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CN106229767A - 一种转接器、卡机通信系统及方法 - Google Patents

一种转接器、卡机通信系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转接器、卡机通信系统及方法，所述转接器包括主控芯片和用于与IC卡的IC卡触点连接的读卡触点，所述主控芯片上设有第一通信接口和USB接口，所述第一通信接口与读卡触点连接；所述转接器还包括用于使主控芯片根据电平变化判断读卡触点是否与IC卡触点连接的卡片检测结构，所述卡片检测结构与主控芯片的GPIO管脚连接；所述第一通信接口为SPI接口和/或UART接口。采用本发明所提供的转接器、卡机通信系统及方法，可有效解决现有转接设备中，在IC卡拔出后，仍然在主设备端显示IC卡相关信息的问题，有效提高了用户体验。

Description

一种转接器、卡机通信系统及方法
技术领域
本发明涉及IC卡通信技术领域，具体涉及一种转接器、卡机通信系统及方法。
背景技术
随着电子通信技术的飞速发展，智能IC卡的功能也越来越多，由于智能外观类似普通金融IC卡，可放置在钱包或者口袋里，方便携带，智能IC卡的用户也越来越多。
为了满足网银交易的需要，能够实现网银KEY功能的IC卡也已经出现，例如，卡式蓝牙设备，其外观同样类似与金融IC卡，包括了安全芯片、蓝牙模块、液晶显示单元、电源模块以及用户按键等，用户可以通过USB转接线实现蓝牙卡式设备与PC机的通信，完成USB枚举过程，完成网银交易等功能。但是在实际使用中，有些用户习惯的在完成交易后并不拔出PC机端插入的USB转接线，PC机端仍然会将已经枚举出来的卡设备信息显示在PC机端的设备列表中或者网银客户端仍然会显示卡设备信息，而此时卡片设备已经拔出，这导致与实际情况不符合，影响用户体验。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷和实际应用的需要，本发明的目的在于提供一种转接器、卡机通信系统及方法，通过该转接器、卡机通信系统及方法能够大大提高用户的体验。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种转接器，包括主控芯片和用于与IC卡的IC卡触点连接的读卡触点，所述主控芯片上设有第一通信接口和USB接口，所述第一通信接口与读卡触点连接；所述转接器还包括用于使主控芯片根据电平变化判断读卡触点是否与IC卡触点连接的卡片检测结构，所述卡片检测结构与主控芯片的GPIO管脚连接；所述第一通信接口为SPI接口和/或UART接口。
进一步，如上所述的转接器，所述卡片检测结构包括与所述GPIO管脚连接的第一导电结构，所述第一导电结构通过上拉电阻与上拉电源接口连接，所述IC卡上设有第二导电结构，第二导电结构与IC卡的PCB板的地连接，IC卡触点与所述读卡触点连接时，第一导电结构与第二导电结构连接。
进一步，如上所述的转接器，所述第一导电结构为第一触点，所述第二导电结构为第二触点；或者，所述第一导电结构为第一导电磁铁，第二导电结构为第一铁片。
进一步，如上所述的转接器，所述卡片检测结构包括第二导电磁铁和与GPIO管脚连接的第三导电磁铁，所述第三导电磁铁通过第二上拉电阻与第二上拉电源接口连接；所述IC卡上设有电连接的第二铁片和第三铁片，IC卡触点与所述读卡触点连接时，第二导电磁铁与第二铁片连接，第三导电磁铁与第三铁片连接；所述第二上拉电源接口为USB接口的电源接口或主控芯片的电源接口。
进一步，如上所述的转接器，所述第二导电磁铁和第三导电磁铁的形状不同。
进一步，如上所述的转接器，所述USB接口与PC机连接。
本发明还提供了一种卡机通信系统，包括IC卡和PC机，还包括所述转接器，转接器的第一通信接口通过读卡触点与所述IC卡的IC卡触点连接，USB接口与PC机连接。
本发明还提供了一种卡机通信方法，包括以下步骤：
转接器的USB接口与PC机连接；
转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接，若是，则主控芯片控制其USB接口的正数据线D+上拉使能触发PC机与IC卡通过转接器完成IC卡的USB枚举过程。
进一步，如上所述的一种机卡通信方法，转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的方式为：
主控芯片通过第一通信接口和读卡发出设定指令信息，在设定时间内判断是否接收到与所述设定指令信息对应的响应信息，若是，则读卡触点与IC卡连接，若否，则未连接。
