СПОСОБ ИНДУКТИВНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ PAYBEAM Российский патент 2016 года по МПК G07F19/00 

Область техники

Изобретение относится к области электронной коммуникации, основанной на передаче данных индуктивным методом, например бесконтактной передачи цифровых данных с устройства бесконтактной передачи цифровых данных, на принимающее устройство, например устройство считывания карт с магнитной полосой.

Терминология (детерминации)

Ниже в описании используются следующие обозначения (детерминации).

MST (англ. - magnetic security transaction) - безопасные магнитные транзакции.

КМП - карта с магнитной полосой. Выпускаются в соответствии со стандартом ISO/IEC 7810, ISO/IEC 7811, ISO/IEC 7812, ISO/IEC 7813, ISO 8583 и ISO/IEC 4909.

Платежная карта - карта с магнитной полосой, которая предназначена для использования в платежных системах.

Эмиссия банковских карт - деятельность по выпуску банковских карт, открытию счетов и расчетно-кассовому обслуживанию клиентов при осуществлении операций с использованием выданных им банковских карт.

Эмулирование - процесс эмуляции, заключающийся в наследовании поведения и признаков эмулируемого объекта.

Головка считывателя или считыватель магнитной полосы (СМП) - магнитная головка.

Перенос - математическая/геометрическая операция по перемещению объектов по координатной сетке без изменения их ориентации в пространстве.

Поляризация - критерий, характеризующий зависимость сонаправлености осей намотки индуктивности излучателя и считывателя магнитной полосы (угол между осями при их параллельном переносе) на максимальное расстояние устойчивого считывания сигнала между ними.

Безопасное хранение данных - хранение данных, которое препятствует несанкционированному доступу к ним.

Секьюрний инструмент (англ. - security - безопасность) - инструмент, разработанный с учетом требований безопасного хранения и передачи данных.

Бесконтактная передача данных - передача информации на расстояние между двумя и более устройствами, с помощью которых осуществляется передача данных, и которая не требует наличия контакта непосредственно между этими устройствами (например, между индуктивной катушкой излучателя, которая передает сигнал, и головкой считывателя, которая находится в дисководе считывания магнитных карт).

Драйвер - конструктивный элемент или модуль, предназначенный для согласования управляющего сигнала (от любого источника, способного дать команду драйверу) и полезной нагрузки, в частности, индуктивной катушки излучателя.

Индуктор - индуктивная катушка излучателя, которая передает сигнал.

Метод f/2f (англ. - double frequency) - метод модуляции цифрового сигнала, описанный в стандарте ISO/IEC 7811.

Добротность - параметр колебательной системы, который определяет ширину резонанса и который характеризует, во сколько раз запасы суммы динамической и накопленной энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний.

Магнитопровид - деталь или комплект деталей, предназначенных для прохождения магнитного потока с определенными его потерями.

Средняя точка потребления - общий провод (земля, нулевой). Именуется «средним» при использовании двухполярных систем электропитания.

Реквизиты - набор цифровых данных, необходимый для идентификации пользователя в системе (платежной, дисконтной, безопасности, авторизации и т.д.).

Мультивибратор (синтезатор сигнала) - устройство, состоящее из резистора и драйвера верхнего и нижнего порядка (границы плеча). Мультивибратор является механизмом последовательного переключения положительного и отрицательного (прямого и обратного) протекания тока.

USB 2.0 (англ. - universal serial bus) - последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике. Версия 2.0.

USBotg (англ. - universal serial bus on-the go) - дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для облегчения соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к персональному компьютеру (ПК).

POS-терминал (англ. - point of sale - точка продажи) - электронное программно-техническое устройство для приема к оплате по пластиковым картам, которое может принимать карты с чип-модулем, магнитной полосой и бесконтактные карты, а также другие устройства, имеющие бесконтактный интерфейс.

bpi (англ. - bit per inch) - плотность записи цифровых данных.

one-time-pin - одноразовый уникальный PIN код.

LRC (англ. - longitudinal redundancy check) - продольный контроль избыточным кодом.

Терминирование - вспомогательный признак окончания строчных данных.

N-разрядное кодирование - интерпретация последовательности бит, где N означает количество бит, которое разделяется в потоке для интерпретации элементов потока данных. Как правило, количество бит в последовательности должно быть кратным N, иначе данные (остаток от деления) отбрасываются.

ЭДС - электродвижущая сила.

Расстояние срабатывания - расстояние между излучателем и приемником (детектором), при котором происходит устойчивая передача данных.

Н-мост - электронная схема, которая дает возможность приложить напряжение к нагрузке в разных направлениях.

Программное обеспечение (ПО) - последовательность команд, реализованных в виде команд среды выполнения, предназначенных для функционирования вычислительных систем, и реализующих поставленные задачи, а также разработанные алгоритмы.

Кадр (англ. frame) - неделимый объем информации, описывающий состояние, в котором должна находиться индуктивная катушка излучателя.

Текущий кадр (англ. - current frame) - кадр, который в данный момент считан драйвером. На основании информации, полученной от кадра, драйвер устанавливает излучатель в соответствующий режим.

NFC (англ. - near field communication, коммуникация ближнего поля) - технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров.

Транспондер - приемно-передающее устройство, посылающее сигнал в ответ на принятый сигнал.

RFID (англ. - radio frequency identification, радиочастотная идентификация) - метод автоматической идентификации объектов, в котором с помощью радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в транспондерах или в RFID-метках.

Платежные данные - информация, которую хранит вторая дорожка (track 2). Согласно ISO/IEC 7813, эта информация необходима для осуществления транзакции с помощью POS-терминала.

Банк/магазин/учреждение - организация, уполномоченная проводить эмиссию карт, содержащих цифровую информацию.

Вычислительная система - смартфон, телефон, планшет, персональный компьютер, другие гаджеты и т.д.

Уровень техники

На сегодняшний день на рынке технологий существует множество электронных устройств, осуществляющих передачу данных, платежных инструментов, систем контроля доступа, систем идентификации, а также методов расчетно-кассового обслуживания, методов авторизации в учетных системах и др.

К таким инструментам относятся карты с магнитной полосой (КМП), содержащие, в том числе данные платежных карт. К платежным КМП относятся среди прочих кредитные, дебетовые, подарочные карты и карты скидок. Данные «записаны» на магнитной полосе этих карт с помощью чередования намагниченности частиц, внедренных в магнитную полосу.

Данные платежных карт считываются с их магнитной полосы в POS-терминале, при прохождении карты через считыватель магнитных карт (через картоприемочную щель). Устройство для считывания магнитных карт состоит из считывающей головки и связанной с ней схемы декодирования. Когда магнитная карта перемещается через считыватель магнитной полосы (через картоприемочную щель), ее магнитная полоса проходит перед считывающей головкой.

При перемещении относительно считывающей головки магнитная полоса, которая оснащена магнитными доменами переменной полярности, создает пульсирующее магнитное поле в зазоре считывающей головки. Считывающая головка превращает это пульсирующее магнитное поле в эквивалентный электрический сигнал.

Схема дешифратора усиливает и оцифровывает этот электрический сигнал, воспроизводя тот же поток данных, который записывался (т.е. был вложен в момент записи) на магнитной полосе карты. Кодирование магнитной полосы описывается в международном стандарте ISO 7811 и ISO 7813.

