CN108334920A - 一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法 - Google Patents

一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法 Download PDF

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Abstract

一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法,该复合智能卡通过复合天线单元感应磁场,借助磁场检测单元和无线充电单元分别获得磁场的场强和电能,控制单元依据得到的检测信号控制储能单元的充放电状态,使得复合智能卡具备了场强的检测能力,提高复合智能卡在读卡时的识别率,避免了读卡器功率低或读卡盲区导致的漏读卡问题。该供电管理方法限制复合智能卡感应到足够场强时才唤醒控制单元进行工作,在判断储能单元低电能时才为储能单元进行无线充电,使得复合智能卡达到供电稳定状态,优化电能的配置过程,避免储能单元因连续充放电而降低使用寿命,进而为有效地高频通信提高条件。

Description

一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法
技术领域
本发明涉及复合卡,具体涉及一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电处理方法。
背景技术
复合卡是目前国内技术含量最高,功能最齐全的智能感应卡类之一。其主要特点是“一卡多用”,既具有磁条卡优势,也具有IC卡特点。采用接触/非接触设计,可通过射频模式直接扣款,具有安全、方便、耐磨、快捷的特点。目前,复合卡集低成本、可移动、分布广泛、高安全、可迅速扩充等特性于一身,是数据存储及流动的一种独特方式,见图1,复合卡(Card)多应用在停车场、高速公路收费站、商业门禁等场景,在信息的存储、处理及传递过程中有着不可替代的作用,其便捷、安全的应用特性是其它网络设备无法具备的。
复合卡具有体积小巧、便携的优点,其内部往往设计有多种高频集成电路和电量存储部件,交易过程的频繁使用会增加其电量储能器件的耗电量,连续无线充电状态会引起过度充电的问题,从而缩短卡片的使用寿命,而低电量状态的充电恢复过程又会增加复合卡与读卡器的感应时间,进而使得复合卡电量存储容量小、充电不方便的问题逐渐凸显。特别的,在出***易过程中,由于频繁打开射频时耗电量较大,迫使卡片电量低于阈值,交易异常中断,出现无法扣款或重复扣款的情形。此外,复合卡距离读卡器较远或放置在读卡器盲区时,卡片的高频接收端接收到读卡器发射信号强度较弱,卡片以同样路径返回数据至读卡器接收端时,此时较差的信号信噪比会导致读卡器的接收端无法正常解析得到数据,还会造成卡片内部存储的数据丢失或者卡片持续等待超时的问题。基于现有复合卡的供电方面的缺点,需要在卡片端施与相应的辅助技术以解决此类问题。
目前,针对现有复合卡的供电方案主要有:(1)单个天线+纽扣电池的一次性卡片方案,这种方案使得卡片的结构简单、成本低,但也存在寿命短、不可重复利用的缺陷;(2)两个或者两个以上的天线+锂电池太阳能充电方案,这种方案使得卡片的结构复杂、成本高且存在多个天线相互干扰的问题;(3)两个或两个以上的天线+无线充电方案,这种方案使得天线结构复杂、射频功率高、电池电量消耗快、且存在无线直充寿命短以及无低电保护失败率高的问题。
发明内容
为解决上述的问题,本发明提供了一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法。
根据第一方面,本申请公开了一种用于车辆收费的复合智能卡,包括:
复合天线单元,用于感应磁场;
磁场检测单元,与所述复合天线单元连接,用于检测磁场的场强以及输出检测信号;
