CN104331796A - 一种可穿戴设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可穿戴设备，包括可穿戴设备本体及位于其上的主控模块、安全模块和通讯模块；安全模块，用于在主控模块控制下进行信息安全操作；通讯模块，用于在主控模块控制下与外部终端进行通讯交互。本发明实施例还提供了上述可穿戴设备的工作方法。本发明实施例提供的可穿戴设备既能够完成安全认证、交易支付、数据加解密与存储等功能，还具有便携性、易于使用的特点。

Description

一种可穿戴设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种可穿戴设备及其工作方法。

背景技术

信息安全设备，如智能密钥、各类智能卡，包括一卡通、金融交易卡、门禁卡和社保卡等等，已经深入到人们生活的方方面面。这些设备具有很高的安全性，但使用起来，独立性差，展现形式单一。如智能卡进行的操作都需要依赖客户机和服务器的配合来完成，缺少独立的用户体验。

传统的可穿戴设备，是指可以直接穿戴在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，具体可以为眼镜、手表、戒指、手环等，其具体结构、形态在此不再进行详细描述。它和人们的生活息息相关，携带方便，功能简单。为了解决这个问题，全球范围内掀起了扩展传统可穿戴设备功能的热潮，如补充了环境监测、健康监测功能，使得传统可穿戴设备能够实现计步、测温、血压监测、心跳监测等扩展功能。

这些改进大大提高了可穿戴设备的适用性，但还是缺乏智能性。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种可穿戴设备及其工作方法。通过将传统的可穿戴设备与安全支付设备相融合，一方面能够拓展可穿戴设备的使用范围；另一方面，支付设备利用可穿戴设备的属性，也能带来更加丰富的功能扩展与应用展现。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案。

一种可穿戴设备，包括可穿戴设备本体，其特征在于，还包括位

于可穿戴设备本体上的主控模块、安全模块和通讯模块；

所述安全模块，用于在主控模块控制下，执行信息安全操作；

所述通讯模块，用于在主控模块控制下，与外部终端进行通讯交互。

所述主控模块还用于无效或启用所述安全模块；所述主控模块控制安全模块进行应用管理。

所述安全模块为安全芯片。

所述外部终端为通信设备，相应地，所述通讯模块包括蓝牙通讯单元。

除通信设备外，所述外部终端还包括读卡设备，相应地，所述通讯模块还包括非接触近场通讯单元。

所述外部终端为读卡设备，所述通讯模块包括非接触近场通讯单元。

所述可穿戴设备还包括位于可穿戴设备本体上、与所述主控模块相连的***模块，所述***模块为传感模块、输出模块、输入模块和电源管理模块中的至少一个，所述输出模块包括显示模块、音频播报模块；所述输入模块包括键盘、按钮、触控屏或者语音输入设备。

所述传感模块包括生物特征采集监测单元；和/或环境特征采集量化单元。

所述主控模块集成有***模块的功能。

所述主控模块集成在所述通讯模块中。

所述主控模块集成在所述安全模块中。

一种可穿戴设备的工作方法，包括：上述可穿戴设备的主控模块控制安全模块或***模块进行操作。

所述工作方法还包括：所述可穿戴设备的主控模块无效或启用安全模块。

所述可穿戴设备的主控模块控制安全模块进行操作为：主控模块控制安全模块进行数据操作；或者主控模块控制安全模块根据通讯模块发来的数据请求进行操作。

所述数据请求的类型包括近场交易请求，远程交易请求，应用管理请求、数据加解密请求，安全存储请求，安全认证，身份识别和签名操作请求。

所述***模块为传感模块、输出模块、输入模块和电源管理模块中的至少一个，所述输出模块包括显示模块、音频播报模块；所述输入模块包括键盘、按钮、触控屏或者语音输入设备。

本发明提供的可穿戴设备，包括提供安全操作的安全芯片以及与其它外部设备进行通讯交互的通讯模块，使得可穿戴设备具备认证、安全数据操作、交易支付等智能功能，既保证了设备的便携性，又提高了设备的智能化程度。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种可穿戴设备示意图；

