专利名称：一种带低频磁通信的射频sim卡冲突检测方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，移动通信终端作为大众化的消费产品，已经非常普及。 移动通信终端中的SIM卡(Subscriber Identity Model，用户身份识别模块)，作为移动通信终端的重要组成部分而被广泛地使用。为满足人们不断提高的移动通信终端使用体验， 具备多种新功能的SIM卡被开发并投入使用，带低频磁通信的射频SIM卡就是其中的一例。带低频磁通信的射频SIM卡是具有射频通信、低频磁通信和低频磁感应强度检测功能的SIM卡，包括卡体及卡体内的集成电路。射频SIM卡的卡体上设置可与移动电话匹配的SIM卡接口，卡体内的集成电路包括中央处理器CPU、与该处理器电连接的SIM卡存储器、射频收发电路和接口电路，以及与射频收发电路电连接的射频收发天线。射频SIM卡不仅能够与移动通信终端通信以实现普通SIM卡的功能，还能够通过射频收发电路和接口电路与配套的外部处理装置(例如读卡器)进行近距离通信。通信过程和内容由射频SIM卡内的中央处理器CPU具体处理。带低频磁通信的射频SIM卡多用于移动电话，除具备常规SIM卡的所有功能，还可以让移动电话具有诸如公交乘车卡、门禁通信卡、信用卡、小额支付卡、考勤卡等智能卡的功能，而且各种智能卡的使用过程中产生的信息能够直接在移动电话的屏幕上显示，用户通过移动电话的键盘来完成各项操作。当带低频磁通信的射频SIM卡作为公交乘车卡、门禁通信卡、信用卡、小额支付卡、考勤卡等智能卡使用时，其工作原理是读卡器和射频SIM卡之间通过低频通道进行交易距离控制，通过射频通道进行交易。读卡器和射频SIM卡之间进行近距离通信的过程是 读卡器发出低频信号，射频SIM卡接收该低频信号并检测其强度，如果射频SIM卡接收的低频信号的强度达到预设的门限值，则说明射频SIM卡已进入到读卡器的交易范围内，可以进行交易，这时射频SIM卡的射频通信部分被激活，射频SIM卡通过射频通道与读卡器进行交易，如果射频SIM卡接收的低频信号的强度没有达到预设的门限值，则说明射频SIM卡没有进入到读卡器的交易范围内，不能进行交易，这时射频SIM卡的射频通信部分不被激活， 射频SIM卡不能够与读卡器建立射频通道的连接。为了避免误读卡操作，射频SIM卡需要进入读卡器一定的区域范围内，才能开启交易的功能。利用低频磁感应强度检测，可以有效的将不同类型的移动通信终端与读卡器之间的距离控制在一定区域范围内。并且在典型的射频SIM卡应用中，射频SIM卡作为一种身份识别或小额支付的工具时，为增加应用的便捷性，交易结果一般不会在移动通信终端上由用户显示确认。在现有的带低频磁通信的射频SIM卡近距离通信系统中，如果在交易范围(本文中也称为刷卡范围)内，同时存在2个或多个射频SIM卡，读卡器将随机接入其中的一个射频SIM卡进行交易。这样我们发现，当存在2个或多个射频SIM卡同时在这个区域范围时，将有一个其中射频SIM卡首先被交易，但此时用户将无法判别哪个射频SIM卡被交易了。另外一种情况，现有的低频磁通信读卡器是通过在低频通道发送特征信息给射频 SIM卡，并通过该特征信息来实现射频SIM卡与读卡器的唯一绑定的。但由于低频通道物理特性决定了其数据传输速率不可能很高，因此不能在其上面传送太多的低频读卡器特征识别信息。当同一场景范围内(例如地铁闸机口，超市付账出口)，存在多个带低频磁通信的读卡器时，其低频寻卡的特征信息就有可能出现重复。在特征信息重复时，如果带低频磁通信的射频SIM卡在一个读卡器上被激活后，其射频通道可能与另一相邻的发送相同低频特征信息的读卡器进行通信。上面两种情况都是由于多个读卡器和多个射频SIM卡同时存在而导致的不确定的交易过程，我们将这种不确定的交易定义为射频SIM卡冲突，而把可能出现这种不确定交易的区域定义为射频SIM卡交易冲突区域。冲突的产生给射频SIM卡交易的安全性和可靠性带来了一定的隐患。上述问题的一种解决方法是，在交易时将交易信息在移动通信终端上显示，由用户确认，但这是以牺牲便捷性为代价的。因此，如何在不牺牲便捷性的基础上避免射频SIM 卡交易的安全性和可靠性上的隐患成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，能够在保证用户使用便捷性的基础上提高射频SIM卡交易的安全性和可靠性。为解决上述技术问题，本发明提出了一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，应用于包括一个读卡器和多个射频SIM卡的近距离通信系统，所述方法包括以下步骤步骤a，读卡器发送低频寻卡特征信息；步骤b，射频SIM卡A判断低频磁感应信号强度是否达到预设的门限值，若是则接收所述低频寻卡特征信息，并通过射频通道发送寻卡响应信息；步骤c，读卡器接收所述寻卡响应信息，并与射频SIM卡A建立射频连接，打开设定时间窗；步骤d，在所述设定时间窗关闭时，读卡器中断与射频SIM卡A的交易过程，并再次发送低频寻卡特征信息；步骤e，若读卡器接收到另外一张射频SIM卡B发送的寻卡响应信息，则存在射频 SIM卡冲突。