用于确保无线移动通信装置的安全NFC功能的方法和具有安全NFC功能的无线移动通信装置

摘要

本发明提出了一种用于确保无线移动通信装置的安全NFC功能的方法，包括以下步骤：检测第一能源(1)的电荷状态，所述第一能源提供用于操作无线移动通信装置的电压(S1)；如果检测到的第一能源(1)的电荷状态下降到阈值以下，断开第一能源并且接通第二能源(2)(S2)；如果接收到外部NFC信号，检测第二能源(2)的电荷状态(S3)；以及如果检测到的第二能源(2)的电荷状态低于阈值，通过接收到的NFC信号引起的电压对第二能源进行充电以允许至少一次NFC交易(S4)。另外，本发明还提出了一种具有安全NFC功能的无线移动通信装置，所述装置总是准备好对于至少安全NFC功能的操作。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确保无线移动通信装置的NFC功能的方法。

本发明还涉及一种具有通过这种方法操作的安全NFC功能的无线移动通信装置。

背景技术

根据非接触识别和网络技术的组合，近场通信(NFC)是一种是能够实现电子装置之间的方便短距通信的无线互连技术。NFC是一种非常短距离的无线技术，用于按照厘米测量的距离，并且优化用于各种装置之间直觉的、容易的并且安全的通信，无需用户配置。为了在两个装置之间进行通信，用户使他们紧密接近，或者甚至使他们接触。装置的NFC接口将自动地连接，并且对它们进行配置以形成对等网络。

NFC的另外应用是NFC应用与智能卡安全概念的结合，使得装置作用就像具有加密能力的非接触智能卡。该NFC技术可以表示为安全的NFC，并且在ISO 18092、ECMA 340和ECGS 102190中进行了标准化。NFC也可与基于ISO 14443A所广泛建立的非接触智能卡基础结构兼容。

安全的NFC可以被包括在诸如移动电话、PDA等无线移动通信装置中。这意味着保密数据和表示值的数据存储在安全存储区域中，并且总是呆在移动通信装置上。例如，由包括在PDA或移动电话的安全NFC功能执行认证，并且可以使用在移动电话中存储的加密私钥由安全NFC功能对传输的数据进行加密。

将安全NFC功能的具体实现到移动电话等无线移动通信装置中允许移动电话作为例如虚拟存储的交通票的应用，或者作为用于建筑(家庭或办公室)的访问钥匙(access key)，其中票或访问钥匙由移动电话的安全NFC功能来传送，用于准予访问运输装置或建筑。

然而，无线移动通信装置由于其移动特性，必须配备有自主的能源。这种能源通常是可以充电的电池或蓄电池。因此，可以想象的是当到时电池或蓄电池放电时，并不总是确保无线移动通信装置操作的准备就绪。因此，移动电话的NFC功能在需要是可能不是可用的。当然，当用户需要经由安全NFC传输票数据或访问数据以便访问建筑、火车或火车站、实验室等时，这对于用户产生了问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种在第一段中所限定的方法以及在第二段中所限定的无线移动通信装置，其中避免了上述缺点。

为了实现以上目的，提供了一种根据本发明特征的用于确保无线移动通信装置的安全NFC功能的方法，其特征在于，

用于确保无线移动通信装置的NFC功能的方法包括以下步骤：

检测第一能源的电荷状态，所述第一能源提供用于操作无线移动通信装置的电压；

如果检测到第一能源的电荷状态下降到阈值以下，断开第一能源并且接通第二能源；

如果接收到外部NFC信号，检测第二能源的电荷状态；以及

如果检测到的第二能源的电荷状态低于阈值，通过接收到的NFC信号引起的电压对第二能源进行充电以允许至少一次NFC交易(transaction)。

为了实现如上所述目的，提供了一种具有根据本发明特征的安全NFC功能的无线移动通信装置，使得根据本发明的装置的特征在于，

具有NFC功能的无线移动通信装置包括：

天线装置，适合于接收和发送NFC信号；

NFC电路，适合于向无线移动通信装置提供安全NFC功能；

第一能源，适合于为无线移动通信装置提供电能；

第二能源，可与NFC电路相连以向其提供电能；

控制装置，适合于监测第一能源的电荷状态，并且适合于如果监测到的第一能源的电荷状态下降到阈值以下，则断开第一能源并且接通第二能源；

检测装置，适合于检测第二能源的电荷状态；以及

其中第二能源适合于如果检测到的第二能源的电荷状态不够允许至少一次NFC交易，通过天线装置接收到的外部NFC信号引起的电压对所述第二能源进行充电。

根据本发明的特征提供了这样的优点：具有NFC功能的无线移动通信装置对于至少一次NFC功能总是准备好操作。因此，操作具有NFC功能的无线移动通信装置的方法和无线移动通信装置将无线移动通信装置的应用范围扩大到具有诸如票控制系统或房间访问系统之类的安全和控制要求的领域。