无线充电单元,与所述复合天线单元连接,用于接收无线传送的电能;
储能单元,与所述无线充电单元连接,用于存储电能;
控制单元,用于根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程。
所述复合天线单元包括:高频天线和低频天线;所述高频天线用于感应高频磁场的场强,用于高频通信;所述低频天线用于电感耦合低频磁场的电能。
所述磁场检测单元包括:强高频磁场检测单元和弱高频磁场检测单元;所述强高频磁场检测单元包括强高频磁场检测电路,用于在所述高频天线感应到大于等于第一强度的高频磁场的场强时产生第一电平;所述弱高频磁场检测单元包括弱高频磁场检测电路,用于在所述高频天线感应到大于等于第二强度的高频磁场的场强时产生第一电平,所述第一强度大于第二强度。
所述强高频磁场检测单元还包括分压电路,用于接收到所述强高频磁场检测电路产生的第一电平后,发送给所述控制单元,用于唤醒和/或初始化所述控制单元。
所述弱高频磁场检测单元还包括AD转换电路,用于接收到所述弱高频磁场检测电路产生的第一电平后,向所述控制单元发送信号,控制单元接收到该信号、且接收到所述强高频磁场检测单元产生的第二电平时,唤醒并进行异常提醒。
所述无线充电单元包括控制开关,所述控制开关的控制端与所述磁场检测单元和所述控制单元连接,用于在所述磁场检测单元唤醒所述控制单元时打开对应开关并为所述控制单元供电,和/或用于在所述控制单元判断所述储能单元低于一定的电能时打开对应开关,为所述储能器件、所述控制单元供电。
根据第二方面,本申请公开了一种用于复合智能卡的供电管理方法,所述复合智能卡包括上述的复合智能卡,所述方法包括:
感应磁场;
根据磁场的场强获取检测信号;
根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程。
所述感应磁场,包括感应高频磁场的场强,具体包括:所述强高频磁场检测单元的强高频磁场检测电路在所述高频天线感应到大于或等于第一强度的高频磁场的场强时产生第一电平,所述弱高频磁场检测单元的弱高频磁场检测电路在所述高频天线感应到大于或等于第二强度的高频磁场的场强时产生第二电平,所述第一强度大于第二强度。
所述根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程,包括:在所述磁场检测单元唤醒所述控制单元时打开对应开关并为所述控制单元供电,和/或在所述控制单元判断所述储能单元低电能时打开对应开关,为所述储能器件、所述控制单元供电。
控制单元唤醒后,还包括高频通信的步骤:
获取读卡器发出的Require指令;
根据所述Require指令回复卡片数据;
判断是否收到所述读卡器回复的ACK指令,若是,则所述控制单元进入休眠模式,反之,则根据所述磁场检测单元的检测信号判断是否存在场强标志;
若存在场强标志,则根据所述Require指令多次回复卡片数据直至收到所述读卡器回复的ACK指令,反之,则所述控制单元进入休眠模式。
依据上述实施例的一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法,该复合智能卡通过复合天线单元感应磁场,借助磁场检测单元和无线充电单元分别获得磁场的场强和电能,控制单元依据得到的检测信号控制储能单元的充放电状态。该供电管理方法限制复合智能卡感应到足够场强时(即位于读卡有效区域时)才唤醒控制单元进行工作,在判断储能单元低电能时才为储能单元进行无线充电。所提供的装置及管理方法,一方面,由于采用磁场检测单元使得复合智能卡具备了场强的检测能力,提高复合智能卡在读卡时的识别率,避免了读卡器功率低或读卡盲区导致的漏读卡问题,为实现供电管理控制提供了判断依据;另一方面,依据外部场强和内部电能控制复合智能卡的供电状态,使得复合智能卡达到供电稳定状态,优化电能的配置过程,避免储能单元因连续充放电而降低使用寿命,进而为有效地高频通信提高条件;双路高频磁场检测场强;此外,提供的复合智能卡的集成度高,功能强大,具有智能、便携、多场合的应用特点。