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤b中，若低频磁感应信号强度未达到预设的门限值，则射频SIM卡A不与读卡器建立射频连接。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤e中，若读卡器未接收到另外一张射频SIM卡B发送的寻卡响应信息，则读卡器继续与射频SIM卡A的交易直至交易完成。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤e之后还包括步骤f，读卡器断开与射频SIM卡A和射频SIM卡B的连接。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述低频寻卡特征信息是每个读卡器端随机产生的，在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。为解决上述技术问题，本发明还提出了带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，应用于包括至少两个读卡器和多个射频SIM卡的近距离通信系统，所述方法包括以下步骤步骤a，至少两个读卡器同时发送相同的低频寻卡特征信息；步骤b，读卡器收到射频SIM卡A通过射频通道发送的寻卡响应信息，所述寻卡响应信息中携带射频SIM卡A的识别码IDA和随机数RN ；步骤c，读卡器对寻卡特征信息、身份识别码IDA和随机数RN进行MAC运算，得到唯一确认一对读卡器和射频SIM卡的MAC信息，并通过低频通道发送该MAC信息；步骤d，若射频SIM卡A接收到所述MAC信息，将该MAC信息与射频SIM卡A自身 MAC运算的结果进行比较，若不一致则检测到冲突。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤d中，射频SIM卡A自身MAC运算的结果为射频SIM卡A对接收到的低频寻卡特征信息、自身的识别码IDA和自身产生的随机数RN进行MAC运算得到的结果。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤d中，若射频SIM卡A接收到的 MAC信息与自身MAC运算的结果一致，则读卡器与射频SIM卡A的交易合法，读卡器与射频 SIM卡A继续交易直至交易完成。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤d之后还包括步骤e，读卡器断开与射频SIM卡A的连接。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤b中，随机数RN是射频SIM卡产生的、在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。本发明提供的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，能够在保证用户使用便捷性的基础上提高射频SIM卡交易的安全性和可靠性。
图1为本发明中读卡器的结构框图；图2为本发明中射频S IM卡的结构框图；图3是本发明第一实施例中射频SIM卡冲突的典型情况示意图；图4是本发明第二实施例中射频SIM卡冲突的典型情况示意图；图5为本发明第一实施例中带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法流程图；图6为本发明第二实施例中带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法流程图。
具体实施例方式本发明的主要构思是通过在一定的时间内二次或多次发送低频寻卡特征信息来检测射频SIM卡冲突的存在，以便能够在冲突产生时做相应的应用处理，例如禁止冲突的两个或多个射频SIM卡进行交易，从而保证射频SIM卡交易的安全性和可靠性。并且由于此过程不需要人工参与，不会牺牲射频SIM卡应用的便捷性。首先对本发明方法中涉及的射频SIM卡和读卡器的结构作一介绍图1为本发明中读卡器的结构框图。如图1所示，本发明中所涉及的能够与射频 SIM卡进行近距离通信的读卡器100包含至少一个微控制器103，至少一个射频收发模块 102，至少一个射频天线101，至少一组低频信号发生装置104，其中，微控制器103处理射频收发模块102收发的信息，并产生低频数据信息。射频收发模块102与微控制器103和射频天线101连接，用于发射和接收射频信号。