專利名稱：非接觸式卡支付系統(tǒng)的沖突檢測和避免方案的制作方法
對相關(guān)申請的交叉引用本申請聲明對2004年7月15日提交的美國臨時專利申請No.60/588,270的優(yōu)先權(quán)。本申請還相關(guān)于同一天共同提交的序列號為_______、_______、_______和_____的美國專利申請，這些申請都聲明對前述專利申請No.60/588,270的優(yōu)先權(quán)。所有前述專利申請都通過引用全部結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
射頻標(biāo)識(RFID)標(biāo)簽是與天線相連的小型集成電路(IC)，這些RFID標(biāo)簽可取決于IC的大小用簡單標(biāo)識信息、或用更復(fù)雜的信號對詢問RF信號作出響應(yīng)。RFID技術(shù)不需要接觸或瞄準(zhǔn)線來通信。射頻標(biāo)識(RFID)技術(shù)現(xiàn)在是經(jīng)濟可行的，并且在越來越多的工商業(yè)應(yīng)用中使用。例如，RFID技術(shù)現(xiàn)在被廣泛用于倉庫、商店中商品上的標(biāo)簽、ID卡或門卡等。此外，RFID技術(shù)已經(jīng)以嵌有RFID標(biāo)簽的“非接觸式”支付或信用卡的形式(例如由MasterCard、American Express和Visa)引入到支付卡行業(yè)。這些非接觸式支付卡可用來經(jīng)由與可用RFID的支付終端的無線通信進行電子支付交易。非接觸式支付卡可向消費者提供支付例如零售店、商店或超市中的商品和服務(wù)的簡單、快速和便捷的方法。
若干RFID技術(shù)可用于非接觸式支付卡和讀卡器/終端。非接觸式系統(tǒng)的基本組件是非接觸式讀卡器(或接近式耦合設(shè)備(PCD))和應(yīng)答器。該非接觸式讀卡器是與電路相連的天線。應(yīng)答器由電感性天線和與該天線的端部相連的集成電路。該組合讀卡器-應(yīng)答器用作變壓器。交流電流經(jīng)產(chǎn)生電磁場的初級線圈(讀卡器天線)，該電磁場在次級線圈(應(yīng)答器天線)中感生電流。應(yīng)答器將有非接觸式讀卡器(PCD)發(fā)出的電磁場(或RF場)通過二極管整流器轉(zhuǎn)換成DC電壓。該DC電壓使應(yīng)答器的內(nèi)部電路上電。兩個天線的配置和調(diào)諧確定從一個設(shè)備到另一個設(shè)備的耦合效率。該應(yīng)答器可以是非接觸式支付卡。
為了使非接觸式支付卡系統(tǒng)經(jīng)濟可行并獲得商業(yè)承認(rèn)，即使卡和終端具有專用于特定卡供應(yīng)商/發(fā)卡行、供貨商或終端制造商的技術(shù)特征的時候，非接觸式支付卡也必須在所有或大多數(shù)啟用RFID的支付終端上可互操作。需要行業(yè)范圍的可互操作性。為此，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織和團體(例如國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)和國際電子技術(shù)委員會(IEC))已制定了用于實現(xiàn)非接觸式支付技術(shù)的非官方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。已由ISO/IEC定義的三種這樣的示例性標(biāo)準(zhǔn)是可分別用于緊密耦合、接近式和鄰近式卡的ISO/IEC 10536、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)。
ISO/IEC 14443接近式卡的標(biāo)準(zhǔn)(ISO 14443)已用于世界范圍內(nèi)若干非接觸式卡的使用。ISO 14443接近式卡的目標(biāo)工作范圍最大達10厘米，盡管該范圍會取決于功率要求、存儲器大小、CPU和協(xié)處理器而變化。
ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)文檔具有4個不同部分。
·部分1物理特征，定義接近式集成電路卡(PICC)的物理尺寸。該卡為ID-1尺寸(85.6mmx54.0mmx.76mm)。這是與銀行信用卡相同的尺寸。
·部分2射頻功率和信號接口，定義非接觸式IC芯片的關(guān)鍵技術(shù)特征，包括諸如頻率、數(shù)據(jù)速率、調(diào)制和位編碼過程的事項。在部分2中詳述了兩種變體-A類接口和B類接口。它們都在相同頻率下工作并使用相同數(shù)據(jù)速率，但它們的不同之處在于調(diào)制和位編碼范疇。
·部分3初始化和防沖突。初始化描述對接近式耦合設(shè)備(PCD)(即讀卡器)和卡的要求，以在卡進入讀卡器的射頻(RF)區(qū)域時建立通信。防沖突定義當(dāng)多個卡同時進入磁場時會發(fā)生什么，從而標(biāo)識系統(tǒng)如何確定在交易中要使用哪張卡，并確保所出現(xiàn)的所有卡已被盤點和處理。
·部分4傳輸協(xié)議，定義能在交易期間啟用通信的數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)元。
為了使非接觸式支付卡系統(tǒng)和讀卡器能順應(yīng)于ISO 14443，它們必須符合非官方標(biāo)準(zhǔn)的至少一些部分的要求。除了根據(jù)ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)化的非接觸式技術(shù)，眾多專用非接觸式接口也在行業(yè)中使用(例如Cubic的GO卡和Sony的Felica卡)。隨著現(xiàn)有卡技術(shù)的使用，互操作性會變成一個問題。由賣主在市場中使用的讀卡器最好應(yīng)適用若干不同的卡的類型。例如，期望的讀卡器將支持ISO 14443類型A和類型B卡、ISO 15693卡和任何其它專用卡類型。