С ростом популярности и возможностей гаджетов, например, в виде смартфонов, растет желание использовать их в качестве мобильных кошельков, а также использовать их для осуществления платежей в точках продаж без использования множества платежных карт. Ключевым препятствием для принятия такого решения стало отсутствие канала передачи данных между мобильными телефонами (сматрфонами) и POS-терминалом.

В связи с этим было предложено несколько альтернатив. Они включают в себя ручную настройку данных для передачи в POS-теминал, 2D штрихкодов, отображаемых на экране телефона и считывающихся с помощью устройств для считывания 2D штрихкодов, RFID, которые прикреплены к телефонам и встроены в их аппаратное обеспечение для осуществления ближней бесконтактной связи (ББС), запускаемой с помощью приложения телефона.

Из этих методов 2D штрихкоды и ББС являются наиболее перспективными. У них широкий диапазон приема, однако отсутствует возможность их широкого практического использования из-за отсутствия соответствующих считывающих устройств в точках продаж. А в случае с ББС следует указать также на отсутствие стандартизированной возможности использования ББС во многих смартфонах.

Соответственно, существует потребность в улучшении устройств и способов для передачи данных платежных карт, а также другой цифровой информации со смартфона или другого электронного устройства, дистанционно на POS-терминал или другое устройство считывания магнитных карт.

Известен способ передачи данных путем использования эмулятора магнитной полосы платежной карты (карты для транзакций) согласно патента US 4791283 [1], [Transaction card magnetic stripe emulator (эмулятор магнитной полосы платежной карты (карты для транзакций). Патент US 4.791.283. МПК G06K 7/08. Заявка US 870.005. Заявл. 03.06.1986. Опубл. 13.12.1988]. Согласно этому способу, данные последовательно передаются от процессора на генераторы магнитного поля, которые эмулируют предварительно записанные данные на магнитной полосе обычной карты. Это позволяет передавать данные от микропроцессора к стандартным карт-ридерам (устройств считывания карт) без необходимости существенного изменения карт-ридеров. Схема используется для определения положения и скорости перемещения карты через устройство считывания карт, чтобы гарантировать передачу данных от микропроцессора к генераторам магнитного поля в пределах времени сканирования карты головкой карт-ридера.

Недостатки способа для передачи данных обусловлены конструктивными недостатками устройства [1], которые заключаются в следующем.

1. Устройство [1] является исключительно контактным. Негативные последствия этого - механический износ и наличие загрязнений считывающей головки.

2. Устройство [1] выполнено в форм-факторе карты. Негативным следствием этого может быть неудобство использования, т.к. устройство легко потерять, а также механически повредить.

3. В устройстве [1] присутствует необходимость детектирования считывающей головки. Негативным следствием этого является возможность ложных (холостых) срабатываний. Также это усложняет конструкцию устройства и уменьшает срок эксплуатации карты без перезарядки.

4. В устройстве [1] информация предварительно записана на устройство, выполненное в форм-факторе карты, т.е. записанные данные могут быть несанкционированно считаны. Это создает проблему угрозы информационной безопасности, то есть информация может быть считана непосредственно с устройства. Также нет механизма удаления записанных данных в случае потери карточки.

5. В устройстве [1] нет реализации функции быстрого добавления новой информации. Негативными последствиями этого являются: значительное увеличение времени, невозможность расширить или заменить данные в нем [1].

6. В устройстве [1] аппаратно и программно не реализована функция onetime-pin. Негативными последствиями этого может быть отсутствие дополнительной защиты (ввиду использования одного и того же пин-кода) при каждом использовании устройства.

Известны также платежная карта и метод согласно патентной заявки WO 2013181281 [2], [Payment card and methods (платежная карта и методы). Публикация заявки WO 2013181281. МПК G06K 19/07 (2006.01). Дата публикации 05.12.2013. Дата приоритета: 29.05.2012]. Платежная карта согласно [2] содержит эмулятор магнитной полосы и набор «кнопок» - областей на поверхности платежной карточки. При нажатии «кнопки» проводится ее аутентификация как код доступа и активация функции оплаты эмулятором магнитной полосы. Платежная карта содержит также приемник-передатчик (блок сопряжения) для беспроводной связи с мобильным устройством (телефон, планшет). При этом предполагается подавление платежной функции эмулятора магнитной полосы в ответ на срыв беспроводной связи с мобильным устройством.

Платежная карта согласно [2] может включать эмуляторы NFC и RFID. Процессор и эмулятор могут проявлять головку считывателя КМП. При этом процессор управляет набором электромагнитных катушек через драйвер катушек, в зависимости от положения и/или скорости (т.е. скорости и направления) магнитной полосы эмулятора относительно головки, когда платежная карта проходит через считыватель магнитных карт.

Недостатки известного способа, используемого на базе устройства [2], заключаются в следующем.

1. Устройство [2] является сугубо контактным. Негативные последствия этого - механический износ и загрязнения считывающей головки.

2. Устройство [2] выполнено в форм-факторе карты. Негативным следствием этого может быть неудобство его использования, т.к. устройство легко потерять, а также повредить механически.

3. В устройстве [2] предусмотрена необходимость детектирования считывающей головки и скорости перемещения карты. Негативным следствием этого является возможность ложных (холостых) срабатываний. Это также усложняет конструкцию устройства, что приводит к уменьшению срока эксплуатации без перезарядки.

4. В устройстве [2] аппаратно и программно не реализована функция onetime-pin. Негативным следствием этого может быть отсутствие дополнительной защиты (вследствие использования одного и того же пин-кода) при каждом использовании.

Известна также система и способ (метод) управляющей схемы коммуникационных устройств динамической магнитной полосы согласно патентной заявки WO 2011103160 [3], [Systems and methods for drive circuits for dynamic magnetic stripe communications devices (системы и метод управляющей схемы коммуникационных устройств динамической магнитной полосы). Публикация заявки WO 2011103160. МПК G06K 19/07 (2006.01). Дата публикации 25.08.2011. Дата приоритета: 16.02.2010]. Эмулятор магнитной полосы системы включает в себя катушку и драйвер катушки. Драйвер предусматривает получение сигнала различной формы. Предполагается получение двойной частоты сигнала - double-frequency (f/2f).

Недостатки известного способа (метода) обусловлены конструктивным исполнением и функционированием элементов (устройств) системы [3] и заключаются в следующем.

1. Устройство [3] является контактным для считывания карт. Негативные последствия этого - механический износ и загрязнения считывающей головки.

2. Устройство [3] выполнено в форм-факторе карты. Негативным следствием этого может быть неудобство использования, так как устройство легко потерять, повредить механически.

3. В устройстве [3] запрограммирована необходимость детектирования считывающей головки. Негативным следствием этого является возможность ложных (холостых) срабатываний.

Как наиболее близкий аналог (прототип) выбран патент US 8628012 [4], [System and method for a baseband nearfield magentic stripe data transmitter (Система и способ действия передатчика полосы частот данных ближнего поля магнитной полосы). Патент US 8628012. МПК G06K 7/08 (2006.01). Дата публикации 14.01.2014. Дата приоритета: 20.01.2013], который описывает систему и способ действия передатчика полосы частот данных ближнего поля магнитной полосы MST, которые передают данные платежных карт со смартфона или другого электронного устройства в POS-терминал для осуществления транзакций.