射频天线101检测和辐射射频信号。低频信号发生装置104与微控制器103连接，发送微控制器103产生的低频数据信息。本发明中所涉及的射频SIM卡为带低频磁通信的射频SIM卡。图2为本发明中射频SIM卡的结构框图。如图2所示，该射频SIM卡200包括至少一个射频收发模块202、至少一个射频天线201、至少一个微控制器203，至少一个低频磁感应和信息接收模块205，以及一个SIM卡模块204。其中，射频收发模块202分别与射频天线201和微控制器203连接， 用于发射和接收射频信号。微控制器203用于对收发的射频信息和接收的低频磁感应信息进行处理。射频天线201用于检测和辐射射频信号。SIM卡模块204处理移动通信终端的 SIM卡应用。低频磁感应和信息接收模块205用于感应接收并检测读卡器低频信号发生装置104发送的低频磁场强度，以确认是否在设定的交易距离内，并接收低频磁通信信息。以下结合附图和实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。第一实施例图3是本发明第一实施例中射频SIM卡冲突的典型情况示意图。如图3所示，两个射频SIM卡射频SIM卡301和射频SIM卡302同时进入距离读卡器303的交易范围304 内。射频SIM卡301和射频SIM卡302打开射频接收功能。读卡器303首先通过低频寻卡特征信息寻到射频SIM卡301，并设定打开时间窗，开始与射频SIM卡301的交易流程。当时间窗关闭时，读卡器303中断当前与射频SIM卡301的交易流程，转而重新发送低频寻卡特征信息。如果此时读卡器303寻到另一张射频SIM卡302，则判断存在射频SIM卡冲突。 读卡器303分别断开与射频SIM卡301和射频SIM卡302的连接，重新开始寻卡。图5为本发明第一实施例中带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法流程图。如图5所示，本实施例中，带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测过程包括如下步骤步骤501，读卡器发送低频寻卡特征信息；步骤502，射频SIM卡A和射频SIM卡B感应低频磁场信号，并检测低频磁场的强度，判断是否已进入读卡器的刷卡范围内，是则执行步骤503，否则重复本步骤502 ；通过将感应到低频磁场的强度与预设的门限值进行比较，从而判断是否进入读卡器的刷卡范围是射频SIM卡通常采取的一种手段。当然，在本发明的其他实施例中，判断射频SIM卡是否已进入读卡器的刷卡范围内也可以采用其他的方法。步骤503，射频SIM卡A和射频SIM卡B接收低频磁场中携带的寻卡特征信息；步骤504，射频SIM卡A和射频SIM卡B发送寻卡响应信息；步骤505，读卡器接收到射频SIM卡A的寻卡响应信息；步骤506，读卡器打开设定时间窗；步骤507，读卡器和射频SIM卡A进入交易流程，执行步骤510 ；步骤510，时间窗计时中断；步骤511，时间窗关闭；其中，时间窗可以是很短的时间，甚至为0，即在读卡器收到射频SIM卡的寻卡响应信息后，立即发送低频寻卡特征信息。步骤512，读卡器维持与射频SIM卡A的连接；
步骤513，读卡器再次发送低频寻卡特征信息；步骤514，读卡器判断是否收到射频SIM卡B的寻卡响应信息，若是则执行步骤 515，否则执行步骤507直至交易完成执行步骤508 ；步骤515，读卡器断开与射频SIM卡B的连接，执行步骤509 ；步骤508，交易完成；步骤509，读卡器断开与射频SIM卡A的连接，退出。图5中，依次执行步骤514、步骤515和步骤509表示读卡器收到射频SIM卡B的寻卡响应信息，分别断开与射频SIM卡A和射频SIM卡B的连接。图5中，依次执行步骤514、步骤507、步骤508和步骤509表示读卡器在设定时间窗内没有收到射频SIM卡B的寻卡响应信息，而在射频SIM卡A正常完成交易后退出。本实施例中，低频寻卡特征信息是每个读卡器端随机产生的，在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。本实施例中，假设的场景是在读卡器的交易范围内同时有2个射频SIM卡，在本发明的其他实施例中，在读卡器的交易范围内也可以同时有2个以上的射频SIM卡，根据本发明的方法，都可以检测到射频SIM卡的冲突。检测到射频SIM卡的冲突后，读卡器就可以通过断开连接终止交易的方式避免错误交易的发生。由本实施例可见，本发明提供的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，既不需要牺牲用户的使用便捷性，又可以提高射频SIM卡交易的安全性和可靠性。第二实施例图4是本发明第二实施例中射频SIM卡冲突的典型情况示意图。