附图说明
图1为现有复合卡的应用示意图;
图2为实施例一复合智能卡的结构示意图;
图3为实施例一复合智能卡的结构详图;
图4为实施例二复合智能卡供电管理方法的流程示意图;
图5为无线充电过程的流程示意图;
图6为高频通信过程的流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一、本发明公开了一种用于车辆收费的复合智能卡,请参考图2和图3。该复合智能卡包括:复合天线单元11、磁场检测单元13、无线充电单元15、储能单元19和控制单元17。下面分别说明。
复合天线单元11用于感应磁场,其可包括高频天线111和低频天线112。高频天线111用于感应高频磁场的场强,用于高频通信,而低频天线112用于电感耦合低频磁场的电能。这里的磁场是由RF读卡器A1(即射频读卡器)发出的射频信号形成的,该RF读卡器A1为现有技术,通常包括低频发射模块A11和高频发射模块A12,前者用于发出低频(小于13.56MHz,例如本实施例采用3MHZ的电信号)信号并形成低频磁场以无线传输电能,后者用于发出高频(大于等于13.56MHz)信号并形成高频磁场以进行高频通讯。
磁场检测单元13与所述复合天线单元11的高频天线111连接,用于检测磁场的场强以及输出检测信号。请参见图3,磁场检测单元13包括强高频磁场检测单131和弱高频磁场检测单元132,两者分别说明如下。
本实施例的强高频磁场检测单元131可包括强高频磁场检测电路1311和分压电路1312,强高频磁场检测电路1311用于在高频天线111感应到大于等于第一强度的高频磁场的场强时(该第一场强通常在复合智能卡A0靠近并进入RF读卡器A1的有效高频磁场内产生,是预设的可安全通信的场强阈值)触发产生第一电平(优选地,该第一电平采用高电平形式,这里的高电平是指常规处理器的管脚所能识别的电平标准),该第一电平经过分压电路1312时向控制单元17输出两路强高频检测信号(该强高频检测信号可为控制单元17的信号引脚识别的高电平),一路用于唤醒控制单元17,另一路用于初始化控制单元17。高频天线111越靠近高频磁场其产生的感应电信号越强烈,当强高频磁场检测电路1311检测到该感应电信号超过自身设定的有效测量阈值时就会触发产生第一电平,该强高频磁场检测电路1311为全波整流电路或半波整流电路等类似的AC-DC转换电路,为现有技术,因此不再详细说明。分压电路1312可将输入的电信号转化为两个或多个不同电压值的电信号以供输出,此外,分压电路1312还包括一稳压电路,该稳压电路用于稳定分压电路1312的多路输出电信号的电压以适应控制单元17对输入信号的电压要求。在有些实施例中,强高频磁场检测单元131仅包括强高频磁场检测电路1311,直接输出一路第一电平给控制单元17。
弱高频磁场检测单元132可包括弱高频磁场检测电路1321和AD转换电路1322,弱高频磁场检测电路1321用于在高频天线111感应到大于等于第二强度的高频磁场的场强时(该第二强度通常在复合智能卡A0即将进入RF读卡器A1的有效高频磁场内时产生,是预设的基本满足通信要求的场强阈值,该第二场强小于强高频磁场检测单元131中设定的第一场强)触发第一电平(该第一电平可采用与强高频磁场检测电路1311产生的第一电平相同的或者不相同的高电平形式,具体电平参数由实际的电路硬件决定,这里不进行限制),该第一电平经过所述AD转换电路1322时向控制单元17输出弱高频检测信号(该弱高频检测信号可为控制单元17的信号引脚识别的高电平),控制单元17接收该弱高频检测信号、且在强高频磁场检测单元131产生第二电平时(优选地,该第二电平采用与高电平相对应的低电平,这里设定强高频磁场检测单元131在超时未产生第一电平时就产生了第二电平),唤醒控制单元17并进行异常提醒。此外,控制单元17可根据该弱高频检测信号计算高频磁场的场强的大小以判断感应距离。当弱高频磁场检测电路1321检测到来自高频天线111的感应电信号超过自身设定的第二场强时就会触发产生第一电平,该弱高频磁场检测电路1321相比强高频磁场检测电路1311具有更高的灵敏度,可在较弱的感应电信号下被触发,其高灵敏的场强检测集成电路,为现有技术,因此不在详细说明。AD转换电路1322为常见的模数转换电路或者AD芯片,这里不对其进行限制。