图2为本发明实施例1提供的另一种可穿戴设备示意图；

图3为本发明实施例2提供的可穿戴设备的工作方法示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

网银U盾，是一种硬件存储设备，内置微型智能卡处理器，并具有一定的存储空间，可以存储用户的私钥以及数字证书，利用U盾内置的公钥算法可以实现对用户身份的认证，而用户私钥保存在U盾内部，对网上数据进行加密、解密和数字签名，确保网上交易的保密性、真实性、完整性和不可否认性，可以有效防范支付风险，确保客户网上支付资金安全。

近场支付是指消费者在购买商品或服务时，即使用射频通道，实现与自动售货机以及POS机(读卡设备)的本地通讯。NFC(Near FieldCommunication)近距离无线通讯是目前近场支付的主流技术，它是一种短距离的高频无线通讯技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据。

电子钱包是客户用来进行安全网络交易特别是安全网络支付并且储存交易记录的特殊计算机软件或硬件设备；能够存放客户的电子现金、信用***、电子零钱、个人信息等；适用于网上消费的电子商务活动。

实施例1

图1所示为本发明实施例1公开的一种可穿戴设备的结构图。参见图1所示，本发明实施例的可穿戴设备，在该可穿戴设备本体101基础上进一步增加新的功能模块，所增加的新功能模块安装在原有的可穿戴设备本体上101，与其一体构成了本发明的可穿戴设备。具体来说，所增加的新的功能模块包括：

主控模块102，用于控制新的功能模块的操作和通信。主控模块具体为控制芯片。此处，新的功能模块包括安全模块103和通讯模块104。

其中，安全模块103，用于在主控模块102的控制下执行信息安全操作。该安全模块103为安全芯片，包括智能卡芯片。信息安全操作包括：数据加解密、安全存储、交易处理操作；以及实现身份认证、交易认证、安全认证和支付功能的操作。

安全模块包括但不限于下述功能：

一、网银U盾功能，即安全模块作为智能密钥，参与安全认证、交易认证、身份识别、充值、数据加解密、安全存储功能。

二、电子钱包功能，即安全模块作为电子钱包。可穿戴设备与外部终端相连接，外部终端向之前与安全模块绑定的后台资金账户提起圈存请求，后台资金账户通过外部终端经由通讯模块对安全模块进行认证，在认证通过后，对安全模块进行圈存操作。

此种场景下，外部终端为通信设备，包括手机、电脑、平板等等，相应地，所述通讯模块具体为蓝牙通信模块。

三、应用管理功能，即安全模块在主控模块控制下对安全模块内部存储的应用进行管理，包括应用的更新、添加和删除等。

四、移动支付功能，即安全模块作为智能卡芯片参与近场支付。例如：交通近场支付的安全存储、安全认证、消费和充值功能。这种交通近场支付安全认证的典型应用形式具体可以为交通一卡通刷卡时类似的安全认证。此时，安全模块功能上更接近电子钱包，可以通过读卡设备对其进行充值、扣费和余额查询等操作。还包括门禁卡的近场身份识别功能。

通讯模块104，该模块用于通过蓝牙或非接触近场通讯方式与外部终端进行通讯交互。通讯模块具体为：蓝牙芯片和/或非接触近场通讯芯片。

具体的，当安全模块执行网银U盾功能时，通讯模块104为蓝牙芯片，该蓝牙芯片可以与外部终端(具体为电脑、手机、智能网关或电视等通信设备)通过蓝牙方式建立通信连接，在主控模块控制下接收通信设备发送的数据请求(数据和指令)给安全模块，并将安全模块处理的结果返回给通信设备。此时，安全模块本身存储有安全数据(包括数字证书和私钥)，其接收到的数据请求的类型包括：身份认证、加密、解密和数字签名。相应地，处理结果为身份认证是否成功信息、加密或解密后的数据，签名后的数据等等。该安全模块确保网上交易的保密性、真实性、完整性和不可否认性，可以有效防范支付风险，确保客户网上支付资金安全。

进一步地，当安全模块执行移动支付功能时，通讯模块104为非接触近场通讯芯片，该非接触近场通讯芯片可以与外部终端(具体为读卡设备，如：POS机)通过非接触方式建立通信连接，在主控模块控制下接收读卡设备发送的数据请求，并将安全模块的处理结果发送给读卡设备。

