Способ и устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой
METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING OPERATIONS ON PLASTIC CARDS WITH MAGNETIC STRIP

Изобретение относится к способам и оборудованию для бесконтактной идентификации, а именно к способам и устройствам для обработки электронных карт.
Из уровня техники известен способ обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой, включающий [патент US 8820649 В2]:
A) генерацию сигнала для эмуляции магнитной полосы типа используемого на пластиковых картах, выполняемую с помощью микрокомпьютера, размещенного на карте и имеющего заранее заданный форм-фактор;
Б) отправку названных сгенерированных сигналов на как минимум одну программируемую магнитную полосу, размещенную на указанной карте;
B) генерацию требуемого набора магнитных импульсов с использование названных сгенерированных сигналов, посланных на как минимум одну программируемую магнитную полосу;
Г) идентификацию магнитной головки в считывателе за счет использования эффекта Холла, производимого парой детекторов, установленных перед и после названной программируемой магнитной полосы;
Д) обеспечение питания для названного микрокомпьютера и как минимум одной программируемой магнитной полосы за счет батарейного модуля, расположенного на названной карте;
Е) названный микрокомпьютер выполнен с возможностью управления указанным эмулятором магнитной полосы для отправки сигналов на как минимум одну программируемую магнитную полосу и модуль коммуникации ближнего поля (NFC, «near field communications»), расположенный на карте и основанного на использовании сигналов, получаемых от как минимум одной кнопки, расположенной на названной карте и NFC модуля, где названные сигналы соотносятся с данными карты, используемыми для обработки данной операции.
Из того же источника известна система для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой, включающая [патент US 8820649 В2]:
A) карту с заранее определенным форм-фактором;
Б) батарейный модуль, расположенный на названной карте;
B) модуль коммуникации ближнего поля, расположенный на названной карте;
Г) эмулятор магнитной полосы, расположенный на названной карте;
Д) как минимум одну программируемую магнитную полосу, расположенную на названной карте;
Е) микрокомпьютерный модуль, расположенный на названной карте;
Ж) как минимум одну кнопку, расположенную на названной карте;
З) блок памяти, расположенный на названной карте, для хранения данных карты, используемых для обработки названной транзакции, при этом указанные данные накапливаются в блоке памяти путем осуществления операции сопряжения модуля коммуникации ближнего поля и мобильного устройства;
И) пару детекторов, установленных перед и после хотя бы одной названной программируемой магнитной полосы;
при этом названные детекторы расположены так, чтобы обеспечивать определение головки магнитного считывателя за счет возникновения эффекта Холла;
при этом батарейный модуль обеспечивает питание микрокомпьютерного модуля, который сопряжен электрической цепью с модулем коммуникации ближнего поля и как минимум одной названной кнопкой;
при этом микрокомпьютерный модуль выполнен с возможностью управления указанным эмулятором магнитной полосы для отправки сигналов, отражающих данные карты на как минимум одну программируемую магнитную полосу и управления модулем коммуникации ближнего поля, основанного на использовании сигналов, получаемых от как минимум одной кнопки, расположенной на названной карте, и NFC модуля,
и где названные сигналы передаются на как минимум одну программируемую магнитную полосу для создания требуемого набора магнитных импульсов с использованием как минимум одной программируемой магнитной полосы.
Недостатком данных способа и устройства является невысокая точность определения момента прокатывания устройства для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой (карты-эмулятора) в считывателе. Как показывает опытная эксплуатация, использование детектора эффекта Холла для определения момента прокатывания карты-эмулятора в считывателе дает множество ложных срабатываний. Причина этого кроется в принципе действия детектора эффекта Холла, который состоит в определении изменения магнитного поля. При этом подавляющее большинство головок считывателей карт с магнитной полосой не обладают собственным магнитным полем (и не должны, иначе бы они портили магнитные карты). В результате, при использовании известного способа, в считывателях, его использующих, будут происходить ложные срабатывания. От этого страдают точность и общее качество работы карты-эмулятора: чуть более раннее или чуть более позднее начало эмуляции относительно момента, когда карта-эмулятор оказывается напротив магнитной головки, не позволяет корректно считать данные магнитной полосы на считывателе. В случае раннего или позднего начала эмуляции карта-эмулятор либо подходит к считывающей магнитной головке, уже передав часть данных (а головка их не приняла) или не успев завершить передачу соответственно. Это делает считывание неуспешным.
Необходимо также отметить, что для успешного применения известного способа требуется очень чувствительный датчик Холла и, чем чувствительнее датчик, тем выше будет точность известного способа определения момента прокатывания карты-эмулятора мимо магнитной головки. При этом, чем более чувствителен датчик, тем большее энергопотребление он имеет. Как результат, датчик Холла в устройстве, реализующем известный способ, потребляет большую часть энергии от энергопотребления устройства в целом и требует повышенной емкости используемого батарейного модуля.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи улучшения эксплуатационных характеристик карт-эмуляторов за счет снижения количества ложных и ошибочных срабатываний, а также уменьшения веса и габаритов карт-эмуляторов за счет уменьшения массогабаритных характеристик используемого батарейного модуля.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения момента прокатывания карты в считывателе и снижение энергопотребления карты-эмулятора.