弱高频磁场检测单元132还可包括CPC安全芯片(图中未标记),该CPC安全芯片优选地设于弱高频磁场检测电路1321中,用于参与高频通信的过程,对通讯数据有收发、管理和保护作用,并且,用于控制高频天线111进行高频通信工作。
无线充电单元1511与复合天线单元11的低频天线112连接,用于获取低频磁场的电能,无线充电单元1511包括无线充电IC151和稳压电路152。无线充电IC151与低频天线111连接,用于将低频天线111电感耦合到的电能转换为直流电能以输送至稳压电路152。稳压电路152用于稳定直流电能的电压并供电给其它用电器件,优选地,供电给控制单元17、储能单元19。无线充电单元15还包括控制开关(图中未标记),这些控制开关为微电子开关,优选地设置在稳压电路152的输出端,控制开关的控制端与磁场检测单元13中的分压电路1312和控制单元17连接,用于在磁场检测单元13唤醒控制单元17时打开对应开关并为控制单元17供电(该对应开关通往控制单元17的线路上的开关),和/或用于在控制单元17判断储能单元19低电能(这里的低电能是指低于一定电能的电量状态的统称,优选地将低电能的阈值设定为一次高频通信交易过程中复合智能卡A0所需要的最低电能消耗)控制触发时打开对应开关(该对应开关是指分别通往储能器件19、控制单元17和CPC安全芯片的线路上的开关),为储能器件19、控制单元17和CPC安全芯片供电。
控制单元17用于根据磁场检测单元13的检测信号控制无线充电单元15对储能单元19的充电过程。在一具体实施例中,控制单元17可为MCU、单片机等处理器件,其在未唤醒前会处于休眠状态,在被电信号唤醒之后将脱离休眠状态并开始初始化,在由其它电信号作用时将加快初始化的进程以瞬间完成初始化,由于控制单元17为常见的处理器件,其唤醒和初始化操作均为现有技术,这里不再对唤醒和初始化的机理进行详细说明。
进一步地,复合智能卡A0还包括提示单元18,见图3,提示单元18与控制单元17连接,用于在控制单元17判断储能单元19低电能时,或者判断磁场检测单元13检测到的场强低于第二强度时,发出提示信息。在一具体实施例中,控制单元17判断弱高频磁场检测单元13检测到高频磁场的场强低于第二场强时(即复合智能卡A0处于无效高频磁场区域或者远离RF读卡器A1时,这里的无效高频磁场区域指实际中的读卡盲区),发出提示信息。这里的提示单元18可包括具有声、光或震动等类型的电子器件,诸如蜂鸣器、LED灯、电子屏幕、震动马达等,这里不对提示单元13的具体结构以及具体提示内容做限制。
在本实施例中,强高频磁场检测单元131在检测到高频磁场的场强超过第一强度时向控制单元17输出高电平的强高频检测信号(该强高频检测信号由第一电平触发得到),反之,输出低电平检测信号(该低电平检测信号由第二电平触发得到);弱高频磁场检测单元132在检测到高频磁场的场强超过第二强度时向控制单元17输出高电平的弱高频检测信号(该弱高频检测信号由第一电平触发得到),反之,输出低电平检测信号。