本申請(qǐng)涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多協(xié)議智能卡及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的卡具備通信功能，通常支持一種或多種通信協(xié)議，例如接觸通信和非接觸通信之一或二者，并且隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)有的卡將集成越來(lái)越多的功能，例如用于醫(yī)療中的大數(shù)據(jù)傳輸，從而使得其功耗迅速增加，這就使得卡的反應(yīng)速度相應(yīng)降低，從而降低用戶的體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多協(xié)議智能卡及實(shí)現(xiàn)方法。解決多協(xié)議智能卡功耗增加的技術(shù)問(wèn)題。

本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)一種多協(xié)議智能卡，包括：

處理器、通信裝置、安全設(shè)置、存儲(chǔ)器和外殼；

所述處理器與所述通信裝置、所述安全設(shè)置及所述存儲(chǔ)器電連接；

所述通信裝置包括非接通信裝置和接觸通信裝置中的一種或多種；

所述非接通信裝置遵循非接觸通信協(xié)議；

所述接觸通信裝置遵循接觸通信協(xié)議；

該智能卡還包括功耗模塊，所述功耗模塊用于計(jì)算基于各種通信協(xié)議的智能卡實(shí)時(shí)總功耗，依據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，為智能卡選擇合適的通信形式。

其中所述安全設(shè)置包括物理按鍵、pin碼輸入器、生物特征識(shí)別器中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述智能卡還包括可充當(dāng)充電線圈或天線線圈的線圈。

優(yōu)選的，功耗模塊采取以下公式計(jì)算使用通信協(xié)議a時(shí)芯片的總功耗pa：

其中，為使用協(xié)議a時(shí)的電路邏輯功耗，call為智能卡中使用協(xié)議a時(shí)的所有負(fù)載電容，vdd為電源產(chǎn)生的電壓，p(0,1)為使用協(xié)議a時(shí)的邏輯翻轉(zhuǎn)概率，f為使用協(xié)議a時(shí)的平均更新頻率，pleakagecell為單個(gè)電池產(chǎn)生的靜態(tài)泄露功耗，為使用協(xié)議a時(shí)所有電池功耗的累加，pother為芯片內(nèi)部其他功耗。

pother由以下公式計(jì)算：

pother＝pshort+pinternal(2)

其中，pshort為短路電流產(chǎn)生的功耗，pinternal為內(nèi)部電路功耗。

本申請(qǐng)還保護(hù)一種多協(xié)議智能卡的實(shí)現(xiàn)方法，包括：

步驟s1：智能卡獲得可用通信方式；

步驟s2：智能卡選擇通信方式，與讀卡器建立連接；

步驟s3：智能卡通過(guò)讀卡器與服務(wù)器/終端建立連接；

步驟s4：智能卡判斷功耗。

優(yōu)選的，所述智能卡計(jì)算基于各種通信協(xié)議的芯片實(shí)時(shí)總功耗，依據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，為智能卡選擇合適的通信形式。

優(yōu)選的，采取以下公式計(jì)算使用通信協(xié)議a時(shí)芯片的總功耗pa：

其中，為使用協(xié)議a時(shí)的電路邏輯功耗，call為智能卡中使用協(xié)議a時(shí)的所有負(fù)載電容，vdd為電源產(chǎn)生的電壓，p(0,1)為使用協(xié)議a時(shí)的邏輯翻轉(zhuǎn)概率，f為使用協(xié)議a時(shí)的平均更新頻率，pleakagecell為單個(gè)電池產(chǎn)生的靜態(tài)泄露功耗，為使用協(xié)議a時(shí)所有電池功耗的累加，pother為芯片內(nèi)部其他功耗，pother由以下公式計(jì)算：

pother＝pshort+pinternal(2)

其中，pshort為短路電流產(chǎn)生的功耗，pinternal為內(nèi)部電路功耗，

智能卡分別計(jì)算使用各種可用通信協(xié)議時(shí)所產(chǎn)生的功耗，基于計(jì)算出的功耗值和各種通信協(xié)議的通信質(zhì)量，選擇一種通信方式。