如图4所示，两个射频SIM卡射频SIM卡401和射频SIM卡402分别同时进入读卡器403和读卡器404的交易范围405和交易范围406内(射频SIM卡401进入读卡器403的交易范围405内，射频 SIM卡402进入读卡器404的交易范围406内)。射频SIM卡401和射频SIM卡402分别接收读卡器403和读卡器404发送的内容相同的低频寻卡特征信息。然后射频SIM卡401、 射频SIM卡402用接收到的低频寻卡特征信息与自身唯一的识别码ID信息和射频SIM卡产生的随机数RN进行运算得到MAC信息。接着射频SIM卡401、射频SIM卡402分别通过射频通道向读卡器403和读卡器404发送包含自身唯一 ID和随机数RN的寻卡响应信息。 读卡器403和读卡器404接收到寻卡响应信息后，分别通过低频通道向射频SIM卡401和射频SIM卡402发送由自身的寻卡特征信息和对应接收到的射频SIM卡的识别码ID以及随机数RN信息计算得到MAC信息。射频SIM卡401和射频SIM卡402分别接收到读卡器 403和读卡器404通过低频发送的MAC信息后，与自己算的MAC信息进行比较，如果不一致则表示检测到冲突。如果信息一致，则读卡器403和读卡器404分别继续与射频SIM卡401 和射频SIM卡402的交易。图6为本发明第二实施例中带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法流程图。如图6所示，本实施例中，带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测过程包括如下步骤步骤601，读卡器A和读卡器B同时发送相同的低频寻卡特征信息；步骤602，射频SIM卡A和射频SIM卡B分别进入读卡器A和读卡器B的交易范围内；步骤603，射频SIM卡A和射频SIM卡B分别接收读卡器A和读卡器B的低频寻卡
8特征信息；步骤604，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别对接收到的低频寻卡特征信息与自身的唯一 ID和自己产生的随机数RN进行MAC运算，得到MAC信息；其中，随机数RN是射频SIM卡产生的、在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。步骤605，射频SIM卡卡A、射频SIM卡卡B通过射频通道发送包含自身唯一 ID和随机数RN的寻卡响应信息；步骤606，读卡器A收到射频SIM卡B的寻卡响应信息，读卡器B收到射频SIM卡 A的寻卡响应信息；步骤607，读卡器A、读卡器B分别对收到的射频SIM卡的寻卡响应信息与自身发送的寻卡特征信息进行MAC运算，得到MAC信息；步骤608，读卡器A、读卡器B将生成的MAC信息做为特征信息通过低频发送；步骤609，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别比较读卡器A和读卡器B从低频发送来的MAC信息；步骤610，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别判断接收到的MAC信息是否与自身计算的MAC信息一致，若是执行步骤611，否则执行步骤614 ；步骤611，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别与建立连接的读卡器进行交易，即射频 SIM卡A与读卡器A进行交易，射频SIM卡B与读卡器B进行交易；步骤612，交易完成；步骤613，读卡器A、读卡器B分别断开与射频SIM卡A、射频SIM卡B的连接；步骤614，检测到冲突；步骤615，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别通知读卡器B、读卡器A检测到冲突，即射频SIM卡A通知读卡器B检测到冲突，射频SIM卡B通知读卡器A检测到冲突；步骤616，射频SIM卡A、射频SIM卡B分别断开与读卡器B、读卡器A的连接，即射频SIM卡A断开与读卡器B的连接，射频SIM卡B断开与读卡器A的连接。本实施例中，寻卡响应信息包含每个射频SIM卡的唯一身份识别码ID和每个射频 SIM卡产生的、在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息RN。本实施例中，假设的场景是2个读卡器同时发送相同的低频寻卡特征信息，在本发明的其他实施例中，也可以同时有2个以上的读卡器发送相同的低频寻卡特征信息，根据本发明的方法，都可以检测到射频SIM卡的冲突。检测到射频SIM卡的冲突后，读卡器就可以通过断开连接终止交易的方式避免错误交易的发生。由本实施例可见，本发明提供的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，既不需要牺牲用户的使用便捷性，又可以提高射频SIM卡交易的安全性和可靠性。