Устройство, работающее на основе способа MST, включает в себя драйвер и индуктор. Устройство, работающее на основе способа MST, получает данные с магнитной полосы, которые содержат данные платежных карт, обрабатывает принятые данные с магнитной полосы и генерирует магнитные импульсы высокой мощности, содержащие обработанные данные магнитной полосы, которые затем можно получить с помощью устройства для считывания магнитных карт в POS-терминале.

Недостатки способа наиболее близкого аналога (прототипа) обусловлены конструктивным исполнением и функционированием элементов (устройств) базовой системы [4] и заключаются в следующем.

Во-первых, осуществление передачи данных с помощью данной системы возможно дистанционно на ограниченном расстоянии в диапазоне от 1 до 2 дюймов, измеряемом между устройством, передающим сигнал, выполненным в виде индуктора (катушки устройства, которое передает сигнал), и детектором (устройством, которое получает сигнал), выполненным в виде головки считывателя, которое находится в устройстве считывания магнитных карт.

Данное «жесткое» ограничение по расстоянию между устройствами передачи и приема цифрового сигнала является следствием того, что для меньшего расстояния между этими устройствами (то есть менее 1 дюйма) мощность индуктора слишком велика. Это приводит к намагничиванию сердечника головки и/или избыточной амплитуде сигнала, что, в свою очередь, является причиной деградации входного каскада усилителя/детектора.

Для большего расстояния между этими устройствами (то есть более 2 дюймов) существующая конструкция индуктора не способствует однозначной интерпретации передаваемого индуктором сигнала. Следствием этого является зашумленность сигнала. Также при этом не детерминировано распределение магнитного поля в пространстве и в области наилучшей передачи данных.

Во-вторых, реализацией технологии (метода) и устройства, работающего на базе способа MST, предусмотрена возможность сохранения памяти после отключения питания для хранения данных платежных карт и другой личной информации. Данная характеристика технического решения несекьюрна, так как сохранение информации может повлечь ее несанкционированное (неправомерное) использование третьими лицами.

В-третьих, при реализации технологии MST используется катушка индуктора с добротностью в диапазоне от 10 мкмН/Ом до 80 мкмН/Ом. Следствием вышеуказанного высокого значения добротности катушки индуктора является ее высокая реактивность, вследствие чего генерируются посторонние электромагнитные колебания. Это приводит к зашумленности сигнала и затрудняет интерпретацию данных, производимую декодером, который находится в считывателе карт. Компенсация посторонних колебаний приводит к увеличенному (как минимум, на 15%) потреблению электроэнергии.

Также вследствие высокой добротности катушки индуктора для поддержания необходимого соотношения между полезным сигналом и шумовым сигналом необходимо обеспечивать увеличенную мощность излучения. Это, в свою очередь, приводит к перемагничиванию сердечника головки считывателя, вследствие чего происходит интенсивный магнитный износ головки.

В-четвертых, устройство, работающее на базе технологии MST, дополнительно оснащено головкой считывателя магнитной полосы (СМП) для возможности получения данных магнитной полосы карты и для их дальнейшего использования. Наличие головки считывателя магнитной полосы может способствовать несанкционированному копированию (использованию) и/или несанкционированной передаче сохраняемых данных, находящихся на магнитной полосе.

В-пятых, сигнал устройства, работающего согласно способу MST, вследствие высокой мощности передачи сигнала может быть зарегистрирован устройствами, в том числе не предназначенными для регистрации магнитных сигналов (например, электретным микрофоном). Негативными последствиями этого является возможность постороннего считывания данных и несанкционированного получения информации.

В-шестых, в устройстве [4] аппаратно и программно не реализована функция one-time-pin. Негативным следствием этого может быть отсутствие дополнительной защиты (вследствие использования одного и того же пин-кода) при каждом использовании.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа безопасной и надежной бесконтактной передачи цифровых данных, реализуемого на основе базовой конструкции одноименного устройства, на увеличенное, по сравнению с существующими значениями, расстояние согласно действующим международным стандартам передачи цифровых данных дистанционно на устройство чтения карт с магнитной полосой, т.е. с увеличенным расстоянием между средствами передачи и приема цифровых данных, путем эффективного выполнения элементов базовой конструкции устройства и эффективных последовательностей реализации способа, что будет способствовать улучшенным энерго-экономическими показателями реализации способа и обеспечивать безопасную и надежную передачу цифровых данных.

Кроме того, заявляемый способ передачи цифровых данных, вследствие отсутствия механического и магнитного износа головки считывателя при его реализации, является более щадящим для устройств считывания карт по сравнению с существующими аналогами и прототипом, так как обеспечивает более эффективный синтез ключевых характеристик передаваемых сигналов.

Суть изобретения

Указанная техническая задача решается тем, что в способе индуктивной передачи цифровых данных Paybeam, согласно которому от вычислительной системы получают данные с магнитной полосы, которая содержит данные платежных карт, обрабатывают принимаемые данные с магнитной полосы и генерируют магнитные импульсы высокой мощности, содержащие обработанные данные магнитной полосы, с помощью устройства передачи цифровых данных передают магнитные импульсы, которые затем принимают с помощью считывающей головки устройства для считывания магнитных карт (7), новым является то, что устройство передачи цифровых данных снабжают индуктором, а передачей данных управляют с помощью соответствующего программного обеспечения, установленного в вычислительной системе, при этом оси индуктора и считывающей головки (19) располагают преимущественно параллельно, на расстоянии до 30 см, обеспечивая поляризацию сигнала индуктора или без обеспечения поляризации, а нормированную мощность излучения регулируют как использованием широтно-импульсной модуляции, так и изменением полярности, заключающейся в быстром переключении полярности напряжения питания, приложеного к индуктору (2), с одновременным усилением тока в нем, или без такого усиления.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают синтезатором сигнала (5), который комплектуют микросистемой с отложенной обработкой команд или вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют преимущественно в виде микро-ЭВМ.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 1 (track 1).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 2 (track 2), содержащей необходимые платежные данные в случае выполнения платежных операций.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 3 (track 3).

Программное обеспечение, установленное на вычислительной системе (17), выполняют с возможностью записи реквизитов (16).

Программное обеспечение, установленное на вычислительной системе (17), снабжают системой авторизации и идентификации пользователя.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют с возможностью синтеза сигнала.

Синтезатор сигнала (5) снабжают микросистемой с отложенной обработкой команд или вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют с возможностью последовательной установки значения текущего кадра сигнала на выводах двухразрядной цифровой шины с частотой воспроизведения цифрового сигнала в пределах от 0 Гц до 4 кГц.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают драйвером излучателя (6), который выполняют по схеме Н-моста.

Как драйвер излучателя (6) используют высокочастотный переключатель со средней точкой потребления и стабилизацией напряжения средней точки относительно верхней и нижней точки питания.

Как драйвер излучателя (6) используют операционный усилитель.

В устройстве передачи цифровых данных индуктивным методом (13) применяют устройство сопряжения (4) с вычислительной системой (12), который выполняют с возможностью передачи данных и команд устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (13) и с возможностью проверки состояния этого устройства (13).