甚至對于可能順應(yīng)于單個ISO標(biāo)準(zhǔn)(例如ISO 14443)的卡的使用，也會產(chǎn)生可互操作性問題。在ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)中，所有與非接觸式卡和讀卡器系統(tǒng)中的RF功率和信號接口(即系統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連(OSI)模型視圖中的物理層)相關(guān)的所有要求或規(guī)范使用對卡和對讀卡器的不同標(biāo)準(zhǔn)化測試來定義。ISO/IEC 10373標(biāo)準(zhǔn)部分6(ISO 10373-6)涉及專用于非接觸式集成電路卡技術(shù)(接近式卡)的測試方法。非接觸式卡和讀取器與ISO 14443的順應(yīng)性使用基準(zhǔn)設(shè)備來校驗。根據(jù)IS010373-6，代表非接觸式卡的特征的一套“基準(zhǔn)”卡(即基準(zhǔn)PICC)被用于測量非接觸式讀卡器的規(guī)范順應(yīng)性。例如，基準(zhǔn)PICC被用來測試由PCD產(chǎn)生或發(fā)送的磁場，并用來測試PCD向PICC供電的能力。類似地，可代表典型非接觸式讀卡器的特征的“基準(zhǔn)”讀卡器(即測試或基準(zhǔn)PCD)被用來測量非接觸式卡的規(guī)范順應(yīng)性。例如，結(jié)合一對外部讀出線圈的基準(zhǔn)PCD被用來測試由卡在測試期間生成的負(fù)載調(diào)制。
盡管根據(jù)ISO 10373-6的單獨卡和讀取器順應(yīng)性測試過程可確保所使用的產(chǎn)品設(shè)備各自具有落入卡或讀卡器的指定規(guī)范范圍內(nèi)的特征，但該過程并不確保磁場內(nèi)的可互操作性。校驗為順應(yīng)的卡和/或讀卡器可能僅僅是邊際順應(yīng)的(例如通過在指定規(guī)范范圍的端部或邊緣具有特征值)。這種標(biāo)準(zhǔn)順應(yīng)方式可導(dǎo)致場中的工作故障。例如，邊際順應(yīng)卡會不可讀取、或者難以使用也僅僅是邊際順應(yīng)的讀卡器來讀取。
此外，對于校驗非接觸式設(shè)備的重要數(shù)據(jù)傳送和接收功能，ISO 10373-6僅對由卡生成的負(fù)載調(diào)制數(shù)據(jù)信號的間接測量作出了規(guī)定。由ISO 10373-6規(guī)定的用于測試成品卡的PCD測試組件具有在基準(zhǔn)PCD讀卡器外部的一對讀出線圈。這些外部讀出線圈被用來測量由測試中的卡生成和傳送的負(fù)載調(diào)制數(shù)據(jù)信號。然而，在由讀出線圈測量的負(fù)載調(diào)制信號與由基準(zhǔn)PCD天線物理接收的信號之間沒有直接或明顯的關(guān)系。因此，使用外部讀出線圈測試成品卡的數(shù)據(jù)傳輸功能的確提供了直接的保障推定順應(yīng)于ISO的成品卡對數(shù)據(jù)信號的調(diào)制足以使成品讀卡器正確接收或處理該經(jīng)調(diào)制數(shù)據(jù)信號的能力，或與該能力兼容。
序列號為______、______、______和______的美國專利申請公開了基于與交互的卡和讀卡器設(shè)備之間的RF功率和信號接口相關(guān)的規(guī)范定義、順應(yīng)性測試和測試設(shè)備中的改進來提高設(shè)備的可互操作性的方案。
現(xiàn)在要考慮提高電子支付設(shè)備的可互操作性、以及使非接觸式電子支付系統(tǒng)的工作穩(wěn)健和防故障的進一步方法。注意力現(xiàn)在集中于電子支付系統(tǒng)的有關(guān)支付設(shè)備的物理特征、以及初始化和防沖突方案的多個方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種沖突檢測和避免方案，用于處理涉及電子支付系統(tǒng)中交互的非接觸式支付卡和讀卡器的交易。該沖突檢測和避免方案基于交易僅當(dāng)讀卡器的工作區(qū)中僅出現(xiàn)一張支付卡時才予以處理的規(guī)則。如果一張以上的卡出現(xiàn)在讀卡器的工作區(qū)時，交易處理暫停。該方案需要外部干預(yù)來在可恢復(fù)交易處理之前去除多余的卡、僅選擇和重新提交一張卡。
在電子支付系統(tǒng)中，讀卡器被配置成在只有一張卡出現(xiàn)在其工作區(qū)內(nèi)時處理交易。讀卡器使用沖突檢測和避免算法來檢測和報告在工作區(qū)內(nèi)出現(xiàn)多張卡的實例。
沖突檢測和避免算法涉及調(diào)查多張支付卡在讀卡器的工作區(qū)中的出現(xiàn)，并在出現(xiàn)一張以上支付卡時暫停該交易的處理。在沖突檢測和避免算法中，由讀卡器起動的卡輪詢序列輪詢并等待來自可出現(xiàn)在讀卡器的工作區(qū)內(nèi)的卡的響應(yīng)。如果讀卡器支持一類以上的卡，則輪詢序列包括對所有受支持類卡的喚醒命令。例如，輪詢序列可包括交替ISO 14443 A類和B類卡的喚醒命令。當(dāng)發(fā)現(xiàn)在讀卡器的工作區(qū)內(nèi)僅出現(xiàn)一張卡時，沖突檢測和避免算法標(biāo)識該卡的類型。讀卡器然后可使用適于卡的所標(biāo)識類型的激活命令激活與所屬卡的通信對話。在已經(jīng)處理了與所標(biāo)識卡的交易之后，卡被去激活并移除。
沖突檢測和避免算法使用二進制搜索技術(shù)來檢測ISO 14443 A類非接觸式支付卡的沖突。該沖突檢測和避免算法采用分隙阿羅哈技術(shù)來檢測ISO 14443 B類非接觸式支付卡的沖突。在一張?zhí)囟?例如A類和B類)的卡已被標(biāo)識為出現(xiàn)在讀卡器的工作區(qū)內(nèi)之后，對其它類卡的出現(xiàn)進行輪詢以檢查僅出現(xiàn)了一張任何類型的卡。
從附圖和附錄以及以下的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它特征、其性質(zhì)和各種優(yōu)點將更為顯而易見。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明原理的用于沖突檢測和避免的一示例性終端進程循環(huán)中的步驟的流程圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明原理的在PCD中運行的一般輪詢和沖突檢測進程中的步驟的流程圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明原理的可用于調(diào)查A類卡沖突的一示例性檢測算法300中的步驟的流程圖。
