一种能够实现快速支付的电子秤的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能够实现快速支付的电子秤，该电子秤包括称重单元、NFC单元以及电源单元，所述称重单元与NFC支付单元连接，用于对称重物品重量信息进行采集和测量，并将采集到的信息传输到NFC支付单元；所述NFC支付单元用于实现称重物品的移动支付。本发明通过在电子秤内部集成NFC支付单元，使得电子秤在近场环境中能够实现快速支付；NFC技术与电子秤相结合，用于实现与带有NFC功能的终端设备或者NFC电子标签之间的通信，可以用于身份及设备识别、电子支付、广告推送、设备相关信息获取等多种应用方案，并且集成后的电子秤具有体积小巧、读取距离较远、灵敏度高、容错性强、识别准确等特点。
【专利说明】一种能够实现快速支付的电子砰
【技术领域】
[0001]本发明属于计量称重【技术领域】，具体涉及一种在称重的同时可以实现快速支付的电子秤的设计。
【背景技术】
[0002]50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展，60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平，电子秤重技术也从静态称重向动态称重发展:计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
[0003]近场通信(Near Field Communication, NFC)是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内，其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。目前近场通信已通过成为IS0/IEC IS18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS102 190标准，NFC采用主动和被动两种读取模式，并且在现有技术中NFC设备是指具有近场通信功能的设备。
[0004]电子秤是一种电子衡器，多用于称重计价领域，若将NFC技术和电子秤结合在一起，可以产生很多新的功能和应用，如电子支付、信息查询、广告推送等，有利于提高信息化集成度。在现有技术条件下，要实现在称重计价的同时能够进行NFC通信的功能，需要分别购买带通讯接口的称重计价设备(电子秤)、NFC设备(NFC阅读器)和电脑等多种设备，而现有技术中还不存在能够实现快速支付的电子秤，造成了用户在商品完成称量后，还需至另外的结算部门进行结算才能完成商品购买的全过程，给购买者带来了一定的不便，也带来了一定的重复性劳动。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中电子秤不具有NFC功能的缺点而提出一种能够实现快速支付的电子秤。
[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种能够实现快速支付的电子秤，包括称重单元、NFC单元以及电源单元，所述称重单元与NFC支付单元连接，用于对称重物品重量信息进行采集和测量，并将采集到的信息传输到NFC支付单元；所述NFC支付单元用于实现称重物品的移动支付。
[0007]进一步的，所述称重单元包括称重传感器、微控制芯片、通信接口以及显示模组，所述微控制器芯片与称重传感器、显示模组连接，用于控制其他各个元器件的工作，所述称重传感器用于采集被测物体的重量信息，并将得到的重量信息传输至微控制器芯片，所述微控制芯片计算出被测物体的价格信息，并将该价格信息传输至显示模组，所述显示模组根据微控制芯片的控制命令显示出被测物体的重量及价格信息；所述通信接口用于与NFC支付单元进行数据交互。
[0008]进一步的，所述NFC支付单元包括匹配电路、晶振电路以及射频芯片电路，所述射频芯片电路与匹配电路、晶振电路以及称重单元的微控制器芯片连接，用于实现与微控制器芯片的数据交互，所述晶振电路用于为射频芯片提供外部时钟，所述匹配电路与射频芯片电路连接，用于提供对外天线接口。
[0009]进一步的，所述称重单元的微控制芯片采用LPC1768实现。
[0010]进一步的，所述称重传感器采用芯片HX710实现。
[0011]进一步的，所述NFC支付单元的射频芯片电路采用芯片TRF7970A实现。
[0012]进一步的，所述电源单元采用ASM1117的LDO电源芯片实现。
[0013]本发明的有益效果:本发明一种能够实现快速支付的电子秤，通过在电子秤内部集成NFC支付单元，使得电子秤在近场环境中能够实现快速支付；NFC技术与电子秤相结合，用于实现与带有NFC功能的终端设备或者NFC电子标签之间的通信，可以用于身份及设备识别、电子支付、广告推送、设备相关信息获取等多种应用方案，并且集成后的电子秤具有体积小巧、读取距离较远、灵敏度高、容错性强、识别准确等特点，在实际生活应用中适用性较强。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤的系统框图；
[0015]图2为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤的电路结构框图；
[0016]图3为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中称重传感器的电路示意图；