根据权利要求2和5的措施提供了这样的优点：在执行NFC交易的同时，无线移动通信装置的主电源附加地蓄电(loaded)。

根据权利要求3的措施提供了这样的优点：无线移动通信装置对于安全NFC功能增强了操作准备。

根据权利要求6的措施提供了这样的优点：快速可实现准备好无线移动通信装置对于(安全)NFC功能的使用状态。

根据权利要求7的措施提供了这样的优点：可以低成本制作的第二能源的有效实现。

根据下文中将要描述的实施例的示例，本发明的上述方面和另外方面是显而易见的，并且将参考实施例的示例进行解释。在下文中将参考实施例的示例更加详细地描述本发明，但是本发明不局限于此。

附图说明

图1按照示意性流程图形式示出了本发明的基本概念；

图2按照方框图形式示出了根据本发明实施例的无线移动通信装置。

具体实施方式

应该理解的是，结合本发明如果提及NFC，包括不必要使用标准NFC的任意短距离无线通信技术。因此，根据本发明的安全NFC功能应该被理解为包括各种协议和ID类型，并且不仅包括RFID。

参考图1，描述了根据第一实施例的无线移动通信装置的安全NFC功能。本方法开始于步骤S1，检测第一能源1的电荷状态，所述第一能源1提供用于操作无线移动通信装置的电压。可以将所述检测包括在第一能源的监测中，可以通过电力管理单元(PMU)来执行。然后将检测到的第一能源1的电荷状态(例如主电池)与预定阈值进行比较。

如果检测到的第一能源1的电荷状态下降到阈值以下，那么断开第一能源1。优选地，将阈值定义为不能够维持无线移动通信装置的总体操作的主电池的电荷状态值。然而，也可以根据待机条件来定义所述阈值。此外，在断开第一能源之后，接通第二能源2，用于维持无线移动通信装置的至少NFC功能。该切换步骤如步骤2所示。

如果具有安全NFC功能的无线移动通信装置接收外部NFC信号，例如RFID读取器的请求而发送ID，检测第二能源2的电荷状态。该步骤如步骤S3所示。

如果检测到的第二能源2的电荷状态在阈值以下，通过外部NFC信号引起的电压对第二能源2充电。优选地，将所述阈值定义为用于允许至少一次NFC交易以应答NFC信号所需的电荷状态值。然而，还可以将所述阈值设定为于多于一次NFC交易相对应的值。本发明意义内的NFC交易是装置的至少一对外部NFC信号和相应的NFC应答信号。充电步骤如步骤S4所示。

通过该方法，当将装置的电源切换到至少向装置的NFC电路提供功率的第二能源时，即使具有必要的操作电压的第一能源已经放电，也可以确保或维持安全NFC功能。因为第二能源可以通过开始NFC交易的外部NFC信号所引起的电压进行充电，第二能源不需要预先充电，所以，即使随着时间的流逝第二能源例如通过泄漏电流已经放电，NFC功能也总是可用的，并且由于放电状态而断开第一能源。因此，如果用户需要使用无线移动通信装置的安全NFC功能，总是确保无线移动通信装置的安全NFC功能，并且不会给用户产生不希望的问题。

该方法可以有利地按照以下方式扩展：通过将来自第二能源的充电操作切换到第一能源，所述第一能源然后至少部分地通过无线移动通信装置接收到的NFC信号而引起的电压重新蓄电，使得即使第二能源2完全蓄电，也可以继续对第二能源2进行充电的步骤。例如在具有安全NFC功能的无线移动通信装置的用户的情况下，所述安全NFC功能允许用户访问建筑的安全区域，即使无线移动通信装置的主电池(即第一电源)由于太低的电荷状态而被断开，因为维持了安全NFC功能，用户也能够进入房子。然而，通过将用户的无线移动装置带到RFID读取器附近(即近场)、并且开始NFC交易，用户不但被准予访问建筑，而且还可以至少部分地使无线通信装置的主电池重新蓄电，只要用户保持处于RFID读取器信号的范围之内。当然，因为NFC信号的能量密度不能太高，以便不会损害用户健康，与第二能源的快速充电相比，主电池的完全重新蓄电将花费较长时间。