附錄A包含PCD可用的、用于輪詢和沖突檢測進程和用于激活A(yù)類PICC的一組命令和響應(yīng)的描述。該組命令被用于受讓人MasterCard的接近支付卡技術(shù)的一示例性實現(xiàn)中。在附錄A中描述的命令和響應(yīng)在圖2和3以及以下描述中引用。PCD可用的、用于輪詢和沖突檢測進程和用于激活B類卡的命令是相似的。為簡明起見，本文中不包括對B類卡的命令和響應(yīng)的描述。
具體實施例方式
提供了一種使用支付卡和讀卡器來起動和進行電子交易的沖突檢測和避免方案。初始化描述了對讀卡器和卡的要求，以在卡進入讀卡器的射頻(RF)場時建立通信。沖突指多個卡同時進入讀卡器的工作區(qū)或場時的情形，例如當(dāng)數(shù)個商店消費者同時匆忙地向讀卡器出示他們的卡時，或者當(dāng)消費者無意中將裝有數(shù)張卡的皮夾出示給讀卡器時。讀卡器進程包括沖突檢測進程和警報生成進程。警報生成進程可導(dǎo)致人工干預(yù)，以消除沖突或由用戶標(biāo)識單張卡以繼續(xù)電子交易處理。沖突檢測和避免方案可在支持一類以上卡(例如A類和B類卡)的讀卡器中實現(xiàn)。
本發(fā)明的沖突檢測和避免方案克服了用于或推薦給電子支付系統(tǒng)的常規(guī)防沖突方案的已知缺點。已用于世界范圍內(nèi)的若干種非接觸式卡的各種接近卡標(biāo)準(zhǔn)通常推薦防沖突進程來處理多張卡在讀卡器的工作區(qū)或場內(nèi)的出現(xiàn)。例如，ISO 14443第三部分推薦防沖突算法(循環(huán))來在向同一讀卡器出示數(shù)張卡時檢測一特定卡并與之通信。根據(jù)ISO 14443第三部分，讀卡器首先使用諸如請求(REQ)和對請求的回答(ATQ)命令來輪詢和盤點進入其工作區(qū)的所有卡。然后，防沖突算法或循環(huán)被用來準(zhǔn)備讀卡器與從對應(yīng)于請求命令的卡的總數(shù)中選擇的一張或多張卡之間的對話。對于A類卡，規(guī)定基于各卡的唯一標(biāo)識符(UID)的二進制搜索算法。對于B類卡，規(guī)定使用特定隙標(biāo)記的分隙阿羅哈算法。ISO 14443初始化和防沖突方案被設(shè)計成允許構(gòu)建能與相同類型的數(shù)張卡通信、被同時供電的讀卡器。A類和B類卡在現(xiàn)場靜默等待輪詢命令。使用ISO 14443初始化和防沖突方案的多協(xié)議讀卡器將輪詢一類(例如A類)卡，完成所有卡響應(yīng)的任何交易，然后輪詢另一類(例如B類)卡，并與之交易。
ISO 14443防沖突方案具有公知缺點。例如，如果卡在已盤點或記錄之后進入和/或離開讀卡器工作區(qū)，則防沖突算法會遭到破壞。此外，并發(fā)讀卡器與多張卡的通信在各卡之間分配有限的可用功率。低功率可用性會影響卡的功能。這些缺點可通過本發(fā)明的沖突檢測和避免方案克服。
近來，本發(fā)明受讓人MasterCard International Incorporated(“MaserCard”)已開發(fā)了專用規(guī)范-MasterCard PayPassTMISO/IEC 14443實現(xiàn)規(guī)范(“PayPass”)-用來實現(xiàn)接近式支付卡技術(shù)(例如通過發(fā)卡行、卡和讀卡器的供貨商或制造商)。
本發(fā)明防沖突方案為了說明目的在示例性PayPass實現(xiàn)的環(huán)境中描述?？梢岳斫猓瑸榱吮疚闹械恼f明目的，選擇PayPass實現(xiàn)僅僅是示例性的，并且本發(fā)明的原理可更一般地應(yīng)用于涉及交互卡和讀卡器的任何電子支付系統(tǒng)。
沖突檢測和避免方案參照在向例如交易點(例如商店結(jié)賬柜臺)上的終端設(shè)備出示卡時進行的交易來描述。終端設(shè)備包括讀卡器(PCD)，也可包括其它電器、交易處理應(yīng)用程序、用戶接口(例如顯示屏)和通信接口(例如到主計算機)。本發(fā)明沖突檢測和避免方案基于這樣的規(guī)則在允許讀卡器或終端起動或繼續(xù)任何交易處理之前只有一張PICC或卡必須在讀卡器的工作區(qū)內(nèi)被檢測或讀出。如果讀出或檢測到一張以上的卡，則本方案需要人工干預(yù)來移除額外的卡，以及只選擇和重新提交一張卡以便于處理。
圖1示出用于沖突檢測和避免的一示例性終端進程循環(huán)100。該終端進程循環(huán)可使用定位于讀卡器設(shè)備的功能來在終端中實現(xiàn)。在進程循環(huán)100中，在步驟1，終端和PCD起動輪詢序列來檢測會在PCD工作區(qū)中出現(xiàn)的A類和B類卡。為此，PCD可發(fā)送重復(fù)的A類和B類喚醒命令來從任何出現(xiàn)的已激活卡中接收確認(rèn)。
在步驟3，終端進程100評估所出現(xiàn)的卡的數(shù)量。如果只輪詢了一張卡，則在下一步驟4終端進程100標(biāo)識所出現(xiàn)的卡的類型，即A類或B類。然后，根據(jù)所標(biāo)識的卡的類型A或B，PCD在步驟5或步驟8激活該卡。然后終端可使用適當(dāng)?shù)慕K端應(yīng)用程序來處理卡的交易(步驟6或步驟9)。在完成了卡的交易之后，終端可指示PCD去激活已處理的卡。從工作區(qū)中取出已處理的卡(步驟7和10)，從而允許終端進程100返回其起始狀態(tài)0，以便進行下一沖突檢測和輪詢序列。
如果步驟1的輪詢結(jié)果顯示在步驟3沒有卡出現(xiàn)，則終端進程100返回到其起始狀態(tài)0，以起動下一沖突檢測和輪詢序列。如果步驟1的輪詢結(jié)果示出出現(xiàn)了兩張或多張卡(即PCD接收來自一張以上卡的響應(yīng))，則在步驟2 PCD向終端報告沖突，并重置這些卡(即無載波一次tRESET)。這樣，終端進程100不繼續(xù)處理交易，而是返回到其起始狀態(tài)0，以便進行下一輪詢序列。步驟2可包括生成警告操作人員和/或用戶出現(xiàn)多張卡的警報或消息。
終端中所包括的PCD設(shè)備被配置成其功能適于實現(xiàn)沖突檢測和避免方案(例如終端進程100)。表格I是被配置成用于實現(xiàn)終端進程100的PCD設(shè)備的示例性功能要求的一個列表。
表格I