Устройство сопряжения (4) с вычислительными и коммуникационными системами (12) выполняют с возможностью поддержания стандартных методов передачи данных, таких, как, например, Bluetooth, UART, RS232, USB, wi-fi и других.

Устройство сопряжения (4) выполняют в виде кнопок или переключателей режимов, а нормированную мощность излучения регулируют путем быстрого переключения полярности напряжения питания, приложеного к индуктору (2), составляющего от 10^-6 с до 10 с на каждое переключение.

Плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют из магнитно-нейтрального или магнитно-проводящего материала.

Плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатой формы прямоугольного поперечного сечения.

Плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатой формы прямоугольного поперечного сечения с закругленными краями.

Плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатым и прямоугольной формы с поперечным сечением в виде ломаных граней.

Обмотку индуктора (2) выполняют из токопроводящих материалов с изоляцией каждого витка от соседних витков.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде накладки на вычислительное устройство (12).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде защитного чехла на вычислительное устройство (12).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде брелка (12).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде браслета (12).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде модуля, встроенного в вычислительное устройство (12).

Индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с добротностью, находящейся в пределах от 0,0001 до 1200 µΗ/Ohm.

Индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с неупорядоченной укладкой витков.

Индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с упорядоченной укладкой витков.

Увеличивают расстояние передачи цифрового сигнала, используя поляризацию излучения магнитного поля.

Передают по защищенному каналу цифровую информацию программному обеспечению, установленному в вычислительной системе (12).

Генерируют выходной сигнал с устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (13) путем переключения полярности питания индуктора (2).

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью использования эффекта поляризации.

Перечисленные признаки способа составляют сущность технического решения.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков технического решения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Современный уровень техники позволяет выполнять электронные транзакции различными способами, реализуемые на основе различных базовых устройств. Однако в большинстве случаев метод осуществления транзакций зависит от выбранного метода или вида транзакции (например, транзакции с использованием платежной карты, оплаты за парковку на автостоянке предварительно оплаченного счета и др.).

Наиболее часто применяемым средством является платежная карта (магнитная или микропроцессорная). К самым популярным системам платежных карт на данном этапе экономического развития относятся Visa, MasterCard и American Express.

Для платежной карты выделяется конкретный банковский счет. Соответственно, денежные средства, доступные по этой платежной карточке, могут находиться только в одном месте. Существование большого количества счетов в финансовых учреждениях приводит к необходимости использования и других карт, что часто бывает неудобным и опасным для владельцев пользовательских карт.

Предлагаемое техническое решение предоставляет возможность использования нескольких различных счетов с помощью хранения и использования виртуальных реквизитов счетов, а также использование другой цифровой информации, которая может храниться на картах с магнитной полосой и передаваться на устройства считывания карт. Таким образом, денежные средства могут быть доступны одновременно с нескольких счетов клиента и не требуют переоборудования имеющихся платежных систем на базе карт.

Решение поставленных технических задач может использоваться для передачи платежной информации, необходимой для осуществления платежных, безналичных операций, а также для передачи других цифровых данных.

Преимуществом предлагаемого технического решения является возможность универсальной передачи цифровых данных, в том числе передачи платежных данных для осуществления платежей с помощью устройств, оснащенных считывателями магнитных карт, причем без физического наличия таких карт у клиента, и, следовательно, без использования карт в устройстве считывания магнитных карт.

Это дает возможность не проводить эмиссию карт (в т.ч. платежных карт) или не носить с собой множество карт (в т.ч. платежных), а также способствует удобству осуществления как оплаты, так и передачи цифровой информации в целом.

Передача данных с помощью предлагаемого технического решения является безопасной, так как устройство не хранит в себе платежной информации, а информация передается в защищенную область ПО по защищенному каналу. Это препятствует несанкционированному доступу и/или использованию информации.

Также в заявляемой системе реализована функция one-time-pin, которая способствует информационной безопасности даже в случае несанкционированного доступа к платежным данным, путем использования уникального pin-кода (каждый раз нового) при каждой новой передаче данных.

Перечень фигур, чертежей, схем.

Техническое решение поясняется на фиг. 1 - фиг. 5, где:

на фиг. 1 изображена условная схема передачи и приема сигналов от катушки к считывающей головке индуктивным методом, а также условное распределение силовых линий в области головки;

на фиг. 2 изображена схема устройства передачи цифровых данных индуктивным методом;

на фиг. 3 изображены связь и взаимодействие компонентов системы, работающей на основе описываемого способа, с устройством считывания карт с магнитной полосой;

на фиг. 4 изображен жизненный цикл и сопутствующие элементы системы, работающей на основании описываемого способа (т.е. от эмиссии карт и до передачи данных);

на фиг. 5 представлена схема конструкции считывающей головки, а также конструкции индуктивной катушки излучателя и ориентация индуктивной катушки излучателя в момент передачи данных.

На фиг. 1 овальными линиями показано условное распределение силовых линий магнитного поля в области магнитной головки (поз. 3).

На фиг. 3 пунктирными линиями обозначены оси намотки катушки излучателя (поз. 10) и катушки считывающей головки (поз. 8).

На фиг. 1 - фиг. 5 приняты следующие обозначения:

1 - считывающая головка (компонент устройства считывания);

2 - индуктивная катушка излучателя;

3 - пространственное распределение силовых линий магнитного поля в области магнитной головки;

4 - устройство сопряжения;

5 - синтезатор сигнала;

6 - драйвер излучателя;

7 - считыватель, сердечник считывающего элемента;

8 - ось намотки катушки считывающей головки;

9 - зазор считывающей головки;

10 - ось намотки индуктивной катушки;

11 - расположение элементов при передаче сигнала (поз. 11 включает в себя поз. 2 и поз. 10, а также поз. 1, поз. 7 и поз. 8);

12 - коммуникационная или вычислительная система с установленным ПО;

13 - устройство передачи цифровых данных индуктивным методом;

14 - принимающее устройство (например, POS-терминал);

15 - хозяйствующий субъект (банк/магазин/учреждение);

16 - реквизиты;

17 - ПО, установленное на вычислительной системе (12);

18 - сердечник индуктивной катушки излучателя;

19 - конструктивная индуктивность считывателя магнитной головки.

Обоснование сущности изобретения

Разработанный способ передачи цифровых данных индуктивным методом в составе системы базируется на устройстве передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13).

В свою очередь, устройство (13) в составе системы, на базе которого реализуется заявляемий способ, выполняют в составе индуктивной катушки излучателя (поз. 2), драйвера излучателя (поз. 6), синтезатора сигнала (поз. 5), устройства сопряжения (поз. 4) с вычислительными (компьютер, мобильный телефон, смартфон, планшет и т.д.) и/или коммуникационными системами (поз. 12).

Индуктивная катушка излучателя (излучатель) (поз. 2) имеет следующие особенности. Плоский сердечник индуктивной катушки излучателя (поз. 18 на фиг. 5) выполняют из магнитно-нейтрального или магнитопроводящего материала, который выступает в роли каркаса фиксации проводника. Сердечник выполняют продолговатой формы прямоугольного сечения. Допускается форма сердечника со скругленными или срезанными в поперечном сечении гранями.