例如：在交通卡近场支付过程中，通讯模块104在主控模块控制下，作为安全模块和读卡设备执行安全认证和扣费、充值操作的通道。此种场景下，所述数据请求类型包括但不限于：身份识别、充值、扣费和余额查询。相应地，处理结果为身份识别是否成功信息、扣费充值信息和余额显示信息。在门禁卡进行身份识别过程中，所述数据请求类型为身份识别请求，处理结果为身份识别成功或失败信息。

该通讯模块104还可以同时包括蓝牙单元和非接触近场通讯单元，以便同时与通信设备和读卡设备建立连接。兼具上述网银U盾功能和移动支付功能。

本发明实施例1中的可穿戴设备的主控模块102可以集成在安全模块103中。此时，可穿戴设备的功能模块只包括安全模块和通讯模块。具体的，安全模块103控制通讯模块与外部终端交互，并执行原安全模块的全部功能。

本发明实施例1中的可穿戴设备的主控模块102也可以集成在通讯模块104中。此时，可穿戴设备的功能模块只包括安全模块和通讯模块。具体的，安全模块103的全部功能都在通讯模块控制下实现，并通过通讯模块与外部终端进行交互。

另外，在可穿戴设备丢失或找回的情况下，外部终端(具体为通信设备)可以通过通讯模块向主控模块下发无效或启用安全模块的请求，并由主控模块无效或启用安全模块。

本发明实施例提供的可穿戴设备既能够完成安全认证、安全支付、数据加解密与存储等功能，还具有便携性、易于使用的特点。

参见图2，为本发明实施例1提供的另一种可穿戴设备示意图。

所述可穿戴设备在图1结构的基础上增加了***模块组105。

***模块组105包括：输入模块，输出模块，传感模块和电源管理模块中的至少一个。

其中，传感模块用于对环境特征进行量化采集，例如，获得环境中的重力加速度变化情况、温度变化情况、速度变化、气压变化情况等。进一步地，传感模块还用于对生物特征值进行采集、检测，例如：采集并检测人体的血压、血流、血糖、心跳等生物特征向量。

输入模块和输出模块用于与外界进行人机交互。其中，输入模块包括键盘、按钮、触控屏或语音输入设备。输出模块包括显示器、音频播报装置。

电源管理模块，用于控制各模块的电量使用情况，合理分配电力输出。

上述***模块可以在主控模块控制下，独立执行相应功能；也可以在主控模块控制下，配合安全模块完成对应的功能。

***模块组在主控模块控制下，独立执行相应功能包括：显示通信设备通过通讯模块传来的信息，如：短信或时间提醒信息；或者作为传感模块，采集环境特征信息和生物特征信息；或者协调可穿戴设备各模块的电力使用。

***模块组在主控模块控制下，配合安全模块完成对应的功能，网银U盾模式下具体为：配合安全模块的功能进行密码显示输出，并由用户通过键盘或按钮输入；移动支付模式下具体为：通讯模块用于与近场通讯天线进行数据交互，安全模块结合从通讯模块获取的信息进行安全认证，并在安全认证通过后将交易信息进行处理后提供给主控模块，主控模块将交易结果在可穿戴设备的显示模块上(例如眼镜当中所设置的显示屏或者手表的显示屏)进行显示。

需要特别指出的是：上述***模块的功能也可以在主控模块中实现。例如：主控模块可以独立采集并监测环境指标和人体健康指标。具体地说，主控模块可以采集和监测气温、气压等环境指标；也可以作为计步器或血压器采集和监测人体的健康状况。

另外，针对主控模块集成在通讯模块或安全模块中的情形，***模块组的工作机制为：

一种情况下，当安全模块和主控模块集成在一起时，***模块组在主控模块，即安全模块的控制下工作；

另一种情况下，当通讯模块和主控模块集成在一起时，***模块在通讯模块的控制下工作，仅针对通讯模块发来的指令进行处理，并且，将获得的指令发给通讯模块加以控制。

还可进一步结合具体应用的需要，对所述通讯模块进行扩展，扩展后的通讯模块包括下面几种形态：

形态一、扩展的通讯模块。该扩展的通讯模块主要是在原有的通讯模块基础上增加信号处理电路、数据解析单元或微控制器。扩展后的通讯模块可以通过音频、蓝牙、NFC、WIFI、声波等通信技术进行数据交互，也可以实现接触或非接触读卡的数据交互，从而在IC卡支付过程中通过该通讯模块实现例如安全认证的信息交互。