在終端進程100中，PCD輪詢A類和B類卡以確保只有一張卡出現(xiàn)在其工作區(qū)內(nèi)。為了檢測該區(qū)內(nèi)的多張PICC，PICC和PCD需要實現(xiàn)一種檢測一張以上PICC有效的條件的協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，PCD是通過發(fā)出喚醒命令(對A類和B類卡，分別為WUPA和WUPB)以提示PICC響應(yīng)起動PICC通信動作的起動設(shè)備。當(dāng)一張以上PICC響應(yīng)時，終端將不起動或進行交易(參見例如終端進程100，步驟2)。
由PCD使用的沖突檢測機制隨著卡的類型而變化。A類PICC使用Manchester編碼并對喚醒命令作出同步應(yīng)答。這些特點使得PCD能對A類PICC檢測到位級別上的沖突(即至少兩張A類PICC同時發(fā)送位模式及一個或多個位位置的補碼值的情況)。這樣，位模式合并，且載波用副載波對全部(100％)比特持續(xù)時間調(diào)制。A類卡的沖突檢測算法可基于二進制搜索技術(shù)。
與A類PICC的同步響應(yīng)相反，B類PICC對喚醒命令作出異步響應(yīng)。為了檢測一張以上的B類PICC是否在工作區(qū)中出現(xiàn)，PCD執(zhí)行被設(shè)置成要求所有B類PICC在第一時隙(N＝1)中響應(yīng)的WUPB命令。由一張以上B類PICC在第一時隙作出的響應(yīng)引起發(fā)送差錯，該發(fā)送差錯被識別為B類PICC的沖突的表示。
圖2示出用于沖突避免和輪詢的PCD進程200，該進程200是一般的(即可應(yīng)用于A類和B類卡)?？墒筆CD進程200可用于終端進程100，并可在例如終端進程100步驟1-3中使用。
在進程200，PCD通過交替地發(fā)出提示卡作出響應(yīng)(例如步驟10、70、110和150)的喚醒命令(例如對A類為WUPA而對B類為WUPB)來探查其工作區(qū)。PCD在發(fā)出每個交替WUPA和WUPB命令(例如步驟60、90、100、140、170和180)之前等待定義時段tp(例如步驟60、90、100、140、170和180)。在步驟20、40、80、120和160，進程200評估所接收的對前面發(fā)出的WUPA或WUPB命令的響應(yīng)。如果未接收到對一特定類喚醒命令(例如WUPB步驟70、WUPA步驟150)的喚醒命令，則進程200認(rèn)識到在工作區(qū)中沒有該特定類卡或只出現(xiàn)了其它類型的卡。
在進程200中，如果響應(yīng)于所發(fā)出的WUPA命令接收到了發(fā)送差錯，例如在步驟10，則PCD假設(shè)在工作區(qū)中有一張以上的A類PICC卡(即沖突)，并采取例外處理(發(fā)送差錯)。如果PCD接收到來自A類PICC的有效確認(rèn)命令(ATQA)，則PCD假設(shè)在工作區(qū)中有至少一張A類PICC，并在步驟30繼續(xù)A類沖突檢測算法(例如圖3中的沖突檢測算法300)之前存儲ATQA信息。A類沖突檢測算法的結(jié)果在步驟40評估。如果A類沖突檢測算法300檢測到一張以上的A類PICC在工作區(qū)內(nèi)出現(xiàn)(即沖突)，則PCD采取例外處理(發(fā)送差錯)?；蛘撸绻粰z測到一張A類PICC卡，然后PCD在步驟50發(fā)出一命令(HALTA)以將所標(biāo)識的一張A類PICC卡置入中止?fàn)顟B(tài)。
類似地在進程200，如果響應(yīng)于所發(fā)出的WUPB命令接收到了發(fā)送差錯，則PCD假設(shè)在工作區(qū)中有一張以上B類PICC卡(即沖突)并采取例外處理(發(fā)送差錯)。如果PCD從B類PICC接收到一有效確認(rèn)命令(ATQB)，則PCD假設(shè)在工作區(qū)中只有一張B類PICC并發(fā)出一命令(HALTB)以將所標(biāo)識的一張B類PICC卡置入中止?fàn)顟B(tài)。
在任一類的一張經(jīng)標(biāo)識PICC卡已被置入中止?fàn)顟B(tài)(例如在步驟50或步驟130)之后，PCD在步驟70和150發(fā)出相反類型的卡所需的喚醒命令，以排除工作區(qū)中兩相反類型的卡之間沖突的可能性(即，出現(xiàn)一張A類PICC和一張B類PICC卡)。在步驟80或160估計對任一喚醒命令的響應(yīng)。如果響應(yīng)是陽性的，則指示沖突。
圖3示出一示例性沖突檢測算法300，該算法可用于在無位沖突的情況下已響應(yīng)于WUPA命令接收到ATQA確認(rèn)(例如在步驟30，進程200)之后可用于探查A類卡沖突。為了探查A類沖突，PCD從A類PICC卡中檢索UID。如果PCD能在沒有任何位沖突差錯的情況下檢索A類PICC的UID，則PCD可得出結(jié)論在其工作區(qū)中僅出現(xiàn)了一張A類PICC(例如步驟40，進程200)。沖突檢測算法300被用來從PICC中檢索UID。