Обмотку индуктивной катушки излучателя (поз. 2) выполняют из токопроводящих материалов с изоляцией каждого витка от соседних витков. Также, например, воздушная прослойка может выступать в качестве изолятора при значительной разности потенциалов, которая составляет менее 2 кВ/мм (при относительной влажности менее 50%).

В процессе работы индуктивной катушки излучателя (поз. 2) градиент магнитного поля сонаправлен длине (оси намотки) излучателя (поз. 3 на фиг. 1). Так как магнитная головка (поз. 1) регистрирует величину изменения магнитного поля (т.е. первую производную), то для большей амплитуды пика (всплеска сигнала) необходимо, чтобы фронт изменения полярности излучаемого сигнала стремился к мгновенному.

В связи с этим драйвер излучателя (поз. 6) имеет следующие особенности. Для формирования выразительных всплесков и для вытягивания фронта излучаемого сигнала в процессе работы устройства (поз. 13) изменяют полярность тока через излучатель (поз. 2) с помощью Η-моста. Это приводит к фактическому удвоению входного напряжения драйвера (поз. 6) на контактах излучателя, за счет чего увеличивается дальность устойчивого срабатывания заявляемых технических средств передачи цифровых данных индуктивным методом.

Также допускается использование в качестве драйвера высокочастотного переключателя (поз. 6 на фиг. 2) со средней точкой потребителя и стабилизацией напряжения средней точки относительно верхней и нижней точек питания. Это реализуют с помощью средства управления микровычислительной системы (поз. 5).

Синтезатор сигнала (поз. 5) имеет следующие особенности. Его комплектуют вычислительной микросистемой реального времени (микро-ЭВМ, использующую операционную систему и исключающую балансировку вычислительной нагрузки) (поз. 5), которая последовательно устанавливает значение текущего кадра сигнала на выводах двухразрядной цифровой шины (между поз. 5-6 на фиг. 2). Частота воспроизведения сигнала составляет от 0 Гц до 4 кГц.

Возможно использование одноразрядной шины (на фиг. 1 - фиг. 5 не показано) с применением логического отрицания с целью управления Н-мостом (что является одним из вариантов выполнения согласования синтезатора и драйвера для симуляции вспомогательного разряда). При этом за счет разности потенциалов реализуют передачу данных соответствующим образом.

Прием данных и команд, подготовку, излучение и управление устройством (поз. 13) производят при помощи вычислительной системы (поз. 12).

Устройство сопряжения (поз. 4) с вычислительными или коммуникационными системами (поз. 12) имеет следующие особенности. Его выполняют с возможностью передачи данных и команд устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) и с возможностью опроса (проверки) состояния устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13). Сообщение может быть реализовано с помощью стандартных методов передачи данных, таких, как Bluetooth, UART, RS232, USB и т.п.

В случае, когда платежные данные не расширяемы, т.е. априори установлены производителем и не предназначены для добавления или изменения в ходе эксплуатации, или устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) должно эксплуатироваться без помощи посторонних устройств управления, устройство сопряжения (поз. 4) выполняют в виде кнопок или переключателей режимов.

С помощью устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) реализуют устойчивое считывание информации путем считывания эмуляции карт (КМП) (согласно стандартам ISO/IEC 7810, ISO/IEC 7811, ISO/IEC 7812, ISO/IEC 7813, ISO 8583 и ISO/IEC 4909), используя устройства считывания карт (например, POS-терминалы) (поз. 14), карты безопасности, дисконтные, акции, скидочные и другие карты.

При этом обеспечивают максимальное эксплуатационное расстояние между индуктивной катушкой излучателя (поз. 2) и магнитной головкой считывателя (поз. 1), которое достигает до 15 см (т.е. около 6 дюймов), а не 1-2 дюйма, как в устройстве наиболее близкого аналога (прототипа) [4].

Ввиду использования КМП в платежных системах, устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) используют для передачи цифровой информации, в том числе платежной информации, необходимой для осуществления платежных безналичных операций.

Способ и устройство на его основе используют следующим образом.

Устройство сопряжения (поз. 4) при подключении к вычислительной или коммуникационной системе (поз. 12) идентифицируют как последовательный порт (стандарт RS232, UART), с помощью которого производят передачу команд и данных в устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13).

Пользователь в интерфейсе приложения (запущенного на вычислительной системе, например, смартфоне, телефоне, планшете и т.д. (на фиг. 1 - фиг. 5 не показано) выбирает, какую информацию (которая загружена и которую необходимо передать) он будет использовать. После чего при помощи вычислительной системы (поз. 12 на фиг. 3) передают данные в вычислительную микросистему (поз. 5).

При помощи устройства сопряжения (поз. 4) передают полученные данные синтезатору сигнала (поз. 5), после чего данные проверяю на целостность и подготавливают (превращают в последовательность кадров) к излучению индуктивной катушкой излучателя (поз. 2) в устройство считывания карт с магнитной полосой (поз. 14).

После подготовки данных, при помощи синтезатора сигнала (поз. 5) посылают драйверу излучателя (поз. 6) сигнал, что позволяет использовать электроэнергию источника питания. Синтезатор сигнала (поз. 5) последовательно перечисляет и передает имеющиеся в памяти кадры, которые были преобразованы на основе передаваемых данных, в синтезатор сигнала (поз. 5) с вычислительной системы (поз. 12) с фиксированными временными задержками, заданными по методу кодирования f/2f.

После окончания передачи данных при помощи синтезатора сигнала (поз. 5) передают запрещающий сигнал драйверу излучателя (поз. 6), в результате чего прекращают энергообеспечение драйвера излучателя (поз. 6) и дочерних устройств (т.е. индуктивной катушки излучателя) (поз. 2) и связанных с ней модулей (то есть всех дочерних объектов).

На основе полученного ввода от синтезатора сигнала (поз. 5) при помощи драйвера излучателя (поз. 6) формируют сигнал с четко выраженными восходящими и нисходящими фронтами сигнала, которые излучает подключенная индуктивная катушка излучателя (поз. 2). Фактически сообщение сигнала с устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) происходит на все три считывателя (поз. 7).

Требования к интерпретации сигналов трех дорожек (согласно ISO 7811, ISO 7813) отличаются (track 1/2/3):

- дорожка номер один (track 1) имеет плотность 210 bpi, 7-битный алфавитно-цифровой код;

- дорожка номер два (track 2) имеет плотность 75 bpi, 5-разрядный цифровой код;

- дорожка номер три (track 3) имеет плотность 210 bpi, 5-разрядный цифровой код.

В предложенном техническом решении имеется возможность уведомления сигнала только одной дорожке едноразово, основываясь на разнице в плотности и разрядности кодирования каждой дорожки.

Каждую дорожку (track 1/2/3) терминируют контрольной суммой LRC.

В устройстве передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) однократно эмулируют только одну дорожку, содержащую данные, которые необходимо передать. Две другие дорожки отбрасывают из процесса считывания, поскольку они не проходят проверку целостности данных по N-битному кодированию и LRC.

Так, например, для передачи платежных данных в устройстве передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) эмулируют дорожку номер 2 (track 2), которая содержит необходимые платежные данные.

