do circuito de detecção do dispositivo de RF móvel, o dispositivo de RF móvel usa o mesmo valor de limiar Vt para determinar se vários terminais são colocados dentro de um escopo de distância alvo, e para vários terminais, a diferença de erros de controle de distância está em uma faixa de aproximadamente lcm, satisfazendo, assim, totalmente a exigência para controle da distância sem calibração.

[00101] As modalidades acima mencionadas são somente modalidades preferidas da presente invenção e não podem ser usadas para limitar a invenção. Quaisquer emendas, substituição equivalente, melhorias e assim por diante, que sejam colocadas dentro do espírito e princípio da presente invenção, devem cair dentro do escopo de proteção da presente invenção.

Claims

1. Método de Comunicação de Campo Próximo, para sistema de comunicação de campo próximo compreendendo pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, caracterizado por que o método compreende as seguintes etapas: etapa a, o leitor de cartão transmite sinais magnéticos alternados de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência portando informação de identificação do leitor de cartão, os parâmetros de transmissão compreendendo frequência para o sinal magnético alternado de baixa frequência que é igual à, ou inferior à, frequência de trabalho máxima fO do sistema, na qual o sistema deixa de precisar ser calibrado; etapa b, o dispositivo de RF móvel recebe e detecta os sinais magnéticos alternados de baixa frequência em todos os pontos de distância e amplifica-os para sinais de voltagem com amplitude constante e correspondendo à distância, e, assim, determina se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando um limiar de voltagem pré- ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; etapa c, se a voltagem correspondendo aos sinais magnéticos alternados de baixa frequência recebidos é maior que ou igual a um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa efetiva pré-ajustada para o cartão deslizante, então o dispositivo de RF móvel obtém a informação de identificação do leitor de cartão a partir dos sinais magnéticos de baixa frequência recebidos, e transmite-a conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através de canal de RF; etapa d, o leitor de cartão recebe uma informação transmitida através de canal de RF pelo dispositivo de RF móvel, compara se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita é combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF; em que na dita etapa a, a frequência mais alta fO para operação do sistema sem calibração é determinada pelas seguintes etapas: etapa al, determinar valores alvos de controle de distância (Din, Dv) para o sistema, em que Din indica que todos os terminais equipados com o dispositivo de RF móvel são assegurados que são passados na faixa de 0 ~ Din, Dv indica uma faixa de flutuação de distância, o cartão sendo, assim, capaz de ser deslizado ou passado na faixa de Din ~ (Din + Dv) e sendo incapaz de ser deslizado ou passado na faixa de Din + Dv; etapa a2, determinar uma faixa de flutuação ôR da voltagem de detecção para o dispositivo de frequência móvel causada pelo leitor de cartão; etapa a3, determinar uma faixa de flutuação ôC da voltagem de detecção causada pelo dispositivo de RF móvel propriamente dito; etapa a4, detectar a curva de voltagem-distância para vários terminais e obstáculos típicos na frequência de f; etapa a5, determinar a faixa de flutuação ôA da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel, segundo o valor alvo de controle de distância (Din, Dv), em que ôA é igual a uma diferença de voltagem entre a voltagem correspondendo ao ponto Din e a voltagem correspondendo ao ponto (Din+Dv) na curva de voltagem- distância com um gradiente de curva de atenuação de intensidade de campo média, obtido a partir de respectivas curvas de voltagem- distância para terminais e obstáculos típicos; etapa aõ, determinar uma faixa de flutuação ôT da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel, causada pelo terminal, em que ôT indica a faixa de flutuação da voltagem de detecção para o dispositivo de RF móvel causada pela característica de atenuação do terminal, ôT = ôA - ôR - ÔC; etapa a7, obter a diferença de intensidade de campo máxima δ entre vários terminais e obstáculos típicos em diferentes pontos de distância dentro da faixa de controle de distância; se δ é maior que ÔT, uma frequência f é abaixada e a etapa a4 é retornada; se ô for menor que ôT, uma frequência f é aumentada e a etapa a4 é retornada; e se ô for igual a δT, a frequência de detecção de corrente f é igual à frequência de trabalho máxima fO do sistema sem calibração.

2. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na dita etapa a, os parâmetros de transmissão compreendem um modo de modulação, um modo de codificação e uma amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br, em que o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br são determinados por meio das seguintes etapas: selecionar qualquer um do modo de codificação sem um componente de corrente direto; selecionar nenhum modo de modulação nem um modo de modulação de portadora de amplitude invariável; depois de selecionar uma frequência de trabalho menor que fO, um modo de modulação e um modo de codificação, primeiramente selecionar um terminal de ruído típico e parâmetros de ganho para a detecção magnética e amplificação no dispositivo de RF móvel que é facilmente realizada, detectando uma amplitude de voltagem de ruído intrínseca Vn para a voltagem de detecção no dispositivo de RF móvel na condição dos sinais magnéticos de baixa frequência deixando de serem transmitidos pelo leitor de cartão, então medir a voltagem de detecção Vr do dispositivo de RF móvel quando o leitor de cartão transmite os sinais magnéticos alternados de baixa frequência usando a modulação e modo de codificação selecionados, e selecionar uma amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br para satisfazer Vr/Vn > SNR, em que SNR é uma relação de sinal para ruído do dispositivo de RF móvel.

3. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que, na dita etapa b, o limiar de voltagem pré-ajustado Vt é determinado pelas seguintes etapas: etapa bl, nos parâmetros de transmissão selecionados, medir uma curva de voltagem-distância para vários terminais e obstáculos típicos, em que o parâmetro de transmissão compreende uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência, o modo de modulação, o modo de codificação e a amplitude de resistência de indução magnética de transmissão Br; etapa b2, obter uma curva de voltagem-distância de referência, em que a curva de voltagem-distância de referência é o valor médio obtido a partir das curvas de voltagem-distância para os terminais e obstáculos típicos, que tem a mesma diferença de amplitude de voltagem ôT/2 a partir do limite superior e o limite inferior das curvas de terminais típicas; etapa b3, selecionar um limiar de voltagem de detecção Vt para o dispositivo de RF móvel, a voltagem correspondendo ao ponto (Din+Dv/2) sendo Vt sobre a curva de voltagem-distância de referência.

4. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência é ajustada em uma banda de frequência extra baixa ou uma banda de frequência muito baixa ou banda de frequência muito baixa, em que a banda de frequência extra baixa está em uma faixa de frequência de 300 Hz ~ 3.000 Hz, a banda de frequência muito baixa está em uma faixa de frequência de 3 KHz ~ 30 KHz, e a banda de baixa frequência está em uma faixa de frequência de 30 KHz ~ 300 KHz.

5. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por que uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência é 300 Hz ~ 50 KHz.

6. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que uma frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência é 500 Hz, 1 KHz, 1,5 KHz, 2 KHz, 2,5 KHz, 3 KHz, 4 KHz, 5 KHz, 10 KHz, 20 KHz ou 30 KHz.

7. Método de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que o modo de codificação é código Manchester, código Manchester diferencial ou retorno para código zero; e o modo de modulação é chaveamento de liga-desliga, chaveamento de deslocamento de fase ou chaveamento de deslocamento de frequência.

8. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, caracterizado por que compreende pelo menos um leitor de cartão e pelo menos um dispositivo de RF móvel, em que: o leitor de cartão é usado para transmitir sinais magnéticos alternados de baixa frequência de acordo com parâmetros de transmissão pré-ajustados, os sinais magnéticos alternados de baixa frequência portando uma informação de identificação do leitor de cartão, em que os parâmetros de transmissão compreendem frequência dos sinais magnéticos alternados de baixa frequência que é a mesma que ou menor que uma frequência de trabalho máxima do sistema, na qual o sistema deixa de precisar ser calibrado; o leitor de cartão é, portanto, usada para receber informação transmitida através de canal de RF pelo dispositivo de RF móvel, e para comparar se a informação de identificação do leitor de cartão na informação acima é consistente com a informação de identificação propriamente dita; se for, a informação de identificação propriamente dita sendo combinada com a informação de identificação do dispositivo de RF móvel para atuar como um endereço combinado, realizando, assim, transação por deslizamento com o dispositivo de RF móvel através do canal de RF; o dispositivo de RF móvel é usado para receber e detectar os sinais magnéticos alternados de baixa frequência em todos os pontos de distância e amplificar para sinais de voltagem com amplitude constante e correspondendo à distância, determinando, assim, se o terminal equipado com o dispositivo de RF móvel entra em uma faixa de distância efetiva pré-ajustada usando um limiar de voltagem pré- ajustado Vt, em que o limiar de voltagem Vt é o mesmo para todos os dispositivos equipados com o dispositivo de RF móvel; se os sinais de voltagem correspondendo aos sinais magnéticos alternados de baixa frequência recebidos são maiores que ou iguais a um limiar de voltagem pré-ajustado Vt, o dispositivo de RF móvel é usado para obter a informação de identificação do leitor de cartão a partir dos sinais magnéticos de baixa frequência recebidos, e transmite-a conjuntamente com a informação de identificação propriamente dita para o leitor de cartão através do canal de RF; o dispositivo de RF móvel é usado ainda para realizar transação por deslizamento com o leitor de cartão através do canal de RF; o leitor de cartão compreende pelo menos uma bobina de transmissão de baixa frequência, pelo menos um circuito controlador, pelo menos um circuito de codificação, pelo menos um primeiro processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF, em que a bobina de transmissão de baixa frequência, o circuito controlador, o circuito de codificação, o primeiro processador principal, o circuito de transceptor de RF, a antena de RF são conectados em série; o dispositivo de RF móvel compreende pelo menos um circuito de indução magnética de baixa frequência, pelo menos um circuito de amplificação de baixa frequência, pelo menos um circuito de julgamento e demodulação de limiar, pelo menos um segundo processador principal, pelo menos um circuito de transceptor de RF e pelo menos uma antena de RF, em que o circuito de indução magnética de baixa frequência, o circuito de amplificação de baixa frequência, o circuito de julgamento e demodulação de limiar, o segundo processador principal, o circuito de transceptor de RF e a antena de RF são conectados em série.

9. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que o circuito de modulação é provido entre o circuito controlador e o circuito de codificação do leitor de cartão.

10. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8 ou 9, caracterizado por que as bobinas de transmissão de alta frequência são bobinas formadas de fios metálicos esmaltados ou bobinas PCB.

11. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que as voltas das bobinas de transmissão de alta frequência são superiores a 10 voltas.

12. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que as voltas das bobinas de transmissão de alta frequência são 50-500 voltas.

13. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que as bobinas de transmissão de alta frequência são cheias com núcleos magnéticos de ferrite ou núcleos de ferro.

14. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que uma área encerrada pelas bobinas de transmissão de alta frequência tem uma largura na seção mais larga que é maior que a largura da seção do terminal de RF móvel.

15. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que a seção da área encerrada pelas bobinas de transmissão de alta frequência compreende pelo menos uma região de círculo com um diâmetro de 3 cm ou uma região quadrada de 3 cm x 3 cm.

16. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que o circuito de indução magnética de baixa frequência é de bobinas PCB, bobinas formadas de fios metálicos esmaltados, um dispositivo de Hall ou um dispositivo por magneto resistência gigante.

17. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que o dispositivo de RF móvel é disposto no terminal móvel.

18. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que o dispositivo de RF móvel é disposto em um cartão SIM, um cartão UIM, um cartão USIM, um cartão TF ou um cartão SD do terminal móvel.

19. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 17 ou 18, caracterizado por que o terminal móvel é um telefone celular, um assistente digital pessoal PDA ou um computador ‘notebook’.

20. Sistema de Comunicação de Campo Próximo, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que a informação de identificação é de códigos de identificação.