在步驟310，PCD通過發(fā)送SEL＝‘93’的ANTICOLLISION(防沖突)命令(參見例如附錄A)開始檢測算法300，以檢索A類PICC的完整UID、并檢測在工作區(qū)中是否出現(xiàn)了一張以上的A類PICC。如果在步驟302 PCD在對ANTICOLLISION命令的響應(yīng)中接收到發(fā)送差錯，則指示沖突，并且PCD采取例外處理(發(fā)送差錯)。如果在步驟303 ATQA示出單倍大小的UID，則已從PICC中檢索到了完整的UID(＝UID CL1uid0 uid1 uid2 uid3 BCC)。因此，只出現(xiàn)了一張A類卡，并且未指示與其它A類卡的沖突。然后在步驟307，PCD繼續(xù)通過發(fā)送SEL＝‘93’和UID CL1的SELECT(選擇)命令，將PICC置入ACTIVE(有效)狀態(tài)。在步驟308，PCD存儲或記錄完整的UID。
如果在步驟303，ATQA示出雙倍大小或三倍大小的UID，則PCD逐個級聯(lián)級地繼續(xù)。首先在步驟304，PCD通過發(fā)送SEL＝‘93’和UID CL1的SELECT(選擇)命令選擇級聯(lián)級1。然后在步驟305，PCD在繼續(xù)到級聯(lián)級2之前存儲或記錄UID CL1。在步驟306，PCD通過發(fā)送SEL＝‘95’的ANTICOLLISION命令繼續(xù)級聯(lián)級別2。
與步驟2一樣，如果在步驟309 PCD在對ANTICOLLISION命令的響應(yīng)中接收到發(fā)送差錯則指示沖突，作為響應(yīng)PCD采取例外處理(發(fā)送差錯)。類似地，如果在步驟310所接收到的ATQA示出雙倍大小的UID，則已從PICC中檢索到了完整的UID(＝UID CL1uid0 uid1 uid2 uid3 BCC；UID CL1uid3 uid4 uid5 uid6 BCC)。因此，只出現(xiàn)了一張A類卡，并且在讀卡器的工作區(qū)中未指示與其它A類卡的沖突。然后在步驟314和315，像步驟307和308一樣，PCD繼續(xù)通過發(fā)送SEL＝‘93’和UID CL1的SELECT(選擇)命令，將所標(biāo)識的PICC置入ACTIVE狀態(tài)，并存儲或記錄完整的UID。
如果在步驟310 ATQA示出三倍大小的UID，則PCD在步驟311通過發(fā)送SEL＝‘95’和UID CL2的SELECT命令選擇級聯(lián)級2。然后在步驟312，PCD存儲或記錄UID CL2。在步驟313，PCD通過發(fā)送SEL＝‘97’的ANTICOLLISION命令繼續(xù)級聯(lián)級別3。如果在步驟316 PCD在對該ANTICOLLISION命令的響應(yīng)中檢測到發(fā)送差錯則指示沖突，并且PCD采取例外處理(發(fā)送差錯)。如果未從PICC中接收到無發(fā)送差錯的ATQA命令，則已從PICC中檢索到了完整的UID(＝UIDCL1CT uid0 uid1 uid2 BCC；UID CL2CT uid3 uid4 uid5 BCC；UID CL3uid6 uid7uid8 uid9 BCC)。因此，只出現(xiàn)了一張A類卡，并且未指示與其它A類卡的沖突。然后在步驟317和318，像步驟307和308一樣，PCD繼續(xù)通過發(fā)送SEL＝‘97’和UID CL3的SELECT(選擇)命令，將所標(biāo)識的PICC置入ACTIVE狀態(tài)，并存儲或記錄完整的UID。
在只有一張卡已被識別為出現(xiàn)在讀卡器(例如終端進程200的步驟130中B類、或算法300的步驟307或314中A類等)的工作區(qū)中之后，該卡被激活。PCD/終端繼續(xù)與所激活的卡通信并完成所需交易。如果完成了所需交易，則去激活所屬卡。
在終端進程200或算法300期間，當(dāng)指示沖突時，PCD采取例外處理。直到例外被滿意地清除才進行交易。在檢測到指示沖突的交易差錯之后的輪詢和沖突檢測序列期間，PCD向終端報告沖突檢測，并在時段tRESET內(nèi)重置PICC PCD。在該時段tRESET期間，不向PICC發(fā)送載波信號。PCD返回到輪詢和沖突檢測序列。PCD向終端報告沖突檢測可導(dǎo)致清理出現(xiàn)在工作區(qū)內(nèi)的多張卡的用戶干預(yù)。
盡管已參照示例性實施例具體描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可作各種更改和變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明的公開實施例被視為僅僅是說明性的，并且本發(fā)明僅限于由所附權(quán)利要求所指定的范圍。
5.1 A類-命令集表格5.1列出PCD可用的用于與A類PICC通信的命令。對于每一個命令，指示來自PICC的相應(yīng)響應(yīng)。
表格5.1-A類-命令集