(1)当强高频磁场检测单元131和弱高频磁场检测单元132均输出高电平的检测信号时,表明复合智能卡A0进入有效的高频磁场区域,可进行安全地读卡操作,控制单元17根据强高频磁场检测单元131输出的强高频检测信号唤醒并瞬时初始化,同时接收来自无线充电单元15的电能,进而使得控制单元17进入正常工作状态;此后,判断储能单元19为低电能,则控制无线充电单元15为储能单元19、控制单元供电,提供电能以维持当前一次高频通信的电能消耗,控制提示单元13进行低电能提醒,直至储能单元19充电饱和,判断储能单元19的电量充足,则关闭无线充电单元15,使储能单元19对***供电。(2)当强高频磁场检测单元131输出低电平的检测信号,而弱高频磁场检测单元132输出高电平的检测信号时,表明复合智能卡A0处于较差读卡位置或者读卡盲区,存在高频通讯风险,可能出现低电能或通信数据丢失的情形,控制单元17根据弱高频磁场检测单元132输出的弱高频检测信号唤醒,并由储能单元19供电,进而使得控制单元17进入正常工作状态;控制单元19根据弱高频检测信号判断此时高频磁场的场强大小,查询内部预设的异常列表,判断此场强状态下的异常等级,根据得到的异常等级控制提示单元18发出相应的提醒,避免弱磁场下出现强行高频通信的情形。(3)当强高频磁场检测单元131和弱高频磁场检测单元132均输出低电平检测信号时,表明复合智能卡A0处于非常差的读卡位置,不能进行读卡操作,因此,两者输出的低电平信号均不能唤醒控制单元17,也无法实现复合智能卡A0和RF读卡器A1之间的高频通信功能。
实施例二、相应地,本申请还提出一种用于复合智能卡的供电管理方法,如图4所示,其包括步骤S21-S23。
S21,感应磁场。在复合智能卡A0靠近RF读卡器A1时,复合天线单元11感应到磁场,高频天线111感应到高频发射模块A12的射频信号形成的高频磁场,低频天线112感应到低频发射模块A11的射频信号形成的低频磁场。
S22,获取关于场强的检测信号。场强检测单元13从高频天线111得到感应电信号,强高频磁场检测单元131接收该感应电信号并在高频天线111感应到大于等于第一强度的高频磁场的场强时触发产生强高频检测信号,用于唤醒、初始化控制单元17。同时,分压电路1312向稳压电路152输出一使能信号EN,以控制稳压电路打开通向控制单元17的控制开关,使得控制单元17得到来自无线充电IC151的电能。
弱高频磁场检测单元132接收感应电信号并在高频天线111感应到大于等于第二强度的高频磁场的场强时产生弱高频检测信号到达控制单元17,该弱高频检测信号可为控制单元17的信号引脚识别其电压值的数字高电平信号。在一具体实施例中,在强高频磁场检测单元131超时未产生第一电平来唤醒控制单元17的情形下(即复合智能卡处于大于等于第二场强,且小于第一场强的检测情形下),弱高频磁场检测单元132产生的弱高频检测信号将唤醒控制单元17,以达到复合智能卡A0与RF读卡器A1较远距离时控制单元17仍能够正常工作的目的。
S23,根据检测信号控制无线充电过程。控制单元17接收来自强高频磁场检测单元131的强高频检测信号或者来自弱高频磁场检测单元132的弱高频检测信号,根据这些信号判断进行无线充电并控制无线充电单元15对储能单元19的充电过程,以及判断复合智能卡A0与RF读卡器A1之间的磁场感应状态以控制高频通讯过程。
其中,步骤S23包括无线充电方法和高频通信方法,下面将对两种方法进行说明,分别如图5和图6。
请参考图5,无线充电方法的具体步骤包括:
S230,利用磁场检测单元13输出的检测信号判断控制单元17触发状态,若控制单元17被强高频磁场检测单元131产生的强高频检测信号触发时则进入步骤S231,若控制单元17被弱高频磁场检测单元132产生的弱高频检测信号触发时则进入步骤S237。同时,无线充电IC151借助低频天线112从低频磁场获得电能。
S231,利用强高频检测信号唤醒控制单元17并使得控制单元17进入正常工作状态,具体过程可参考实施例一。
S232,控制单元17通过连接线路检测储能单元19的电量状态,当判断储能单元19为低电能时,进入步骤S233,若否,则进入步骤S239。这里的低电能是指储能单元19可对外输出电能的最小值,优选地以完成一次高频通信所需的最低电能消耗量。