进一步，如上所述的一种机卡通信方法，转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的方式为：
主控芯片监控其卡片检测结构的电压，若电压为高电压，则读卡触点与IC卡位连接，若电压为低电压，则读卡触点与IC卡连接；所述高电压和低电压为相对的高电压和低电压。
本发明的有益效果在于：本发明所提供的转接器、卡机通信系统及方法，在IC卡作为从设备通过转接器与USB通信主设备时，由转接器首先通过判断IC卡是否已经连接来触发USB通信主设备是否与IC卡通信进行USB枚举，只有在IC卡已经连接到转接器时才会触发枚举过程，可有效解决现有转接设备中，在IC卡拔出后，仍然在主设备端显示IC卡相关信息的问题，有效提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中提供的一种转接器的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中卡片检测结构的一种结构示意图；
图3为与图2中卡片检测结构对应的IC卡的部分结构示意图；
图4为本发明具体实施方式中第一导电结构的一种结构示意图；
图5为与图4中的第一导电结构对应的第二导电结构的一种结构示意图；
图6为本发明具体实施方式中第一导电结构的另种结构示意图；
图7为与图6中的第一导电结构对应的第二导电结构的一种结构示意图；
图8为本发明具体实施方式中卡片检测结构的另一种结构示意图；
图9为与图8中卡片检测结构对应的IC卡的部分结构示意图；
图10为本发明具体实施方式中一种卡机通信系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1示出了本发明具体实施方式中提供的一种转接器的结构示意图，由图中可以看出，该转接器包括主控芯片MCU 10和用于与IC卡40的IC卡触点连接的读卡触点20，所述主控芯片上10设有第一通信接口11和USB接口12，所述第一通信接口11与读卡触点20连接；所述转接器还包括用于使主控芯片10根据电平变化判断读卡触点20是否与IC卡触点连接的卡片检测结构30，所述卡片检测结构30与主控芯片10的通用输入/输出GPIO管脚13连接。
本实施方式中，所述第一通信接口11包括但不限于SPI接口和/或UART接口和/或IIC接口和/或SWD接口，考虑到通信的稳定性，可以优选SPI接口。对于不同的通信接口形式，由于不同通信方式下可以共用触点，所述读卡触点20可以只需要六个触点，如图1中所示的触点①～⑥，每个触点在不同通信方式下的功能可以根据需要进行自定义。
本实施方式中，读卡触点20与IC卡触点的连接方式包括但不限于磁吸线形式或卡座式带弹片的插接形式。IC卡40包括不同形式的具有IC卡触点的卡式设备，例如，具有蓝牙主控芯片和安全芯片的卡式蓝牙设备以及其它形式的金融IC卡。
本实施方式所述的转接器，其主控芯片10通过卡片检测结构30实现对是否由IC卡接入的判断，采用该转接器，当USB主设备(如PC机)通过USB通信方式与转接器连接时，转接器可以通过判断是否由作为从设备的IC卡接入，来触发主设备是否进行USB枚举的过程，即在转接器判断出有IC卡接入时，才触发USB枚举过程，从而解决了在通信完成时，从设备与转接器断开连接但转接器与主设备未断开连接时卡设备信息仍然在主设备端显示的问题。
图2示出了本发明一实施例中所述卡片检测结构30的结构示意图，图3示出了与图2中所述卡片检测结构31对应的IC卡的部分结构示意图，该实施例中，所述卡片检测结构30包括与所述GPIO管脚13连接的第一导电结构31，所述第一导电结构31通过第一上拉电阻32与第一上拉电源接口33连接，此时，所述IC卡40上设有第二导电结构41，第二导电结构41与IC卡40的PCB板的地42连接，IC卡触点与所述读卡触点20连接时，第一导电结构31与第二导电结构41连接；所述第一上拉电源接口33为转接器的USB接口12的电源接口或主控芯片10的电源接口。
其中，所述第一导电结构31的具体形式可以根据实际需要进行设置，如图4和图6为本实施方式中所提供的两种第一导电结构31的结构示意图，图5和图7为分别与图4和图6中第一导电结构对应的第二导电结构的示意图。图4中，所述第一导电结构31可以为第一触点311，对应的，IC卡40的所述第二导电结构41为第二触点411，如图5所示；图6中，所述第一导电结构31为第一导电磁铁312，对应的，第二导电结构41为第一铁片412，如图7所示。