形态二、通讯模块为具有高端微控制器的通讯模块，该高端微控制器用来支持较多的通信应用，如音频、蓝牙、NFC、WIFI、声波等。

实施例2

本发明实施例公开了实施例1中可穿戴设备的工作方法，具体包括：

可穿戴设备的主控模块控制安全模块进行操作；或者可穿戴设备的主控模块控制***模块执行操作。

具体地，***模块包括：传感模块、输出模块、输入模块和电源管理模块中的至少一个。其中，传感模块用于采集、监测生物特征信息；或采集、量化环境特征；或兼具上述两个功能。输入模块具体为键盘、按钮、触控屏或语音输入设备，输出模块为显示模块、音频播报模块等。相应地，主控模块控制***模块执行的操作为：数据采集/提取、数据显示、数据输入和电力资源分配。

例如：通过传感模块获得环境参数，并在可穿戴设备的显示模块上加以显示。具体而言，比较常见的是通过获得速度等参数，实现计步器的功能。当然，也可以获得重力变化、温度、气压变化等其他环境参数，并在显示模块上加以显示。

可穿戴设备的主控模块控制***模块执行操作具体为：可穿戴设备的主控模块控制传感模块采集并监测环境信息和人体健康信息、并控制输出模块输出这些信息；可穿戴设备的主控模块控制电源管理模块动态分配电力资源并显示电能使用情况等等。同样需要注意：可穿戴设备的主控模块可以独立完成上述***模块的功能，具体内容同上，此处不再赘述。

可穿戴设备的主控模块控制安全模块执行数据操作具体包括：主控模块直接控制安全模块进行余额查询或安全数据存储等操作。

可穿戴设备的主控模块控制安全模块执行操作具体包括：主控模块控制安全模块对通讯模块发来的数据请求进行处理，并控制安全模块通过通讯模块返回处理结果给外部终端，具体为：

S301，可穿戴设备的主控模块控制通讯模块接收外部终端发送的数据请求，并控制通讯模块将该数据请求转发给安全模块。

外部终端为通信设备时，可穿戴设备和通信设备以蓝牙方式交互，可穿戴设备的通讯模块为蓝牙模块。通信设备包括：电脑、手机、PAD、智能网关、电视等。相应地，外部终端发送的数据请求类型包括：远程交易请求，应用管理请求、数据加解密请求，安全存储请求，安全认证，身份识别和签名操作请求。

其中，远程交易请求适用于实施例1的安全模块用作电子钱包功能的场景；安全存储请求和应用管理请求适用于实施例1的安全模块管理其内应用的场景；数据加解密、安全存储、安全认证、身份识别和签名操作请求适用于实施例1的安全模块用作U盾的场景。

外部终端为读卡设备(如：POS机)时，可穿戴设备和外部终端以非接触近场通讯方式交互，执行移动支付功能，可穿戴设备的通讯模块为非接触近场通讯模块。相应地，外部终端发送的数据请求类型包括：近场交易请求、身份识别、交易支付、充值、余额查询等等。

S302，安全模块根据接收到的数据请求的类型执行相应的数据操作。

执行相应的数据操作，具体为针对步骤S301中的数据请求执行操作。如针对远程交易请求，安全模块执行交易认证和交易操作；针对应用管理请求，数据操作为安全模块执行应用的更新、删除和加载；针对网银交易中的数据加解密请求、安全存储请求、安全认证请求和签名操作请求，上述数据操作为：安全模块存储网银证书及密钥，对交易数据进行加解密、执行签名操作并对用户身份进行认证。针对近场交易请求、身份识别和交易支付、充值和余额查询请求，相应的数据操作为：执行身份识别、交易支付、充值和余额查询。

具体地：

(一)针对外部终端为通信设备的情况：通信设备发送的数据请求类型如步骤S301所列，此处不再赘述。可穿戴设备的安全模块执行网银U盾功能时，经由通讯模块、通过通信设备实现后台服务器对其的身份认证、交易认证；并根据交易要求，执行安全存储、数据加解密和交易操作，并将操作结果经由通讯模块、通过通信设备返回给服务器。