本章詳細(xì)描述這些命令的格式及其來自PICC的響應(yīng)。
5.2 A類-CRC_A表格5.1中定義的部分命令包括用于誤差校驗的CRC。CRC_A被定義為k個數(shù)據(jù)位的函數(shù)，該k個數(shù)據(jù)位包括命令中除CRC_A本身之外的所有位。由于使用CRC_A的所有命令是用字節(jié)編碼的，所有位的數(shù)目k是8的倍數(shù)。
圖5.1示出具有CRC_A的命令被如何包括在標(biāo)準(zhǔn)幀中。CRC_A1是最低有效字節(jié)，而CRC_A2是最高有效字節(jié)。
圖5.1-標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)CRC_A的位置命令+CRC_A

要求5.1-CRC_A

5.3 WUPAWUPA命令由PCD發(fā)送以探查用于A類PICC的磁場。
5.3.1 WUPA命令WUPA命令在短幀內(nèi)發(fā)送，且其編碼在表格5.2中指定。
表格5.2-短幀內(nèi)WUPA的編碼

5.3.2 WUPA響應(yīng)(ATQA)響應(yīng)于來自PCD的WUPA命令，A類PICC取決于其狀態(tài)(參見第7章)將返回長度為兩個字節(jié)的ATQA。該ATQA在無CRC_A字節(jié)的情況下在標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送，并如表格5.3和表格5.4中所指定地編碼。
表格5.3-ATQA的字節(jié)1

5.6.2 HLTA響應(yīng)PICC不響應(yīng)HLTA命令。PCD總是假設(shè)HLTA命令已由PICC‘確認(rèn)’。
要求5.8-HLTA響應(yīng)

5.7請求對選擇的回應(yīng)(RATS)RATS命令通常在協(xié)議激活序列期間由PCD用來與PICC談判最大的幀尺寸和波特率除數(shù)(D)。
5.7.1 RATS命令RATS命令在包括CRC_A字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。其編碼在表格5.12中指定。
表格5.12-RATS命令的編碼

PARAM，即參數(shù)字節(jié)，由兩部分組成(參見表格5.13)。
表格5.13-RATS參數(shù)字節(jié)(PARAM)的格式

最高有效半位元組b8到b5稱為FSDI(用于接近式耦合設(shè)備的幀尺寸整數(shù))和編碼FSD(用于接近式耦合設(shè)備的幀尺寸)。參看小節(jié)4.3.1對FSD的定義。FSD用FSDI的編碼在表格5.14中給出。
表格5.14-FSDI到FSD的轉(zhuǎn)換

要求5.9-FSDIMIN

要求5.10-FSDI的RFU值的PICC處理

最低有效半位元組b8到b5稱為CID，并且它將所尋址PICC的邏輯數(shù)目定義在從0到14的范圍內(nèi)。當(dāng)PCD一次僅尋址單張PICC時，CID被設(shè)置成0。
要求5.11-支持CID

要求5.12-RATS命令的PICC差錯處理

5.7.2 RATS響應(yīng)(對選擇的回應(yīng))對選擇的回應(yīng)(ATS)由PICC響應(yīng)于RATS命令發(fā)送。ATS命令在包括CRC_A字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。本小節(jié)定義具有全部其可用字段的ATS(參見表格5.15)。
表格5.15-ATS的結(jié)構(gòu)

字節(jié)長度TL之后是以下順序的可變數(shù)目的字節(jié)·格式字節(jié)T0，·接口字節(jié)TA(1)、TB(1)、TC(1)以及·歷史字節(jié)T1到Tk。
·長度字節(jié)長度字節(jié)TL是強制性的，并指定所發(fā)送ATS(包括它自己)的長度。兩個CRC字節(jié)不包括在TL中。
要求5.13-ATS的長度字節(jié)