由前文描述可知，转接器在与IC卡通信时，读卡触点20只需要六个即可满足要求，因此，对于图2和图4中所示的采用触点作为第一导电结构的方案，可以直接以IC卡上预留的其中一个触点作为第二触点411，转接器上对应的设置第一触点311即可。所述第一导电磁铁312和第一铁片412的形状包括但不限于椭圆、圆形、方形或者半圆形等。
采用图2中所示的卡片检测结构30，在IC卡40未与转接器连接时，第一导电结构31处于高电平，当IC卡40与转接器连接时，第一导电结构32处于低电平，因此，主控芯片10可以通过其GPIO管脚13是高电平还是低电平实现对IC是否接入的判断。
需要说明的是，所述高电平和低电平为相对的高低电平，低电平接地理论上为0，高电平由第一上拉电源接口33的电压值确定。
图8示出了本发明另一实施例中所述卡片检测结构30的结构示意图，图9为与图8中所述卡片检测结构30对应的IC卡的部分结构示意图，该实施例中，所述卡片检测结构30包括第二导电磁铁34和与GPIO管脚13连接的第三导电磁铁35，所述第三导电磁铁34通过第二上拉电阻36与第二上拉电源接口37连接，此时，所述IC卡40上设有电连接的第二铁片42和第三铁片43，IC卡触点与所述读卡触点20连接时，第二导电磁铁34与第二铁片42连接，第三导电磁铁35与第三铁片43连接；所述第二上拉电源接口37为USB接口12的电源接口或主控芯片10的电源接口。
在实际应用中，为了避免第二导电磁铁34和第三导电磁铁35的混淆，第二导电磁铁42和第三导电磁铁43可以选择不同的形状。第二铁片42和第三铁片43电连接的具体实现结构可以采用不同方式，例如，可以是直接采用一铁片，将该贴片的两端分别连接到第二铁片42和第三铁片43上，当然也可以直接将第二铁片42和第三铁片43做成一联通的整体结构。
采用图8中所示的卡片检测结构30，在IC卡40未与转接器连接时，第三导电磁铁35处于高电平，当IC卡40与转接器连接时，第二导电磁铁34和第三导电磁铁35连通，第三导电磁铁35处于低电平，因此，主控芯片10可以通过其GPIO管脚13是高电平还是低电平实现对IC是否接入的判断。
同样的，所述高电平和低电平为相对的高低电平，低电平接地理论上为0，高电平由第二上拉电源接口37的电压值确定。
本实施方式中，所述第一铁片、第二铁片、第三铁片均为抗氧化铁片，防止在裸露的空气中生锈。
需要说明的是，本实施方式中图4-图9中卡片检测结构30的样式并不是唯一的，例如，对于图6和图7中所示的第一导电磁铁312和第一铁片412的设置位置可以根据需要选择，只要保证在转接器与IC连接时，读卡触点与IC卡触点一一对应连接的前提下，第一导电磁铁312与第一铁片412能够对应连接即可。
本发明还提供了一种机卡通信系统，如图10所示，该通信系统包括IC卡40和PC机50，还包括所述转接器，转接器的第一通信接口11通过读卡触点20与所述IC卡40的IC卡触点连接，USB接口10与PC机50连接。
所述通信系统中，转接器负责连通所述IC卡和PC机，PC机负责与转接器的连接，当IC卡连接到转接器上的时候，作用一是PC机通过转接器与IC卡进行数据交互，二是通过USB接口为转接器可提供5V的USB电压。
基于所述的卡基通信系统，本发明还提供了一种卡机通信方法，该方法包括以下步骤：
转接器的USB接口与PC机连接；
转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接，若是，则主控芯片控制其USB接口的正数据线D+上拉使能触发PC机与IC卡通过转接器完成IC卡的USB枚举过程。
本实施方式中，转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的一种方式为：
主控芯片通过第一通信接口和读卡发出设定指令信息，在设定时间内判断是否接收到与所述设定指令信息对应的响应信息，若是，则读卡触点与IC卡连接，若否，则未连接。
转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的另一种方式为：
主控芯片监控其卡片检测结构的电压，若电压为高电压，则读卡触点与IC卡位连接，若电压为低电压，则读卡触点与IC卡连接；所述高电压和低电压为相对的高电压和低电压。