S233,控制单元17通过控制线控制稳压电路152中的相应控制开关为打开状态,使得无线充电IC151输出的电能到达储能单元19和弱高频磁场检测电路1321中的CPC安全芯片以进行输电,同时保持无线充电IC151为控制单元17输电。此时,储能单元19为充电状态,CPC安全芯片和控制单元17为正常工作状态。直至储能单元19充满电后,控制相应的控制开关关闭,改由储能单元19为控制单元17和CPC安全芯片供电。
在一具体实施例中,控制单元17检测到储能单元19为低电能时,控制提示单元18进行声/光的低电能提示,以提醒用户应保持充电状态以及存在因供电引起的通信风险。
S234,控制单元17通过相应信号引脚检测弱高频检测信号的电压值以判断此时的高频磁场的场强(等同于判断复合智能卡A0与RF读卡器A1的感应距离)。
S235,控制单元17根据场强的检测值判断高频磁场的场强是否低于场强阈值,并将判断结果作为高频磁场的场强标志,若场强标志存在(即低于该场强阈值时),则进入步骤S236,若否,则进入步骤S24。该场强阈值是指安全高频通信的最低场强要求,可以是与第二场强相同的值,也可以是用户自定义的其它场强值,低于该场强阈值时通信信号的信噪比较差,会引起通信不稳定甚至通信数据丢失的情况。
S236,控制单元17控制提示单元19进行异常提示。在一具体实施例中,该异常提示的内容可与步骤S233中的低电能提示内容不一样,以提醒用户复合智能卡A0与RF读卡器A1的感应强度未达到要求,存在高频通信风险。
S237,利用弱高频检测单元132的弱高频检测信号唤醒控制单元17并使其处于正常工作状态,具体过程可参考实施例一。
S238,控制单元17判断其被弱高频检测信号触发后,根据弱高频检测信号的电压值判别此时高频磁场的场强大小,查询内部预设的异常列表,判断此场强状态下的异常等级,根据已得到的异常等级进入步骤S236。
S239,在判断储能单元19不为低电能时进入此步骤,打开储能单元19的对外输电控制开关,开始为控制单元17和弱高频磁场检测电路1321中的CPC安全芯片进行供电,同时,控制单元17控制稳压电路152关闭通往控制单元17的控制开关以切断无线充电IC151对外输出电能。
S24,此时,控制单元17已被唤醒,启动高频通信控制单元17利用弱高频磁场检测电路1321中的CPC安全芯片以无线通信的方式与RF读卡器A1交互数据,从而实现数据收发和交易过程。
请参考图6,高频通信方法的具体步骤如下:
S240,接收RF读卡器A1发出的Require指令,通常情况下,RF读卡器A1会一直处于射频发射状态以持续对外发送Require指令。
S241,处于工作状态时的控制单元17借助高频天线111接收到Require指令,并向RF读卡器A1回复卡片数据,该卡片数据为复合智能卡A0的特有数据,通常存储在控制单元17的存储器中。
S242,判断RF读卡器A1是否向复合智能卡A0回复ACK指令以确认RF读卡器是否收到卡片数据,若控制单元17收到ACK指令,则进入步骤S247,若未收到,则进入步骤S243。
S243,控制单元17通过弱高频检测单元132的弱高频检测信号确定此时的高频磁场的场强,将检测值与自身场强阈值比较以生成场强标志,具体过程可参考步骤S235。
S244,控制单元17判断是否存在场强标志(即判断复合智能卡A0是否在有效的高频磁场区域内),若是,则进入步骤S245,反之,则进入步骤S246。
S245,重复执行步骤S241至步骤S245,控制单元17多次向RF读卡器A1重发卡片数据,直至收到ACK指令时进入步骤S247,或者检测到无场强标志时进入步骤S246,或者循环多次超时时进入步骤S246。
S246,控制单元17启动休眠程序,控制单元17清除高频通信过程中的交易信息,进入休眠状态。