優(yōu)選的，步驟s4：智能卡判斷功耗，包括：

當(dāng)滿足啟動(dòng)條件時(shí)，啟動(dòng)智能卡功耗計(jì)算過(guò)程，并在智能卡功耗超過(guò)閾值時(shí)，切換智能卡通信方式或者減少智能卡的整體負(fù)載或者降低刷新頻率。

優(yōu)選的，智能卡在接收到指令后根據(jù)指令類型控制繼電器觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)，從事實(shí)現(xiàn)線圈功能的切換。

上述本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N多協(xié)議智能卡及實(shí)現(xiàn)方法，獲得了以下技術(shù)效果：

1、本申請(qǐng)?zhí)岢龅亩鄥f(xié)議智能卡采用多種數(shù)據(jù)協(xié)議，可以很好的適應(yīng)多種場(chǎng)合，使用前景廣泛。

2、本申請(qǐng)?zhí)岢龅亩鄥f(xié)議智能卡通過(guò)設(shè)置安全裝置，使卡的安全性得到顯著提高，使卡可以用于安全性要求更高的場(chǎng)合。

3、本申請(qǐng)的智能卡可以選擇能耗較低或通信質(zhì)量較好的通信方式，從而在保證完成通信任務(wù)的前提下，提升通信速度。

4、改進(jìn)智能卡結(jié)構(gòu)，采用天線線圈和充電線圈共用線圈的方法，可以避免不同線圈之間的干擾和使用多個(gè)線圈分別控制時(shí)造成的線圈的面積較大，用戶體驗(yàn)差的問(wèn)題，提升了用戶的使用體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請(qǐng)多協(xié)議智能卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)多協(xié)議智能卡的整體示意圖；

圖3是本申請(qǐng)多協(xié)議智能卡安全設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)多協(xié)議智能卡的實(shí)現(xiàn)方法流程圖；

圖5是本申請(qǐng)卡與讀卡器接觸式通信建立連接的方法流程圖；

圖6是本申請(qǐng)卡與讀卡器非接觸式通信建立連接的方法流程圖；

圖7是本申請(qǐng)卡通過(guò)讀卡器與服務(wù)器/終端建立連接的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例1

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N多協(xié)議智能卡，例如，用于醫(yī)療領(lǐng)域中的用于存儲(chǔ)用戶信息和診療信息的智能卡，如圖1所示，包括：

處理器11、通信裝置12、安全設(shè)置13、存儲(chǔ)器14和外殼15；

外殼15包括上殼體和下殼體；

上殼體與下殼體通過(guò)配嵌的方式結(jié)合成一完整外殼15，同時(shí)內(nèi)部設(shè)置有處理器11、通信裝置12、安全設(shè)13置和存儲(chǔ)器14，同時(shí)還設(shè)置有天線裝置和電源模塊；

外殼的材質(zhì)包括樹(shù)脂、塑料、木質(zhì)和金屬中的一種或多種；

外殼15還包括螺絲，通過(guò)螺絲將上殼體與下殼體緊密固定；

螺絲為一次性旋緊螺絲，使用后無(wú)法再次旋轉(zhuǎn)，這樣可以避免一般的人為破解，提高安全性。

處理器11與通信裝置12、安全設(shè)置13及存儲(chǔ)器14通過(guò)設(shè)置在pcb板上的電路連接；

如圖3所示，通信裝置12可以為非接通信裝置121或者是接觸通信裝置122，還可以同時(shí)具備了非接通信裝置121和接觸通信裝置122。

非接通信裝置121包括但不限于藍(lán)牙協(xié)議通信裝置、射頻協(xié)議通信裝置、zigbee協(xié)議通信裝置、nfc協(xié)議通信裝置等非接觸通信裝置中的一種或多種。

所述接觸通信裝置122包括但不限于磁條協(xié)議通信裝置、emv(簡(jiǎn)易移動(dòng)值)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信裝置和pboc2.0(第二代金融卡)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信裝置等接觸通信裝置中的一種或多種。