本实施方式中所提供的上述卡机通信方法，转接器通过判断IC卡是否已经与其连接，来触发PC机是否进行USB枚举过程，具体的，当转接器判断出IC卡已经与转接器连接，其主控芯片通过控制器USB接口的USB_D+上拉使能，从而使PC机端的USB接口的USB_D+上有一个高电平，PC机端则就认为是有设备插入,触发PC机通过转接器与IC卡进行数据交互，完成USB接口的枚举过程。本实施例中的该卡机通信方法，由于USB枚举过程是由转接器来触发完成的，如果没有IC卡接入或者IC卡拔出，转接器便不会触发枚举过程，PC机端上便不会显示相关的IC卡中的信息，因此，即使用户是在完成通信过程后，将IC卡拔出从转接器上断开但未将转接器从PC机上拔出，PC机端也不会继续显示IC卡中的信息。
对于不同类型的IC卡，USB枚举过程在PC机端显示的枚举信息也有所不同，例如，对于网银IC卡，在USB枚举时，PC机从IC卡中读取的除IC卡设备信息(设备名称，软件版本号等PC机可以识别的信息，用来引导不同程序)外，还会包括从卡片中的MCU的内置Flash存储模块或者外置Flash存储模块中读取的各银行的网银客户端安装包和/或各银行的网银客户端安装包下载网页索引信息等。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种转接器，其特征在于：包括主控芯片(10)和用于与IC卡(40)的IC卡触点连接的读卡触点(20)，所述主控芯片(10)上设有第一通信接口(11)和USB接口(12)，所述第一通信接口(11)与读卡触点(20)连接；所述转接器还包括用于使主控芯片(10)根据电平变化判断读卡触点(20)是否与IC卡触点连接的卡片检测结构(30)，所述卡片检测结构(30)与主控芯片(10)的GPIO管脚(13)连接。
2.根据权利要求1所述的一种转接器，其特征在于：所述卡片检测结构(30)包括与所述GPIO管脚(13)连接的第一导电结构(31)，所述第一导电结构(31)通过上拉电阻(32)与上拉电源接口(33)连接，所述IC卡上设有第二导电结构(41)，第二导电结构(41)与IC卡的PCB板(42)的地连接，IC卡触点与所述读卡触点(20)连接时，第一导电结构(31)与第二导电结构(41)连接；所述上拉电源接口(33)为USB接口(12)的电源接口或主控芯片(10)的电源接口。
3.根据权利要求2所述的一种转接器，其特征在于：所述第一导电结构(31)为第一触点(311)，所述第二导电结构(41)为第二触点(411)；或者，所述第一导电结构(31)为第一导电磁铁(312)，第二导电结构(41)为第一铁片(412)。
4.根据权利要求1所述的一种转接器，其特征在于：所述卡片检测结构(30)包括第二导电磁铁(34)和与GPIO管脚(13)连接的第三导电磁铁(35)，所述第三导电磁铁(35)通过第二上拉电阻(36)与第二上拉电源接口(37)连接；所述IC卡(40)上设有电连接的第二铁片(42)和第三铁片(43)，IC卡触点与所述读卡触点(20)连接时，第二导电磁铁(34)与第二铁片(42)连接，第三导电磁铁(35)与第三铁片(43)连接；所述第二上拉电源接口(37)为USB接口(12)的电源接口或主控芯片(10)的电源接口。
5.根据权利要求4所述的一种转接器，其特征在于：所述第二导电磁铁(34)和第三导电磁铁(35)的形状不同。
6.根据权利要求1至5之一所述的一种转接器，其特征在于：所述USB接口(12)与PC机连接。
7.基于权利要求1至6之一所述的转接器的一种卡机通信系统，包括IC卡(40)和PC机(50)，其特征在于：还包括所述转接器，转接器的第一通信接口(11)通过读卡触点(20)与所述IC卡(40)的IC卡触点连接，USB接口(12)与PC机(50)连接。
8.基于权利要求7所述的卡机通信系统的一种卡机通信方法，包括以下步骤：
转接器的USB接口与PC机连接；
转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接，若是，则主控芯片控制其USB接口的正数据线D+上拉使能触发PC机与IC卡通过转接器完成IC卡的USB枚举过程。
9.根据权利要求8所述的一种卡机通信方法，其特征在于：转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的方式为：
主控芯片通过第一通信接口和读卡发出设定指令信息，在设定时间内判断是否接收到与所述设定指令信息对应的响应信息，若是，则读卡触点与IC卡连接，若否，则未连接。
10.根据权利要求8所述的一种机卡通信方法，其特征在于：转接器的主控芯片判断其读卡触点是否与IC卡连接的方式为：
主控芯片监控其卡片检测结构的电压，若电压为高电压，则读卡触点与IC卡位连接，若电压为低电压，则读卡触点与IC卡连接；所述高电压和低电压为相对的高电压和低电压。
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