利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统和方法

摘要

一种利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统(10)，其特征在于，包括内含射频SIM卡(11)的射频移动终端(12)和射频控制终端(13)；所述方法包括步骤：为每一类型射频移动终端(12)建立其通信状态数据库；待测试射频移动终端(12)与射频控制终端(13)进行通信，射频移动终端(12)在某个测试距离与射频控制终端(13)的各组探测器(131)进行通信；将实际的测试结果和通信状态数据库记录的情况进行比较，进而判断射频移动终端(12)与射频控制终端(13)的通信距离的大致范围。所述的方法，本发明所述方案可以使得射频通信终端与射频通信设备的数据通信距离可靠地控制在近场范围内，保证了交易的安全，还能从根本上确保通信的可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及连同机器一起使用的记录载体，特别涉及带有半导体电路元件的记录载体，尤其涉及一种控制移动终端射频通信距离的系统和方法。

背景技术

射频通信终端(以下简称“手机”)已经普及，通过改造使其具备近距离通信功能，以实现手机支付等功能的需求越来越强烈，目前已经出现了在用户识别模块SIM卡上增加射频功能(成为射频SIM)或者在手机主板上增加近距离通信模块来实现手机近距离通信的方法，这种方法的出现使得手机成为一个可以充值、消费、交易及身份认证的超级智能终端，极大地满足市场的迫切需求。

其中，基于射频SIM的手机近距离通信解决方案以其简单、无需更改手机等优势得到广泛的关注，在该方案中，射频SIM采用UHF或VHF技术使得射频信号可以从手机中透射出来，从而实现不改造手机就可使得手机具备近距离通信功能。但是，由于不同手机屏蔽效果差距很大，有的手机因为屏蔽效果不好其射频信号透射强度大，其通信距离甚至可以达到1米左右，而有的手机因为屏蔽效果特别好，射频信号不能透射出来，造成不能正常收发数据，不能完成交易，面对如此多的手机种类要都能做到精确地控制射频信号覆盖的距离十分困难。

实际生活中的许多应用，尤其是公交刷卡，对于交易的有效距离范围控制提出了严格的要求，过长的距离(如10CM以上)会带来很大的安全隐患，因此，手机在增加近距离通信功能的同时，还必须能够有效控制其交易的有效距离范围。

现有针对射频通信的距离进行控制，使其不超过规定值的技术只有被动感应技术，如ISO14443协议规定的非接触卡技术规范，或者ISO18000规定的RFID技术规范，这些技术的特点是卡侧无源的，只能通过感应的方式从读卡器侧耦合获得能量来工作，从而实现与读卡器之间的通信。而基于射频SIM的手机近距离通信采用的是有源方式，且基本上使用的是UHF频段，这就导致其无法使用无源技术来控制通信距离，由于UHF频段射频信号具备很强的穿透能力，其距离控制问题更加突出。

上述现有技术控制移动终端射频通信距离的方法存在以下不足：

1、基于射频SIM的手机近距离通信的采用的是有源方式，且基本上使用的是UHF频段，无法使用无源技术来控制其通信距离；

2、采用调整手机射频信号发射强度及读卡器接收灵敏度等方法来控制通信距离的方

法受驻波、信号反射等多种因素的影响，难以实现可靠的近距离通信。

针对这个问题，现有技术采用调整手机射频信号发射强度及读卡器接收灵敏度等方法来控制通信距离，但此方法由于驻波、信号反射等多种因素的影响难以实现可靠的近距离通信。本发明提出一种简单易行、低成本的解决方案，该方案可以使得射频通信终端与射频通信设备的数据通信距离可靠地控制在设定的距离范围内，从而保证了交易的安全；还能从根本上确保通信的可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种控制移动终端射频通信距离的系统和方法。

本发明提出一种简单易行、低成本的解决方案，该方案可以使得射频通信终端与射频通信设备的数据通信距离可靠地控制在设定的距离范围内，从而保证了交易的安全；还能从根本上确保通信的可靠。

本发明提供了一种利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统，包括内含射频SIM卡的射频移动终端和射频控制终端；