本實(shí)施例中指出的多協(xié)議智能卡，實(shí)體如圖2所示，其中的安全設(shè)置13包括但不限于物理按鍵、pin碼輸入器、生物特征識(shí)別器中的一種或多種；生物特征識(shí)別器包含但不限于指紋識(shí)別器、聲音識(shí)別器和dna識(shí)別器中的一種或多種。

其中如圖2所示，以指紋識(shí)別器為例示出了生物識(shí)別器。

存儲(chǔ)器14包括安全存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器；

安全存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)安全信息，包括了安全支付信息和通信秘鑰信息；

用戶存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用戶信息、采集數(shù)據(jù)和診斷信息的服務(wù)器存儲(chǔ)信息及一些安全性較低的輔助信息。

通信裝置12還包括天線裝置；

天線裝置包括柔性pcb板和天線線圈，并且天線線圈安裝于所述柔性pcb板上；

電源模塊包括充電線圈和電池；

充電線圈與電池電連接，并與處理器11、通信裝置12、安全設(shè)置13和存儲(chǔ)器14電連接，設(shè)置在上殼體和下殼體內(nèi)部；

充電線圈與所述天線線圈可以為同一線圈，天線裝置還包括繼電器，所述繼電器與處理器電連接，繼電器與處理器電連接；

處理器控制繼電器對(duì)天線線圈觸電開(kāi)關(guān)，使線圈可以實(shí)現(xiàn)充電功能或數(shù)據(jù)傳輸功能。

使用時(shí)，處理器收到指令，進(jìn)行指令判斷，識(shí)別出指令為交易指令，處理器控制天線裝置的繼電器，使得繼電器的常閉觸點(diǎn)23、89閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)34、78斷開(kāi)，此時(shí)天線裝置的線圈做為交易通信天線，使用電源模塊的電池為線圈進(jìn)行供電，所述智能卡可用于支付或充值。

處理器收到指令、進(jìn)行指令判斷，識(shí)別出指令為常規(guī)信息讀取指令，啟動(dòng)電源模塊，給電源模塊及其他模塊供電，通過(guò)按鍵操作或撥動(dòng)開(kāi)關(guān)操作啟動(dòng)繼電器，繼電器的常閉觸點(diǎn)23、89斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)34、78閉合，此時(shí)天線模塊的線圈做為供電天線使用，在進(jìn)行基本數(shù)據(jù)交互的同時(shí)完成對(duì)電源模塊的充電過(guò)程。即實(shí)現(xiàn)天線線圈和充電線圈共用一套線圈。

電池包括但不限于鋰電池、鈉電池或鎳氫電池中的一種或多種。

所述智能卡還包括功耗模塊，所述功耗模塊用于計(jì)算基于各種通信協(xié)議的芯片實(shí)時(shí)總功耗，依據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，為智能卡選擇合適的通信形式。

為了降低智能卡功耗，采取以下公式計(jì)算使用通信協(xié)議a時(shí)芯片的總功耗pa：

其中，為使用協(xié)議a時(shí)的電路邏輯功耗，call為智能卡中使用協(xié)議a時(shí)的所有負(fù)載電容，vdd為電源產(chǎn)生的電壓，p(0,1)為使用協(xié)議a時(shí)的邏輯翻轉(zhuǎn)概率，f為使用協(xié)議a時(shí)的平均更新頻率，pleakagecell為單個(gè)電池產(chǎn)生的靜態(tài)泄露功耗，為使用協(xié)議a時(shí)所有電池功耗的累加，pother為芯片內(nèi)部其他功耗，pother由以下公式計(jì)算：

pother＝pshort+pinternal(2)

其中，pshort為短路電流產(chǎn)生的功耗，pinternal為內(nèi)部電路功耗，

在通信之初，智能ic卡獲得基于多種通信協(xié)議的可用通信方式，功耗模塊計(jì)算使用每種通信協(xié)議時(shí)所產(chǎn)生的功耗，基于功耗值和通信質(zhì)量，選擇一種通信方式。例如可選擇功耗值高于預(yù)先給定的閾值，且通信質(zhì)量最好的通信方式。