Технический результат достигается тем, что устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой включает карту с заранее определенным форм-фактором, на которой расположены батарейный модуль, модуль коммуникации ближнего поля, эмулятор магнитной полосы, содержащий как минимум одну программируемую магнитную полосу, микрокомпьютерный модуль, как минимум одна кнопка, блок памяти, при этом на названной карте расположен генератор меандра, включающий операционный усилитель и колебательный контур, содержащий две последовательно подключенные катушки, к которым параллельно подключен конденсатор, при этом в состав микрокомпьютерного модуля, расположенного на карте, включены таймер и счетчик.
Технический результат также достигается тем, что способ для обработки операций по картам с магнитной полосой включает генерацию сигнала для эмуляции магнитной полосы, отправку его как минимум на одну программируемую магнитную полосу, генерацию требуемого набора магнитных импульсов с использованием названных сигналов, при этом генератор меандра, расположенный на карте, непрерывно генерирует меандр, причем для определения момента прокатывания карты в считывателе длину и количество импульсов меандра, производимого генератором меандра, непрерывно измеряют таймером и счетчиком, содержащимися в микрокомпьютерном модуле.
Технический результат также достигается тем, что момент прокатывания карты в считывателе определяют, фиксируя разницу между измерениями длины импульсов.
Технический результат также достигается тем, что момент прокатывания карты в считывателе определяют, измеряя количество импульсов магнитного поля меандра.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана общая схема прокатывания карты-эмулятора в считывателе.
На фиг. 2 показано устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой (карта-эмулятор).
Схема прокатывания карты-эмулятора в считывателе, показанная на фиг. 1, включает карту-эмулятор 1, считыватель 2, содержащий магнитную головку 3.
Устройство для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой (карта-эмулятор), показанное на фиг. 2, содержит батарейный модуль 4, эмулятор магнитной полосы 5, кнопку 6, микрокомпьютерный модуль 7, содержащий таймер 8 и счетчик 9, колебательный контур 10, состоящий из двух последовательно подключенных катушек 11, к которым параллельно подключен конденсатор 12. Устройство также содержит генератор 13, блок памяти 14, два сигнализирующих светодиода 15, операционный усилитель 16, модуль коммуникации ближнего поля 17.
Устройство, показанное на фиг. 1, 2, работает следующим образом.
Две катушки 11, соединенные последовательно, и конденсатор 12 составляют колебательный контур 10. На этом контуре построен генератор 13, состоящий из операционного усилителя и колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности, конденсатора и источника электрической энергии.
Генератор 13 непрерывно производит периодический сигнал (меандр, square wave). Частота меандра представляет собой резонансную частоту колебательного контура 10. В качестве допустимого диапазона частот, может использоваться диапазон от 500 Гц до 10 МГц, допустимо использовать и другие диапазоны. Частота регулирует расстояние, на котором карта-эмулятор 1 определяет местонахождение магнитной головки 3. Генерируемый периодический сигнал (меандр) поступает на вход микрокомпьютерного модуля 7, содержащего таймер 8 и счетчик 9, с помощью которых осуществляется подсчет длины и количества импульсов между срабатываниями таймера. Если есть разница между измерениями показателей, это означает, что резонансная частота изменилась, а следовательно, определено прокатывание карты-эмулятора 1 мимо магнитной головки 3 считывателя 2.
Фактически, на основе подсчета длины и количества импульсов между срабатываниями таймера производится определение изменения добротности контура Q (от англ. quality factor) - параметра колебательной системы, определяющего ширину резонанса и характеризующего, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний:
0
где R, L и С - сопротивление, индуктивность и емкость резонансной цепи соответственно; ω - частота резонанса. Выражение  также часто называют характеристическим или волновым сопротивлением колебательного контура. Таким образом, иное определение добротности - отношение волнового сопротивления к активному.
При этом для осуществления заявляемого способа фактически не учитывается точное значение добротности, но только фиксируется изменение добротности контура во времени. Ввиду сказанного, для осуществления способа также не используются значения эквивалентного сопротивления контура, а также полосы пропускания.
Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения заключается в значительном повышении времени работы устройства для обработки операций по пластиковым картам с магнитной полосой (карты-эмулятора) от батареи эквивалентной энергоемкости, по сравнению с существующими аналогами, а также в повышении качества определения момента прокатывания карты-эмулятора в считывателе за счет срабатывания точно в момент прокатывания карты-эмулятора мимо магнитной головки (при приближении на расстоянии менее 1 мм) и снижения количества ошибок считывания.