Индуктивную катушку излучателя (поз. 2) выполняют из магнитно-проводного или магнитно-нейтрального сердечника, выступающего в роли исключительно каркаса для фиксации проводника (поз. 18 на фиг. 5) индуктивной катушки излучателя (поз. 2).

Заявленное устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) реализуют в виде дополнения к мобильным телефонам, смартфонам, планшетам и т.д., а также в виде накладки к электронному устройству, в виде защитного чехла, брелка, браслета и т.д.

Передачу данных (в т.ч. оплату) с помощью устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) производят на расстоянии между считывающей головкой устройства считывания карт (например, POS-терминала) (поз. 14) к индуктивной катушке излучателя (поз. 2) в среднем около 5-10 см. Реально возможный диапазон передачи данных между приемо-передающими устройствами - на расстоянии от 0 см до 15 см в зависимости от конструктивного исполнения устройства считывания цифровых данных (поз. 14).

В момент передачи данных смартфон (телефон, планшет и т.д.) необходимо держать преимущественно параллельно зазору считывателя карт (например, в POS-терминале) на рекомендованном расстоянии 5-10 см. Не рекомендуется перемещать и вращать устройство (поз. 13) во время передачи данных. То есть ось (поз. 10) катушки излучателя (поз. 2) нужно располагать преимущественно параллельно картоприемочной щели (на фиг. 1 - фиг. 5 не показана) считывателя карт.

В устройствах считывания карт (карт-ридерах) используют считывающую магнитную головку с тремя дорожками (согласно ISO/IEC 7810). То есть в корпусе магнитной головки считывателя (поз. 1 на фиг. 5) находятся три независимых считывателя (поз. 7 на фиг. 5) для каждой дорожки, которые располагаются на расстоянии, значительно меньшем, чем расстояние между считывающей головкой (поз. 1) и индуктивной катушкой излучателя (поз. 2).

В случае индуктивной передачи данных расстояние между считывателем (поз. 7) и индуктивной катушкой излучателя (поз. 2) является гораздо большим, чем расстояние между считывателями (поз. 7) в корпусе считывающей головки (поз. 1). Для объяснения происходящего физического процесса предположим, что все три датчика (поз. 7) находятся в одной точке и не влияют друг на друга. Экспериментально было подтверждено, что влияние трех датчиков друг на друга настолько мало, что им можно пренебречь. Итак, подтверждается вышеуказанное предположение.

Считывую головку (поз. 1) располагают таким образом. Плоскость зазора магнитной считывающей головки (поз. 9) ориентируют преимущественно перпендикулярно направлению движения магнитной полосы (на фиг. 1 - фиг. 5 не показано). Итак, ось (поз. 8) намотки конструктивной индуктивности (поз. 19) располагают преимущественно параллельно направлению подачи (поз. 10) магнитной полосы (на фиг. 1 - фиг. 5 не показано).

Таким образом, при прохождении магнитной полосы (на фиг. 1 - фиг. 5 не показано) в области зазора головки (поз. 9) происходит изменение (градиент) намагниченности. Это создает ЭДС в индуктивности (поз. 19) считывающей головки (поз. 1), которая усиливается усилителем ридера (на фиг. 1 - фиг. 5 не обозначен) и передается на дальнейшую обработку (дешифрование).

То есть при помощи магнитной считывающей головки (поз. 1) регистрируют градиент магнитного поля, а не его абсолютное значение. Итак, для передачи сигнала необходимо достаточно быстро изменять магнитное поле в области магнитного зазора (поз. 9). Этого можно достичь и на значительном расстоянии от считывающей головки (фиг. 1), использовав более мощный источник магнитного сигнала, чем магнитная лента, например, электромагнит.

Ближайшей физической моделью нашей системы передачи («магнитная головка - излучатель») является «трансформатор». Фактически магнитная головка считывателя (поз. 1) и индуктивная катушка излучателя (поз. 2) в нашей системе передачи является трансформатором с неблагоприятной средой передачи магнитного возбуждения (вследствие значительного расстояния между обмотками «трансформатора» и отсутствия общего магнитопроводящего сердечника (поз. 18). Индуктивная катушка индуктивности (поз. 2) выступает в роли первичной обмотки, а магнитная головка считывателя (поз. 1) - в роли вторичной обмотки.

Так как по стандарту ISO 7811 КМП кодируются по методу f/2f, который является цифровым методом кодирования (т.е. чрезмерным в пользу оборачиваемости сигнала), то достаточно определить характеристики сигнала, на основе которых происходит детектирование, распознавание и декодирование цифрового сигнала.

Было определено экспериментально, что необходимым и достаточным условием для декодирования цифрового сигнала является наличие выраженных пиков с изменением полярности и фиксированным интервалом между ними в зависимости от значения, которое кодируется (единичная частота (f) для кодирования логического нуля, и удвоенная частота (2f) для кодирования логической единицы).

Учитывая специфику цифрового сигнала, нет необходимости передавать его полностью, то есть полное повторение формы сигнала, отсутствие шумов и наводок необязательно. Необходимо заметно (на обмотке магнитной головки (поз. 1) передать пики переменной полярности с фиксированными временными интервалами (т.е. осуществлять f/2f-кодирование). Это достигается за счет резкого переключения (практически стремящегося к мгновенному) полярности напряжения питания, приложенного к индуктивной катушки излучателя (поз. 2) с соответствующим усилением тока.

Расстояние срабатывания (факт успешной передачи) цифрового сигнала зависит от напряженности магнитного поля, которое сможет зарегистрировать магнитная головка (поз. 1) считывателя. Итак, поле, которое порождает катушка излучателя (поз. 3), должно иметь значительное затухание (усиление градиента) или неоднородность поля для того, чтобы головка (поз. 1) смогла зарегистрировать сигнал.

Для увеличения расстояния срабатывания передачи необходимо более интенсивное поле в источнике (индуктивной катушке излучателя - поз. 2). Максимальное расстояние срабатывания определяется возможностями источника питания и выходными требованиями по массогабаритным характеристикам.

Были проведены многочисленные эксперименты, в результате которых были выбраны именно те существенные отличия способа в составе элементов системы передачи, указанные в формуле изобретения заявляемого технического решения. В ходе проведения экспериментов с различными катушками было определено, что существует практическая возможность передавать цифровые данные на расстоянии от индуктивной катушки излучателя (поз. 2) до зазора головки (поз. 9) считывателя до 30 см.

Такого результата смогли добиться, использовав индуктивную катушку излучателя (поз. 2) с фигурным магнитопроводом (магнитопроводящим сердечником подковообразной конфигурации) (на фиг. 1 - фиг. 5 не показан). Это привело к локальному увеличению напряженности магнитного поля. При этом смогли зарегистрировать качественное увеличение напряженности магнитного поля по косвенным признакам (по колебаниям магнитоактивного элемента в зазоре излучателя) и направленному распределению поля.

Однако при передаче данных с помощью указанной катушки с фигурным магнитопроводом (на фиг. 1 - фиг. 5 не показан) на расстоянии ближе 10 см есть риск повреждения считывающей головки. Также, используя катушку с фигурным магнитопроводом, необходимо использовать более мощный (около 60 W) источник питания.