所述射频控制终端通过探测器阵列检测射频移动终端的通信状态，并对检测结果进行分析，从而判断射频移动终端的通信距离。

所述射频控制终端包括读卡器。

探测器阵列包括具有不同增益及辐射特性的天线或耦合结构，通过调整探测器的问题来辅助实现不同的接收增益。

所述探测器阵列包含一组信标探测器、一组最小刻度探测器和至少一组刻度探测器，每组探测器至少包括一个探测器，每个探测器有对应放大器及衰减器，调整放大器及衰减器的参数值可达到增加探测器阵列的放大倍数的目的。

调整放大器及衰减器的参数值将探测器阵列其中一组探测器的放大倍数调至一较大值A1，作为信标探测器，用于首先与射频移动终端进行通信；

调整放大器及衰减器的参数值将探测器阵列其中另一组探测器的放大倍数至一较小值A2，作为最小刻度探测器，使射频移动终端在非常接近时才能与之通信；

调整放大器及衰减器的参数值将探测器阵列其余各组中的每组探测器的发射功率增益和接收灵敏度调至介于A1和A2间的唯一对应数值，作为刻度探测器，用于判断射频移动终端大致的距离范围。

所述信标探测器和刻度探测器可合为一组。

所述信标探测器、最小刻度探测器和刻度探测器的放大倍数可以根据试验数据或者经验来确定，可通过调整放大器及衰减器的参数值实现。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：提供一种利用探测器阵列实现可靠近距离通信的方法，基于利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统，所述系统包括内含射频SIM卡的射频移动终端和射频控制终端，包括步骤：

A.通过试验为每一类型射频移动终端建立其通信状态数据库，所述数据库包括各组探测器在每个试验距离上是否可以与所述射频移动终端进行通信以及在该距离上各探测器放大倍数；

B.将所述通信状态数据库写入射频移动终端或射频SIM卡内，作为射频移动终端自身通信状态数据库；

C.待测试射频移动终端首先通过信标探测器与射频控制终端进行通信，并将存储在其内的通信状态数据库告知射频控制终端，射频控制终端将根据数据库中各组探测器对应的参数值来调整放大倍数；

D.射频移动终端在某个测试距离与射频控制终端的各组探测器进行通信，并将测试结果记录下来；

E.将实际的测试结果和通信状态数据库记录的情况进行比较，进而判断射频移动终端与射频控制终端的通信距离的大致范围。

步骤A所述的试验距离为射频移动终端与射频控制终端之间的通信距离，可以根据实际情况自由选择。

所述探测器阵列还包括限位探测器，用以确保射频移动终端在某个目标距离时不能与射频控制终端进行通信，以保证通信距离的安全。

同现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述方案简单易行、成本低；

2、本发明所述方案可以使得射频通信终端与射频通信设备的数据通信距离可靠地控制在近场范围内，保证了交易的安全，还能从根本上确保通信的可靠。

附图说明

图1是本发明所述系统组成示意图；

图2是本发明之射频控制终端与探测器阵列组成图；

图3是本发明方法实施例一之射频移动终端通信状态数据库；

图4是本发明方法距离判断流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

本发明之利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统10，如图1所示，包括内含射频SIM卡11的射频移动终端12和射频控制终端13；

所述射频控制终端13通过探测器阵列131检测射频移动终端12的通信状态，并对检测结果进行分析，从而判断射频移动终端12的通信距离。

所述射频移动终端12包括含射频SIM卡11的移动终端；所述射频控制终端13包括读卡器。

如图2所示，探测器阵列131包括具有不同增益及辐射特性的天线或耦合结构，通过调整探测器的位置来辅助实现不同的接收增益。

如图2所示，所述探测器阵列131包含一组信标探测器1311、一组最小刻度探测器1313和至少一组刻度探测器1312，每组探测器至少包括一个的探测器，每个探测器有对应放大器及衰减器，调整放大器及衰减器的参数值可达到增加探测器阵列131的放大倍数的目的。

如图2所示，本发明优先实施例采用一组信标探测器1311、一组最小刻度探测器1313和三组刻度探测器1312，可以通过调整对应的放大器及衰减器调整他们的发射功率增益和接收灵敏度。