应该理解的是本发明的方法不局限于RFID读取器和FRID信号，因为可以将几乎每一种类型的载能信号用于短距离通信，只要无线移动通信装置适合于使用所接收到的能量来对第二能源进行充电。

参考图2，按照方框图的形式示出了根据本发明的具有安全NFC功能的无线移动通信装置的实施例。无线移动通信装置包括第一能源1，所述第一能源1可以是任何常规的电池或蓄电池。在该实施例中，第一能源1是可充电主电池，所述可充电主电池向包括NFC电路3的无线移动通信装置全部部件提供操作电压，所述NFC电路3提供NFC功能。无线移动通信装置包括天线装置4，用于接收和发送NFC信号。在NFC电路3中产生待发送的NFC信号，并且通过天线装置接收RFID请求之类的外部NFC信号，并且将所述外部NFC信号转发给NFC电路。该实施例的NFC电路适合于RFID信号；然而，也可以使用其他信号协议。

无线移动通信装置还包括控制装置5，所述控制装置5适合于检测主电池1的电荷状态。另外，控制装置适合于控制由主电池向NFC电路、以及无线移动通信装置的其他部件提供的操作电压的分配。在该实施例中，将控制装置具体实现为电力管理单元(PMU)芯片。

无线移动通信装置还包括第二能源2，所述第二能源可以通过切换装置与NFC电路3相连，以向NFC电路3提供功率，用于执行安全NFC功能。优选地，第二能源2是集成的微电池，并且可以在也用于天线适配和电源去藕的NFC电路的无源辅助芯片(companion chip)上实现。优选地，例如将集成微电池嵌入到集成硅技术中作为PICS技术。当使用如PICS工艺中的沟槽电容工艺时，可以通过非常低的附加成本来制造通过用于集成微电池的硅中固态电解沉积而进行的该电池技术。

在优选实施例中，可以在无线移动通信装置加电时对该微电池进行充电，使得如果由于太低的电荷状态或操作电压而将主电池分别断开，安全NFC功能立即是可用的。

然而，如果集成微电池没有蓄电，微电池适合于通过由NFC电路根据由接收到的NFC信号引起的电压所传递的电流来进行充电。因为可以在非常短的时间内对集成微电池进行充电，在接收RFID信号请求并对所述请求进行应答时的延时对于用户将是几乎不会注意到的。

集成微电池的电荷状态的检测可以通过控制装置5或利用NFC电路3来实现，所述控制装置5例如是电力管理单元(PMU)。在该实施例中，集成微电池2的电荷状态可以经由与NFC电路3相连的检测线路信号Vsense来进行检测。

根据该实施例具有安全NFC功能的无线移动通信装置总是准备好关于安全NFC功能的操作，即使已经断开主电池1并且没有足够地对集成微电池2进行充电。

在根据本发明的无线通信装置的另外实施例中，提供了切换装置，优选地集成在NFC电路3中，如果由于太低的电荷状态导致断开，所述切换装置使主电池1可以通过由接收到的用于重新蓄电的NFC信号引起的电压进行重新蓄电。然而，因为主电池1的容量比集成微电池的容量高得多，并且NFC信号的能量密度如上所述相当低，主电池的完全重新蓄电花费长得多的时间。因为RFID交易需要约100mA/200ms，微电池2的容量不需要与主电池的容量一样大，因为微电池2只向NFC电路提供功率。另外，优选地，微电池具有非常快的重新充电特征，以便在执行NFC交易时不会引起任何显著的延迟。

应该理解的是，还可以将本发明的概念应用于NFC之外的其他协议。例如，经由GSM协议的短消息传输也是想得到的。事实上，可以使用任何短距离通信协议，所述协议能够传递载能信号，所述载能信号足够引起能够用于将第二能源充电到允许至少一次安全NFC交易的电平的电压。因此，不应该将术语NFC解释为限制权利要求的范围为NFC标准功能，而是针对用于网络技术的全部种类的RFID功能。

应该理解的是权利要求内的参考符号只是给出用于说明性的目的，并且不应该被解释为限制用于随后保护方法的范围。