Использование указанной катушки (с фигурным магнитопроводом) увеличивает толщину устройства (минимум в 2 раза по сравнению с устройством, при помощи которого реализуется заявляемый способ) за счет увеличения источника питания, габаритов катушки, системы охлаждения катушки (стабилизации характеристик при излучении) и электронной обвязки с учетом характеристик (большая мощность).

Так как одним из требований к устройству передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) была предъявлена компактность размеров и малое энергопотребление, то использовали Η-мост с целью удвоения эффективного напряжения, которое управляет индуктивной катушкой излучателя (поз. 2).

Для подавления динамических эффектов (гистерезис и затягивание фронта сигнала, наличие гармоники вследствие негармоничных колебаний) в индуктивности, индуктивная катушка излучателя (поз. 2) была выполнена с низкой добротностью и магнитно-нейтральным сердечником (поз. 10). Катушка опытного образца заявленного устройства имела добротность менее 10 µΗ/Ohm.

Для снижения добротности была предложена хаотическая намотка катушки (т.е. неупорядоченная укладка витков). Экспериментально было установлено, что увеличение длины индуктивной катушки излучателя (поз. 2) приводит к ухудшению (в логарифмической зависимости) дальности срабатывания, а утолщенная (толщиной более 2 мм) цилиндрическая катушка не соответствует габаритным требованиям. В результате этого было принято решение использовать плоскую катушку с осью намотки, параллельной плоскости расположения индуктивной катушки излучателя (поз. 2).

В связи с этим конструктивным решением был экспериментально установлен «эффект поляризации». Он заключался в том, что при малых энергиях излучения расстояние срабатывания было больше при преимущественно параллельной ориентации осей намотки индуктивной катушки излучателя (поз. 2) и индуктивности (поз. 19) в магнитной головке (поз. 1).

В свою очередь, при перпендикулярном расположении осей катушек считывателя (поз. 8) и излучателя (поз. 10) достигался наименьший (аж до несрабатывания при непосредственном контакте со считывающей головкой) диапазон расстояний устойчивой передачи данных между индуктивной катушкой излучателя (поз. 2) и считывателем (поз. 7).

При значительном (более 5 W) увеличении энергии излучения эффект поляризации замечен не был. Учитывая эффект поляризации, было уменьшено отрицательное влияние на сердечник (поз. 7) считывающей головки (поз. 1), который не намагничивается.

Было установлено, что шумовой сигнал (гармоники и магнитные шумы среды) мало влияет на передачу цифровых данных, так как градиент магнитного поля создает сигнал, который значительно сильнее уровня шума, и который может быть зарегистрирован менее чувствительными усилителями и детекторами.

Пример реализации изобретения.

Выполняют устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) с вышеописанными конструктивными особенностями его элементов и связями между ними, после чего указанное устройство (13) включают в состав системы передачи цифровых данных индуктивным методом.

В банке/учреждении/магазине (поз. 15) (на фиг. 4 показано несколько поз. под номером 15, как варианты организаций, которые могут присваивать данные (эмитенты), например, банк или магазин и т.д.) присваивают учетные данные пользователя (поз. 16) (на фиг. 4 показано несколько поз. под номером 16, как вариант реквизитов, которые, например, присваивают платежным данным, данным систем скидок или авторизации).

По указанным реквизитам при помощи устройства считывания магнитных карт (на фиг. 4 показано несколько поз. под номером 14, как варианты для устройств считывания карт, например, POS-терминал, ридер дисконтных карт, чек-поинт) (поз. 14) идентифицируют пользователя, который может получить доступ к денежным средствам, которые находятся на счете клиента для оплаты (платежная информация), или, например, воспользоваться существующей дисконтной программой или системой авторизации.

Реквизиты (поз. 16) передают защищенным каналом и хранят в защищенной области ПО (поз. 17), установленного в вычислительной системе (смартфон, телефон, планшет и т.д.), которая поддерживает работу с устройством передачи цифровых данных индуктивным методом (13).

При помощи вычислительной системы (смартфон, телефон, планшет и т.д.) с установленным ПО (поз. 17) передают платежную информацию на устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13).

Далее при помощи устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) передают цифровую информацию на устройство считывания карт с магнитной полосой (поз. 19). Для передачи цифровых данных устройство считывания карт с магнитной полосой (поз. 19) использует информацию, содержащуюся в track1, или в track2 или в track3, так как единовременно может эмулироваться только один track.

Например, для осуществления платежной операции, POS-терминал использует информацию, содержащуюся в track2 (согласно стандарту ISO/IEC 7813). Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) передает информацию в виде колебаний магнитного поля, создавая сигнал в считывающей головке (поз. 1), подобный сигналу магнитной полосы (на фиг. 1 - фиг. 5 не показана) платежной карты (на фиг. 1 - фиг. 5 не показана). В данном примере нормированную мощность излучения регулируют путем быстрого переключения полярности напряжения питания, приложеного к индуктору (2), составляющего 1 с на каждое переключение.

То есть, кроме платежной информации, через устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13), которое работает на базе соответствующего способа передачи цифровых данных индуктивным методом, передают любую цифровую информацию.

Таким образом, для передачи цифровых данных с помощью устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (13), работающем на основе соответствующего способа, в том числе для осуществления платежных операций с POS-терминалами, карты с магнитной полосой не используют. При этом цифровую (в т.ч. платежную) информацию передают через устройство передачи цифровых данных исключительно индуктивным методом (поз. 13) с вычислительной системы с установленным ПО (поз. 17).

В вычислительную систему с установленным ПО (поз. 17) могут записывать несколько различных данных (реквизитов): например данные нескольких счетов, различных платежных организаций, в том числе банков. Перед передачей данных пользователь заявленного устройства (на фиг. 1-5 не показано) должен выбрать данные (реквизиты) (например, счет), которые будут переданы (например, будет осуществлен платеж).

Вычислительную систему с установленным ПО (поз. 17) могут выполнять в составе системы авторизации и идентификации, которая обеспечивает безопасность хранения и передачи цифровой информации. При этом само устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) не хранит цифровую информацию, а служит только средством ее передачи. Это делает невозможным использование цифровой (в первую очередь платежной) информации любым другим пользователем, кроме авторизованного пользователя.

Также в заявленной системе реализована функция one-time-pin, которая способствует информационной безопасности даже в случае несанкционированного доступа к платежным данным.

Клиент обращается в организацию, уполномоченную производить эмиссию карты, для получения информации о счете клиента, которая содержит цифровую информацию и позволяет производить передачу данных, например осуществлять платежные операции при взаимодействии с устройствами считывания карт, например POS-терминалами.

Такую же информацию, в том числе о счете клиента, обо всех платежных реквизитах и других характеристиках счета, которые организация-эмитент предварительно записывает на карты с магнитной полосой, передают по защищенному каналу в защищенную область ПО на вычислительную систему (поз. 12), взаимодействующую с устройством передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13).

При помощи вычислительной системы с установленным ПО (поз. 17) передают через устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) соответствующую (в т.ч. платежную) информацию бесконтактно на устройстве считывания карт (например, POS-терминал) без физического использования карты с магнитной полосой при передаче данных (например, при расчетах).