·格式字節(jié)T0格式字節(jié)T0如表格5.16中所指定地編碼。
表格5.16-格式字節(jié)T0的編碼

最低有效半位元組b4到b1稱為FSCI(用于接近式卡的幀尺寸整數(shù))和編碼FSC(用于接近式卡的幀尺寸)。參看小節(jié)4.3.2對FSC的定義。FSC用FSCI的編碼在表格5.17中指定。FSCI的缺省值為2并產(chǎn)生32個字節(jié)的FSC。
表格5.17-FSCI到FSC的轉(zhuǎn)換

要求5.14-FSCIMIN

要求5.15-FSCI的RFU值的PCD處理

要求5.16-ATS的格式字節(jié)T0

·接口字節(jié)TA(1)接口字節(jié)TA(1)傳送信息以定義PICC的波特率能力。接口字節(jié)TA(1)如表格5.18中所指定地編碼。位b7到b5編碼PICC對于從PICC到PCD的方向(DPICC→PCD)的比特率能力。位b7到b5的缺省值為(000)b。位b3到b1編碼PICC對于從PCD到PICC的方向(DPCD→PICC)的比特率能力。位b3到b1的缺省值為(000)b。
表格5.18一接口字節(jié)TA(1)的編碼


要求5.17-ATS的格式字節(jié)TA(1)

·接口字節(jié)TB(1)接口字節(jié)TB(1)傳送信息以定義幀等待時間(FWT)和起動幀保護時間(SFGT)。接口字節(jié)TB(1)如表格5.19中所指定地編碼。
表格5.19-接口字節(jié)TB(1)的編碼

-最高有效半位元組b8到b5稱為FWI(幀等待時間整數(shù))和編碼FWT。參看小節(jié)4.2.3對FWT的定義。FWI的缺省值為4并產(chǎn)生512etu的FWT。
-最低有效半位元組b4到b1編碼SFGI(起動幀保護時間整數(shù))，并應(yīng)當(dāng)由PICC用來編碼用于定義SFGT的乘數(shù)值。參看小節(jié)4.2.2對SFGT的定義。SFGI的缺省值為0。
要求5.18-ATS的接口字節(jié)TB(1)

·接口字節(jié)TC(1)接口字節(jié)TC(1)表示PICC是否支持節(jié)點尋址(NAD)和卡標(biāo)識符(CID)。接口字節(jié)TC(1)如表格5.20中所指定地編碼。
表格5.20-接口字節(jié)TC(1)的編碼

位b2和b1應(yīng)由PICC用來定義它支持前序字段中的哪些任選字段。位b1設(shè)置為1表示支持NAD；b2設(shè)置為1表示支持CID。對前序字段的規(guī)范參見小節(jié)10.2。
要求5.19-ATS的接口字節(jié)TC(1)

·歷史字節(jié)歷史字節(jié)T1到Tk是可任選的，并且應(yīng)當(dāng)由PICC用來指定一般信息。ATS的最大長度給出歷史字節(jié)的最大可能數(shù)量。
要求5.20-ATS的歷史字節(jié)

表格5.6-SEL的編碼

使用該SEL字節(jié)，定義由ANTICOLLISION命令請求的UID的級聯(lián)級(CL)。
5.4.2 ANTICOLLISION響應(yīng)(UID CLn)響應(yīng)于ANTICOLLISION命令，工作區(qū)內(nèi)的所有PICC發(fā)送所請求的其UID的級聯(lián)級(UID CLn，其中n＝1，2或3)。A類PICC的UID由4、7或10個字節(jié)組成。響應(yīng)的長度總是5個字節(jié)。響應(yīng)的編碼取決于SEL字節(jié)的值和UID的長度。ANTICOLLISION響應(yīng)在沒有CRC_A字節(jié)的情況下在標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。其編碼在表格5.7中指定。
表格5.7-UID CLn


其中·CT是值為‘88’的級聯(lián)標(biāo)記。該級聯(lián)標(biāo)記的目的是強迫與具有較小UID尺寸的PICC沖突。因此，單倍尺寸UID的uid0和雙倍尺寸UID的uid3的值必須不是‘88’。
·BCC是UID CLn校驗字節(jié)。BCC被計算為4個在先字節(jié)的異或。
·uidn是整個UID的第n個字節(jié)，其中uid0是最高有效字節(jié)。
要求5.4-BCC的PCD處理

表格5.4-ATQA的字節(jié)2

要求5.2-ATQA的PCD處理

要求5.3-UID長度

5.4 ANTICOLLISION(防沖突)ANTICOLLISION命令被用來獲得A類PICC的完整UID，并檢測是否有一張以上A類PICC出現(xiàn)在PCD的工作區(qū)中(更多細(xì)節(jié)參見小節(jié)9.2.3)。
5.4.1 ANTICOLLISION命令A(yù)NTICOLLISION命令在無CRC_A字節(jié)的情況下在標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。其編碼在表格5.5中指定。
表格5.5-ANTICOLLISION命令的編碼

SEL字節(jié)如表格5.6所示地編碼。
5.5 SELECT(選擇)SELECT命令被用來使用其UID選擇A類PICC。
5.5.1 SELECT命令SELECT命令在包括CRC_A字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。其編碼在表格5.8中指定。
表格5.8-SELECT命令的編碼

SEL字節(jié)如表格5.9所示地編碼。
表格5.9-SEL的編碼

UID CLn的編碼取決于SEL字節(jié)的值和UID的尺寸。該編碼對ANTICOLLISION響應(yīng)相同并在表格5.7中指定。
要求5.5-SELECT命令的PICC差錯處理