可穿戴设备的安全模块执行应用管理功能时，通过通讯模块接收通信设备发送的应用更新、加载或删除请求，相应的数据操作为安全模块加载、更新或删除请求的应用。

可穿戴设备的安全模块执行电子钱包功能时，通过通讯模块接收通信设备转发的后台资金账户圈存认证请求，相应的数据操作为接收后台资金账户转入的电子资金。

可穿戴设备的安全模块执行网银U盾功能时，

(1)所述数据请求为安全认证请求时，所述安全模块经由通讯模块接收通信设备转发的后台服务器的认证请求，根据认证请求进行相应的数据操作包括：

所述安全模块对所述安全认证请求对应的数据进行安全认证，当认证通过后，通过所述通讯模块、经由通信设备返回认证结果给服务器。

(2)所述数据请求为交易处理请求时，所述安全模块接收交易处理请求，进行相应的数据操作包括：

所述安全模块接收上述交易处理请求，对该交易处理请求对应的交易数据进行认证，认证通过后，针对交易数据完成交易操作。可选的，完成交易处理后，主控模块控制安全模块将交易结果在所述可穿戴设备的显示模块上显示出来；或者将交易结果通过音频播报模块播放出来。

安全模块执行网银U盾功能时进行数据处理的其它操作参见前述(一)上面的内容。

(二)针对外部终端为读卡设备(如：POS机)的情况，上述可穿戴设备的工作方法为：可穿戴设备的主控模块控制通讯模块以非接触近场支付方式接收读卡设备发送的数据请求，并控制通讯模块将该数据请求转发给安全模块，再控制安全模块执行与读卡设备的相互认证，及小额消费功能。进一步地，可穿戴设备中的***模块(具体为显示输出模块)可以将安全模块扣费后的余额显示出来。该场景下，读卡设备发送的数据请求包括：身份识别请求、近场支付请求、充值请求及余额查询请求等等。相应地，返回的处理结果为身份设备是否成功信息、支付信息、充值信息和余额信息等等。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行修改和等同替换，这些修改和等同替换也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种可穿戴设备，包括可穿戴设备本体，其特征在于，还包括位于所述可穿戴设备本体上的主控模块、安全模块和通讯模块；

所述安全模块，用于在主控模块控制下，执行信息安全操作；

所述通讯模块，用于在主控模块控制下，与外部终端进行通讯交互。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述主控模块还用于无效或启用所述安全模块；所述主控模块控制安全模块进行应用管理。

3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述安全模块为安全芯片。

4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述外部终端为通信设备，相应地，所述通讯模块包括蓝牙通讯单元。

5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，所述外部终端还包括读卡设备，相应地，所述通讯模块还包括非接触近场通讯单元。

6.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述外部终端为读卡设备，所述通讯模块包括非接触近场通讯单元。

7.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述设备还包括位于可穿戴设备本体上、与所述主控模块相连的***模块，所述***模块为传感模块、输出模块、输入模块和电源管理模块中的至少一个，所述输出模块包括显示模块、音频播报模块；所述输入模块包括键盘、按钮、触控屏或者语音输入设备。

8.根据权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述传感模块包括生物特征采集监测单元；和/或环境特征采集量化单元。

9.根据权利要求7或8所述的可穿戴设备，其特征在于，所述主控模块集成有***模块的功能。

10.根据权利要求1或2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述主控模块集成在所述通讯模块中。

11.根据权利要求1或2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述主控模块集成在所述安全模块中。

12.一种可穿戴设备的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：权利要求1-11所述可穿戴设备的主控模块控制安全模块或***模块进行操作。

13.根据权利要求12所述的工作方法，其特征在于，所述工作方法还包括，所述可穿戴设备的主控模块无效或启用安全模块。

14.根据权利要求12所述的工作方法，其特征在于，所述可穿戴设备的主控模块控制安全模块进行操作为：主控模块控制安全模块进行数据操作；或者主控模块控制安全模块根据通讯模块发来的数据请求进行操作。

15.根据权利要求14所述的工作方法，其特征在于，所述数据请求的类型包括近场交易请求，远程交易请求，应用管理请求、数据加解密请求，安全存储请求，安全认证，身份识别和签名操作请求。

16.根据权利要求12所述的工作方法，其特征在于，所述***模块为传感模块、输出模块、输入模块和电源管理模块中的至少一个，所述输出模块包括显示模块、音频播报模块；所述输入模块包括键盘、按钮、触控屏或者语音输入设备。