Промышленное применение

Преимуществами предлагаемого технического решения являются:

- отсутствие механического и магнитного износа головки устройства считывания;

- низкий расход электроэнергии (экономия составляет от 15% и выше) по сравнению с бесконтактными аналогами и прототипом;

- возможность работы от USBotg;

- обеспечение нормированной (оптимизированной, лишенной избыточности) мощности излучения, что затрудняет постороннее считывание данных (т.е. способствует усилению безопасности транзакций);

- обеспечение минимизации (т.е. сведение к минимально необходимому уровню) энергопотребления и массо-габаритных характеристик за счет нормирования мощности излучения;

- осуществление синтеза исключительно необходимых характеристик сигнала средствами вычислительной микросистемы;

- реализация управления потреблением модулей в различных режимах работы устройства дает экономию электроэнергии и приводит к увеличению срока эксплуатации без перезарядки.

Также преимуществом заявляемого способа, реализуемого на базе устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13), является то, что оно не хранит в себе цифровую (в т.ч. платежную) информацию, за счет чего оно является секьюрным инструментом. Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) также не содержит считыватель магнитных карт, который препятствует несанкционированному распространению охраняемой информации.

Устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (поз. 13) в составе одноименной системы выполняют портативным, компактным и энергоэффективным по сравнению с существующими бесконтактными аналогами и прототипом. Это позволяет его использовать в рамках стандарта потребления электроэнергии USB2.0 и USBotg. Согласно данным стандартам мощность, которая предоставляется потребителю, составляет до 2,5 W (5V, 0,5 А).

Система индуктивной передачи цифровых (платежных) данных позволяет динамически генерировать данные доступными вычислительными/коммуникационными средствами для осуществления идентификации в (платежных) системах типа POS-терминал.

Таким образом, реализация заявленного изобретения, которое соответствует требованиям и запросам современного рынка, обеспечивает возможность обслуживания всех видов транзакций и различных видов платежных счетов.

Изобретение относится к области электронной коммуникации, основанной на передаче данных индуктивным методом, например бесконтактной передаче цифровых данных с устройства бесконтактной передачи цифровых данных, на принимающее устройство, например устройство считывания карт с магнитной полосой. Технический результат - обеспечение возможности универсальной передачи данных для осуществления платежей с помощью считывателей магнитных карт без физического наличия таких карт у клиента. Способ индуктивной передачи цифровых данных заключается в получении от вычислительной системы данных с магнитной полосы, содержащей данные платежных карт, обработке принимаемых данных и генерировании магнитных импульсов высокой мощности, содержащих обработанные данные магнитной полосы, передаче этих импульсов, которые затем принимают с помощью считывающей головки устройства для считывания магнитных карт, при этом устройство передачи цифровых данных снабжают индуктором. 31 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ индуктивной передачи цифровых данных Paybeam, согласно которому от вычислительной системы получают данные с магнитной полосы, которая содержит данные платежных карт, обрабатывают принимаемые данные с магнитной полосы и генерируют магнитные импульсы высокой мощности, содержащие обработанные данные магнитной полосы, с помощью устройства передачи цифровых данных передают магнитные импульсы, которые затем принимают с помощью считывающей головки устройства для считывания магнитных карт (7), отличающийся тем, что, устройство передачи цифровых данных снабжают индуктором, а передачей данных управляют с помощью соответствующего программного обеспечения, установленного в вычислительной системе, при этом оси индуктора и считывающей головки (19) располагают преимущественно параллельно, на расстоянии до 30 см, обеспечивая поляризацию сигнала индуктора или без обеспечения поляризации, а нормированную мощность излучения регулируют как использованием широтно-импульсной модуляции, так и изменением полярности, заключающейся в быстром переключении полярности напряжения питания, приложеного к индуктору (2), с одновременным усилением тока в нем или без такого усиления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают синтезатором сигнала (5), который комплектуют микросистемой с отложенной обработкой команд или вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют преимущественно в виде микро-ЭВМ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 1 (track 1).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 2 (track 2), содержащей необходимые платежные данные в случае выполнения платежных операций.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью эмулирования одной дорожки номер 3 (track 3).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что программное обеспечение, установленное на вычислительной системе (17), выполняют с возможностью записи реквизитов (16).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что программное обеспечение, установленное на вычислительной системе (17), снабжают системой авторизации и идентификации пользователя.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют с возможностью синтеза сигнала.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что синтезатор сигнала (5) снабжают микросистемой с отложенной обработкой команд или вычислительной микросистемой реального времени, которую выполняют с возможностью последовательной установки значения текущего кадра сигнала на выводах двухразрядной цифровой шины с частотой воспроизведения цифрового сигнала в пределах от 0 Гц до 4 кГц.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) снабжают драйвером излучателя (6), который выполняют по схеме Н-моста.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что как драйвер излучателя (6) используют высокочастотный переключатель со средней точкой потребления и стабилизацией напряжения средней точки относительно верхней и нижней точки питания.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что как драйвер излучателя (6) используют операционный усилитель.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в устройстве передачи цифровых данных индуктивным методом (13) применяют устройство сопряжения (4) с вычислительной системой (12), который выполняют с возможностью передачи данных и команд устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (13) и с возможностью проверки состояния этого устройства (13).

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что устройство сопряжения (4) с вычислительными и коммуникационными системами (12) выполняют с возможностью поддержания стандартных методов передачи данных, таких, как, например, Bluetooth, UART, RS232, USB, wi-fi и других.

15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что устройство сопряжения (4) выполняют в виде кнопок или переключателей режимов, а нормированную мощность излучения регулируют путем быстрого переключения полярности напряжения питания, приложеного к индуктору (2), составляющего от 10^-6 с до 10 с на каждое переключение.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют из магнитно-нейтрального или магнитно-проводящего материала.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатой формы прямоугольного поперечного сечения.

18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатой формы прямоугольного поперечного сечения с закругленными краями.

19. Способ по п. 16, отличающийся тем, что плоский сердечник (18) индуктора (2) выполняют продолговатым и прямоугольной формы с поперечным сечением в виде ломаных граней.

20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обмотку индуктора (2) выполняют из токопроводящих материалов с изоляцией каждого витка от соседних витков.

21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде накладки на вычислительное устройство (12).

22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде защитного чехла на вычислительное устройство (12).

23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде брелка (12).

24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде браслета (12).

25. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют в виде модуля, встроенного в вычислительное устройство (12).

26. Способ по п. 1, отличающийся тем, что индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с добротностью, находящейся в пределах от 0,0001 до 1200 мкмН/Ом.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с неупорядоченной укладкой витков.

28. Способ по п. 26, отличающийся тем, что индуктивную катушку излучателя (2) выполняют с упорядоченной укладкой витков.

29. Способ по п. 1, отличающийся тем, что увеличивают расстояние передачи цифрового сигнала, используя поляризацию излучения магнитного поля.

30. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают по защищенному каналу цифровую информацию программному обеспечению, установленному в вычислительной системе (12).

31. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерируют выходной сигнал с устройства передачи цифровых данных индуктивным методом (13) путем переключения полярности питания индуктора (2).

32. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устройство передачи цифровых данных индуктивным методом (13) выполняют с возможностью использования эффекта поляризации.