在基于選擇的通信協(xié)議建立通信之后，功耗模塊繼續(xù)計(jì)算智能ic卡的實(shí)時(shí)功耗，在功耗超過(guò)一定閾值之后，可以選擇切換通信方式或者減少智能卡的整體負(fù)載或者降低刷新頻率的方式，以便降低智能卡的當(dāng)前電路功耗，增加通信質(zhì)量和通信速度。

實(shí)施例2

上面根據(jù)圖1-3介紹了本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N多協(xié)議智能卡，下面根據(jù)圖4-7介紹本申請(qǐng)?zhí)岢龅亩鄥f(xié)議智能卡的實(shí)現(xiàn)方法；

本申請(qǐng)?zhí)岢龅囊环N多協(xié)議智能卡的實(shí)現(xiàn)方法，如圖4所示，包括：

步驟s1：智能卡獲得可用通信方式；

可用通信方式包括但不限于：接觸式通信，非接觸式通信，例如藍(lán)牙通信，nfc通信等等。

步驟s2：智能卡選擇通信方式，與讀卡器建立連接。

所述智能卡計(jì)算基于各種通信協(xié)議的芯片實(shí)時(shí)總功耗，依據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，為智能卡選擇合適的通信形式。

為了降低智能卡功耗，采取以下公式計(jì)算使用通信協(xié)議a時(shí)芯片的總功耗pa：

其中，為使用協(xié)議a時(shí)的電路邏輯功耗，call為智能卡中使用協(xié)議a時(shí)的所有負(fù)載電容，vdd為電源產(chǎn)生的電壓，p(0,1)為使用協(xié)議a時(shí)的邏輯翻轉(zhuǎn)概率，f為使用協(xié)議a時(shí)的平均更新頻率，plrakagecell為單個(gè)電池產(chǎn)生的靜態(tài)泄露功耗，為使用協(xié)議a時(shí)所有電池功耗的累加，pother為芯片內(nèi)部其他功耗，pother由以下公式計(jì)算：

pother＝pshort+pinternal(2)

其中，pshort為短路電流產(chǎn)生的功耗，pinternal為內(nèi)部電路功耗，

智能卡分別計(jì)算使用各種可用通信協(xié)議時(shí)所產(chǎn)生的功耗，基于計(jì)算出的功耗值和各種通信協(xié)議的通信質(zhì)量，選擇一種通信方式。例如可選擇功耗值高于預(yù)先給定的閾值，且通信質(zhì)量最好的通信方式。

其中，如圖5-6所示，智能卡與讀卡器建立連接，包括了智能卡與讀卡器建立接觸式通信或非接觸式通信，其中圖5示出了智能卡與讀卡器建立接觸式通信的流程，圖6是出了智能卡與讀卡器建立非接觸式通信的流程。

如圖5所示，其中包括如下步驟：

步驟s111：將卡插入讀卡器；

步驟s112：讀卡器通過(guò)接觸通信裝置122向卡發(fā)出數(shù)據(jù)交互請(qǐng)求；

步驟s113：卡處理器11驗(yàn)證請(qǐng)求后通過(guò)接觸通信裝置122向讀卡器回復(fù)驗(yàn)證秘鑰；

步驟s114：讀卡器通過(guò)秘鑰與卡建立連接；

當(dāng)智能卡與讀卡器通過(guò)非接觸式通信建立連接，則如圖6所示，包括如下步驟：

步驟s121：將卡靠近讀卡器；

步驟s122：讀卡器通過(guò)非接通信裝置121向卡發(fā)出數(shù)據(jù)交互請(qǐng)求；

步驟s123：卡處理器11驗(yàn)證請(qǐng)求后通過(guò)非接通信裝置121向讀卡器回復(fù)驗(yàn)證秘鑰；

步驟s124：讀卡器通過(guò)秘鑰與卡建立連接。

使用時(shí)，處理器收到指令，進(jìn)行指令判斷，識(shí)別出指令為交易指令，處理器控制天線裝置的繼電器，使得繼電器的常閉觸點(diǎn)23、89閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)34、78斷開(kāi)，此時(shí)天線裝置的線圈為做為交易通信天線，使用電源模塊的電池為線圈進(jìn)行供電，所述智能卡可用于支付或充值。

