[发明专利]一种用于车辆收费的复合智能卡及其供电管理方法

说明书

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。

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单元的耗电量，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，在出口交易过程中，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。