5.5.2響應(yīng)-選擇確認(rèn)-SAK當(dāng)所有數(shù)據(jù)位都匹配PICC的UID CLn時，SAK響應(yīng)于SELECT命令由PICC發(fā)送。SAK的長度為一個字節(jié)，并在包括CRC_A字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送給PCD。
SAK如表格5.10中所指定地編碼。
表格5.10-SAK的編碼


要求5.6-A類PICC順應(yīng)ISO/IEC 14443-4

要求5.7-SAK響應(yīng)的PCD差錯處理

5.6 HLTAHLTA命令被用來將PICC置于HALT狀態(tài)(參見第7章)。
5.6.1 HLTA命令HLTA命令由兩個字節(jié)組成，并在包括CRC_A字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀內(nèi)發(fā)送。表格5.11指定HLTA命令的編碼。
表格5.11-HLTA命令的編碼

權(quán)利要求
1.一種用于處理非接觸式支付卡交易的電子支付系統(tǒng)，所述電子支付系統(tǒng)包括讀卡器，所述讀卡器被配置成僅當(dāng)一張卡出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)內(nèi)時才處理所述交易，其中所述讀卡器使用沖突檢測算法來檢測和報告其中多張卡出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)中的沖突實例，并且其中所述讀卡器在檢測到?jīng)_突的實例中中止處理所述交易。
2.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述讀卡器耦合的終端，所述終端包括交易處理應(yīng)用程序。
3.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述沖突檢測算法包括檢測第一類卡的沖突以及檢測第一類卡與第二類卡的沖突的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器被配置成交替輪詢第一類的卡和第二類的卡。
5.如權(quán)利要求4所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器被配置成標(biāo)識出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)內(nèi)的僅僅一張卡的類型，并相應(yīng)地激活該卡以便于進行通信對話。
6.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器具有與不同卡類型相對應(yīng)的多個通信信號接口，并且其中所述讀卡器被配置成具有僅僅一個與在通信對話期間有效的單個卡類型相對應(yīng)的通信信號接口。
7.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器被配置成在處理所述交易之后取消激活出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)內(nèi)的唯一一張卡。
8.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器使用沖突檢測算法，所述沖突檢測算法包括檢測ISO 14443 A類非接觸式支付卡的沖突的二進制搜索例程。
9.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器使用沖突檢測算法，所述沖突檢測算法包括檢測ISO 14443 B類非接觸式支付卡的沖突的分隙阿羅哈例程。
10.如權(quán)利要求1所述的電子支付系統(tǒng)，其特征在于，所述讀卡器使用沖突檢測算法，在一類卡已經(jīng)被標(biāo)識為出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)中之后所述讀卡器通過所述沖突檢測算法輪詢另一類卡的出現(xiàn)。
11.一種用于在交互非接觸式支付卡和讀卡器的系統(tǒng)中處理涉及非接觸式支付卡和讀卡器的交易的沖突檢測和避免方法，所述方法包括以下步驟(a)調(diào)查支付卡在讀卡器的工作區(qū)中的出現(xiàn)；(b)響應(yīng)于步驟(a)，僅當(dāng)所述非接觸式支付卡是出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)中的唯一一張卡時才處理涉及所述非接觸式支付卡和所述讀卡器的所述交易；以及(c)當(dāng)一張以上支付卡出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)時中止所述交易的處理。
12.如權(quán)利要求11所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，所述交互非接觸式支付卡包括第一類卡和第二類卡，且其中步驟(a)包括使用輪詢序列來檢測兩類卡的出現(xiàn)。
13.如權(quán)利要求12所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，輪詢序列包括所述第一類和所述第二類卡的交替喚醒命令。
14.如權(quán)利要求12所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，步驟(a)包括僅當(dāng)發(fā)現(xiàn)只有一張卡出現(xiàn)在所述讀卡器的所述工作區(qū)時，才標(biāo)識所出現(xiàn)的卡的類型。
15.如權(quán)利要求14所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，步驟(b)包括根據(jù)所述卡的類型激活所標(biāo)識的唯一一張卡與所述讀卡器之間的通信對話，以起動交易的處理。
16.如權(quán)利要求15所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，所述讀卡器被耦合到配置有交易處理應(yīng)用程序的終端，其中步驟(a)-(c)由終端進程引導(dǎo)，并且其中步驟(b)包括使用終端交易處理應(yīng)用程序來處理所述交易。
17.如權(quán)利要求15所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，還包括在處理所述交易之后取消激活所述卡。
18.如權(quán)利要求11所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，步驟(a)包括使用二進制搜索算法來檢測ISO 14443 A類非接觸式支付卡的沖突。
19.如權(quán)利要求11所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，步驟(a)包括使用分隙阿羅哈算法來檢測ISO 14443 B類非接觸式支付卡的沖突。
20.如權(quán)利要求11所述的沖突檢測和避免方法，其特征在于，步驟(a)包括在一張某類型的卡已被標(biāo)識為出現(xiàn)在所述讀卡器的工作區(qū)之后，輪詢另一類卡的出現(xiàn)。
全文摘要
一種用于通過向讀卡器出示非接觸式支付卡來進行交易的電子支付系統(tǒng)。該讀卡器被配置成僅在只有一張卡出現(xiàn)在其工作區(qū)中時才處理交易。讀卡器使用沖突檢測和避免算法來檢測和報告有多張卡出現(xiàn)在工作區(qū)中的實例。響應(yīng)于所報告的實例，沖突必須通過人工干預(yù)來清除，即通過從讀卡器的工作區(qū)內(nèi)物理地取出多余的卡。
文檔編號G06K7/00GK101023434SQ200580028473
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者P·斯梅茨, E·L·H·范德維爾德, D·加勒特 申請人:萬事達卡國際股份有限公司