處理器收到指令、進(jìn)行指令判斷，識(shí)別出指令為常規(guī)信息讀取指令，啟動(dòng)電源模塊，給電源模塊及其他模塊供電，通過(guò)按鍵操作或撥動(dòng)開(kāi)關(guān)操作啟動(dòng)繼電器，繼電器的常閉觸點(diǎn)23、89斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)34、78閉合，此時(shí)天線模塊的線圈做為供電天線使用，在進(jìn)行基本數(shù)據(jù)交互的同時(shí)完成對(duì)電源模塊的充電過(guò)程。采用天線線圈和充電線圈共用線圈的方法，可以避免不同線圈之間的干擾和使用多個(gè)線圈分別控制時(shí)造成的線圈的面積較小，用戶體驗(yàn)差的問(wèn)題，提升了用戶的使用體驗(yàn)。

步驟s3：卡通過(guò)讀卡器與服務(wù)器/終端建立連接；

其中，如圖7所示，步驟s2、卡通過(guò)讀卡器與服務(wù)器/終端建立連接，包括：

步驟s211：卡通過(guò)通信裝置12向讀卡器發(fā)送訪問(wèn)服務(wù)器/終端請(qǐng)求；

步驟s212：讀卡器將訪問(wèn)服務(wù)器請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器/終端；

步驟s213：服務(wù)器/終端向讀卡器回復(fù)驗(yàn)證身份請(qǐng)求；

步驟s214：讀卡器將驗(yàn)證身份請(qǐng)求發(fā)送給卡；

步驟s215：卡提示用戶進(jìn)行持卡用戶安全驗(yàn)證；

例如在卡上設(shè)置有l(wèi)ed燈，待需要用戶進(jìn)行操作時(shí)，led燈亮起，用戶操作完畢后led燈熄滅；

安全驗(yàn)證為對(duì)安全設(shè)置13進(jìn)行操作；

步驟s216：處理器11判斷用戶是否對(duì)安全設(shè)置13進(jìn)行操作，如果是則執(zhí)行步驟s217，否則執(zhí)行步驟s215；

步驟s217：處理器11判斷操作是否通過(guò)驗(yàn)證，如果是則執(zhí)行步驟s218，否則執(zhí)行步驟s215；

步驟s218：卡將驗(yàn)證成功信息通過(guò)讀卡器發(fā)送給服務(wù)器/終端；

步驟s219：卡與服務(wù)器/終端建立連接。

基于建立的連接，卡與服務(wù)器/終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

步驟s4：智能卡判斷功耗。

當(dāng)滿足啟動(dòng)條件時(shí)，啟動(dòng)智能卡功耗計(jì)算過(guò)程，并在智能卡功耗超過(guò)閾值時(shí)，切換智能卡通信方式或者減少智能卡的整體負(fù)載或者降低刷新頻率。

其中啟動(dòng)條件可以是預(yù)定時(shí)間間隔，或者是智能卡應(yīng)答時(shí)間超過(guò)閾值時(shí)，在基于選擇的通信協(xié)議建立通信之后，功耗模塊繼續(xù)使用上述公式計(jì)算智能ic卡的實(shí)時(shí)功耗，在功耗超過(guò)一定閾值之后，可以選擇切換通信方式或者減少智能卡的整體負(fù)載或者降低刷新頻率的方式，以便降低智能卡的當(dāng)前電路功耗，增加通信質(zhì)量和通信速度。

以上所述，僅是本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本申請(qǐng)作任何形式上的限制，雖然本申請(qǐng)已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本申請(qǐng),任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本申請(qǐng)技術(shù)方案的范圍內(nèi)。