调整放大器及衰减器的参数值，将探测器阵列131其中一组探测器的放大倍数调至一较大值A1，作为信标探测器1311，用于首先与射频移动终端12进行通信；

再调整放大器及衰减器的参数值，将探测器阵列131其中另一组探测器的放大倍数调至一较小值A2，作为最小刻度探测器1313，使射频移动终端12在非常接近时才能与之通信；

其后又调整放大器及衰减器的参数值，将探测器阵列131其余各组中的每组探测器的放大倍数调至介于A1和A2间的唯一对应数值，作为刻度探测器1312，用于判断射频移动终端12大致的距离范围。

如图2所示，将三组的刻度探测器1312的放大倍数分别调整为0.3倍、0.4倍和0.5倍；将最小刻度探测器1313的放大倍数调整成0.2倍；将信标探测器1311放大倍数调整至1倍，刻度探测器的发射功率越大，能与射频移动终端12的通信距离就越远。

所述信标探测器1311和刻度探测器1312可合为一组。

所述信标探测器1311、最小刻度探测器1313和刻度探测器1312的放大倍数可以根据试验数据或者经验来确定，可通过整放大器及衰减器的参数值实现。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：提供一种利用探测器阵列实现可靠近距离通信的方法，基于利用探测器阵列实现可靠近距离通信的系统10，所述系统包括内含射频SIM卡11的射频移动终端12和射频控制终端13，如图4所示，包括步骤：

A.通过试验为每一类型射频移动终端12建立其通信状态数据库，所述数据库包括各组探测器(131)在每个试验距离上是否可以与所述射频移动终端12进行通信以及在该距离上的各探测器的放大倍数；

B.将所述通信状态数据库写入所述射频移动终端12或射频SIM卡11内，作为该射频移动终端12自身通信状态数据库；

C.如图4步骤401所示，待测试射频移动终端12首先通过信标探测器1311与射频控制终端13进行通信，如步骤402所示，并将存储在其内的通信状态数据库告知射频控制终端13，射频控制终端13将根据数据库中各组探测器对应的参数值来调整其放大器及衰减器的参数值，该过程参数步骤403；

D.如步骤404所示，射频移动终端12在某个测试距离与射频控制终端13的各组探测器131进行通信，并将测试结果记录下来，并就是否全部探测器完成测试进行判断，如步骤405所示；

E.如步骤406所示，将实际的测试结果和通信状态数据库记录的情况进行比较，进而判断射频移动终端12与射频控制终端13的通信距离的大致范围。

在进行A所述的步骤时，将每一类型的移动终端分别在各个试验距离，如图2所示，本实施例分别测试了射频移动终端12在距离射频控制终端13为0CM、2CM、5CM、10CM、15CM、20CM、30CM和50CM时各个探测器状态信息，该状态信息包括是否可以与射频移动终端12进行通信、该距离上的各个探测器放大倍数。

射频控制终端13为每一种射频移动终端12建立好他们的状态信息库后，将状态信息库同时在写入对应射频移动终端12，以便他们在建立通信时可以将该信息库预先发送给射频控制终端13。

步骤C中，将待测试的射频移动终端12放在某个距离与某个距离与射频控制终端13进行通信时，射频移动终端13将自身已经建立好的状态数据库发送给射频控制终端13，射频控制终端13在收到射频移动终端12发过来的状态信息库后，就调整探测器的放大倍数，如图4步骤404和405所示，再测试其是否可以与射频移动终端12进行通信，如图4步骤406所示，所有的探测器测试完毕后再与收到的通信状态数据库进行比较，假如记录结果是5CM刻度探测器、2CM刻度探测器以及最小刻度探测器可以通信，那么查通信状态数据库表可知目前移动射频通信终端的大致距离为5CM。

步骤A所述的试验距离为射频移动终端12与射频控制终端13之间的通信距离，可以根据实际情况自由选择。

所述探测器阵列131还包括限位探测器，用以确保射频移动终端12在某个目标距离时不能与射频控制终端13进行通信，以保证通信距离的安全。

上述实现过程为本发明的优先实现过程，本领域的技术人员在本发明的基础上进行的通常变化和替换包含在本发明的保护范围之内。