S247,控制单元17接收到ACK指令以确认卡片数据被RF读卡器A1正常接收,进而确认完成交易。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种用于车辆收费的复合智能卡,其特征在于,包括:
复合天线单元,用于感应磁场;
磁场检测单元,与所述复合天线单元连接,用于检测磁场的场强,以输出检测信号;
无线充电单元,与所述复合天线单元连接,用于接收无线传送的电能;
储能单元,与所述无线充电单元连接,用于存储电能;
控制单元,用于根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程。
2.如权利要求1所述的复合智能卡,其特征在于,所述复合天线单元包括:高频天线和低频天线;
所述高频天线用于感应高频磁场的场强,用于高频通信;
所述低频天线用于电感耦合低频磁场的电能。
3.如权利要求2所述的复合智能卡,其特征在于,所述磁场检测单元包括:强高频磁场检测单元和弱高频磁场检测单元;
所述强高频磁场检测单元包括强高频磁场检测电路,用于在所述高频天线感应到大于等于第一强度的高频磁场的场强时产生第一电平;
所述弱高频磁场检测单元包括弱高频磁场检测电路,用于在所述高频天线感应到大于等于第二强度的高频磁场的场强时产生第一电平,所述第一强度大于第二强度。
4.如权利要求3所述的复合智能卡,其特征在于,
所述强高频磁场检测单元还包括分压电路,用于接收到所述强高频磁场检测电路产生的第一电平后,发送给所述控制单元,用于唤醒和/或初始化所述控制单元。
5.如权利要求3所述的复合智能卡,其特征在于,
所述弱高频磁场检测单元还包括AD转换电路,用于接收到所述弱高频磁场检测电路产生的第一电平后,向所述控制单元发送信号,所述控制单元接收到该信号、且接收到所述强高频磁场检测单元产生的第二电平时,唤醒并进行异常提醒。
6.如权利要求1-5所述的复合智能卡,其特征在于,所述无线充电单元包括控制开关,所述控制开关的控制端与所述磁场检测单元和所述控制单元连接,用于在所述磁场检测单元唤醒所述控制单元时打开对应开关并为所述控制单元供电,和/或用于在所述控制单元判断所述储能单元低于一定的电能时打开对应开关,为所述储能器件、所述控制单元供电。
7.一种用于复合智能卡的供电管理方法,所述复合智能卡包括权利要求1-6任一项所述的复合智能卡,其特征在于,所述方法包括:
感应磁场;
根据磁场的场强获取检测信号;
根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程。
8.如权利要求7所述的供电管理方法,其特征在于,所述感应磁场,包括感应高频磁场的场强,具体包括:所述强高频磁场检测单元的强高频磁场检测电路在所述高频天线感应到大于或等于第一强度的高频磁场的场强时产生第一电平,所述弱高频磁场检测单元的弱高频磁场检测电路在所述高频天线感应到大于或等于第二强度的高频磁场的场强时产生第二电平,所述第一强度大于第二强度。
9.如权利要求8所述的供电管理方法,其特征在于,所述根据所述检测信号控制所述无线充电单元对所述储能单元的充电过程,包括:在所述磁场检测单元唤醒所述控制单元时打开对应开关并为所述控制单元供电,和/或在所述控制单元判断所述储能单元低电能时打开对应开关,为所述储能器件、所述控制单元供电。
10.如权利要求9所述的供电管理方法,其特征在于,控制单元唤醒后,还包括高频通信的步骤:
获取读卡器发出的Require指令;
根据所述Require指令回复卡片数据;
判断是否收到所述读卡器回复的ACK指令,若是,则所述控制单元进入休眠模式,反之,则根据所述磁场检测单元的检测信号判断是否存在场强标志;
若存在场强标志,则根据所述Require指令多次回复卡片数据直至收到所述读卡器回复的ACK指令,反之,则所述控制单元进入休眠模式。
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