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，其特征在于，应用于包括一个读卡器和多个射频SIM卡的近距离通信系统，所述方法包括以下步骤步骤a，读卡器发送低频寻卡特征信息；步骤b，射频SIM卡A判断低频磁感应信号强度是否达到预设的门限值，若是则接收所述低频寻卡特征信息，并通过射频通道发送寻卡响应信息；步骤c，读卡器接收所述寻卡响应信息，并与射频SIM卡A建立射频连接，打开设定时间窗；步骤d，在所述设定时间窗关闭时，读卡器中断与射频SIM卡A的交易过程，并再次发送低频寻卡特征信息；步骤e，若读卡器接收到另外一张射频SIM卡B发送的寻卡响应信息，则存在射频SIM 卡冲突。
2.根据权利要求1所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤b中，若低频磁感应信号强度未达到预设的门限值，则射频SIM卡A不与读卡器建立射频连接。
3.根据权利要求1所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤e中，若读卡器未接收到另外一张射频SIM卡B发送的寻卡响应信息，则读卡器继续与射频SIM卡A的交易直至交易完成。
4.根据权利要求1所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤e之后还包括步骤f，读卡器断开与射频SIM卡A和射频SIM卡B的连接。
5.根据权利要求1所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述低频寻卡特征信息是每个读卡器端随机产生的，在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。
6.一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，其特征在于，应用于包括至少两个读卡器和多个射频SIM卡的近距离通信系统，所述方法包括以下步骤步骤a，至少两个读卡器同时发送相同的低频寻卡特征信息；步骤b，读卡器收到射频SIM卡A通过射频通道发送的寻卡响应信息，所述寻卡响应信息中携带射频SIM卡A的识别码IDA和随机数RN ；步骤c，读卡器对寻卡特征信息、身份识别码IDA和随机数RN进行MAC运算，得到唯一确认一对读卡器和射频SIM卡的MAC信息，并通过低频通道发送该MAC信息；步骤d，若射频SIM卡A接收到所述MAC信息，将该MAC信息与射频SIM卡A自身MAC 运算的结果进行比较，若不一致则检测到冲突。
7.根据权利要求6所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤d中，射频SIM卡A自身MAC运算的结果为射频SIM卡A对接收到的低频寻卡特征信息、自身的识别码IDA和自身产生的随机数RN进行MAC运算得到的结果。
8.根据权利要求6所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤d中，若射频SIM卡A接收到的MAC信息与自身MAC运算的结果一致，则读卡器与射频SIM卡A的交易合法，读卡器与射频SIM卡A继续交易直至交易完成。
9.根据权利要求6所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于，所述步骤d之后还包括步骤e，读卡器断开与射频SIM卡A的连接。
10.根据权利要求6所述的带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测的方法，其特征在于， 所述步骤b中，随机数RN是射频SIM卡产生的、在一次寻卡过程中保持不变的、在不同的寻卡过程中互不相同的信息。
全文摘要
本发明涉及一种带低频磁通信的射频SIM卡冲突检测方法，应用于包括一个读卡器和多个射频SIM卡的近距离通信系统，所述方法包括以下步骤读卡器发送低频寻卡特征信息；射频SIM卡A判断低频磁感应信号强度是否达到预设的门限值，若是则接收低频寻卡特征信息，并通过射频通道发送寻卡响应信息；读卡器接收寻卡响应信息，并与射频SIM卡A建立射频连接，打开设定时间窗；在设定时间窗关闭时，读卡器中断与射频SIM卡A的交易过程，并再次发送低频寻卡特征信息；若读卡器接收到另外一张射频SIM卡B发送的寻卡响应信息，则存在射频SIM卡冲突。本发明能够在保证用户使用便捷性的基础上提高射频SIM卡交易的安全性和可靠性。
文档编号G06K7/00GK102215050SQ20101013849
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者李美祥, 杨贤伟 申请人:国民技术股份有限公司