[0017]图4为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中显示模组的电路示意图；
[0018]图5为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中微控制器芯片的电路示意图；
[0019]图6为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中电源单元的电路示意图；
[0020]图7为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中晶振电路的示意图；
[0021]图8为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中匹配电路的示意图；
[0022]图9为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤中射频芯片电路的示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
[0024]如图1所示为本发明实施例的一种能够实现快速支付的电子秤的系统框图，包括称重单元、NFC单元以及电源单元，所述称重单元与NFC支付单元连接，用于对称重物品重量信息进行采集和测量，并将采集到的信息传输到NFC支付单元；所述NFC支付单元用于实现称重物品的移动支付。其中，所述称重单元包括称重传感器、微控制芯片、通信接口以及显示模组，所述微控制器芯片与称重传感器、显示模组连接，用于控制其他各个元器件的工作，所述称重传感器用于采集被测物体的重量信息，并将得到的重量信息传输至微控制器芯片，所述微控制芯片计算出被测物体的价格信息，并将该价格信息传输至显示模组，所述显示模组根据微控制芯片的控制命令显示出被测物体的重量及价格信息；所述通信接口用于与NFC支付单元进行数据交互。所述NFC支付单元包括匹配电路、晶振电路以及射频芯片电路，所述射频芯片电路与匹配电路、晶振电路以及称重单元的微控制器芯片连接，用于实现与微控制器芯片的数据交互，所述晶振电路用于为射频芯片提供外部时钟，所述匹配电路与射频芯片电路连接，用于提供对外天线接口。
[0025]本发明通过在电子秤内部集成NFC支付单元，使现有的电子秤能够实现在被测物品完成称量后即可快速支付对应的价格费用，填补了现有技术中不存在快速支付的电子秤的空白，解决了用户在购买商品结束后不能直接在完成商品称量的地方实现直接支付的问题，提升了用户的购买体验，并且能够在现有市场中实现较大规模的应用。为了本领域技术人员能够理解并且实施本发明技术方案，下面将结合具体的电路结构对本发明方案进行详细说明:
[0026]如图2所示为本发明一种能够实现快速支付的电子秤的电路结构框图，其中，所述称重单元的微控制芯片采用LPC1768实现，称重传感器采用芯片HX710实现，显示驱动器及显示器采用CS5817显示模块实现，所述NFC支付单元的射频芯片电路采用芯片TRF7970A实现；
[0027]根据图2所示的电路结构，其中，微控制芯片LPC1768通过SPI串行接口与射频芯片电路芯片TRF7970A进行数据交互，其引脚RX_IN1和RX_IN2作为射频芯片电路芯片的输入信号端，引脚TX_0UT作为射频芯片电路芯片的输出信号端，所述匹配电路采用RC电路实现，引脚ANTl和ANT2作为对外天线接口 ；所述晶振电路与射频芯片电路连接，其提供的时钟采用13.56MHz ;所述微控制芯片LPC1768通过I2C总线与CS5817显示模块、称重传感器芯片HX710连接；电源单元将5V电压转换为3.3V电压提供到微控制芯片LPC1768和射频芯片电路芯片TRF7970A，并且其采用ASMl117的低压差LDO线性稳压芯片实现。下面通过每个元器件的具体电路结构示意图对本发明进行详细说明:
[0028]如图3所示为称重传感器的电路示意图，U2即为称重传感器HX710芯片，I脚接
3.3V电压作为参考电压，7脚和8脚分别经过C9、C10滤波接3.3V电压，3脚和4脚分别接入传感器的模拟信号正端和负端，5脚为时钟信号SCL，6脚为数据信号SD0，通过5脚和6脚与微控制器芯片连接，实现将采集得到的被测物品的重量数据传输至微控制器芯片。
[0029]如图4所示为显示模组的电路示意图，其中的U23芯片，即CS5817是显示模组的主要组成部分，它为一款数码管驱动芯片，用于数码管的显示。25脚连接3.3V电压给芯片供电，11脚接地，9脚为I2C的SCL时钟信号，10脚为I2C的SDA数据信号，通过9脚和10脚与微控制器芯片相连接，接收显示指令，其余引脚均为数码管控制引脚，控制各数码管的显不O
[0030]如图5所示为微控制器芯片的电路示意图，其中CPU芯片，即U5选择的是NXP公司的LPC1768芯片，LPC1768芯片为ARM架构的处理器，主频高达IOOMhz，该微控制器芯片的作用是接收称重传感器传输的重量信息并进行处理，关联上商品和价格等信息后，保存下来，或者传输至显示模组，显示商品的重量和价格信息。
[0031]如图6所示为电源单元的电路示意图，其中U3即ASMl117，为LDO电源芯片，它属于低压差(LDO)线性稳压芯片，LDO线性稳压芯片成本低，噪音低，静态电流小，同时它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容，这样就大大简化了芯片的外围电路。再加上本发明方案采用单电源设计，整个电路设计的体积就进一步得到了缩小。U3的I脚为芯片接地端，外接GND，图中5V电压同时经过C25、C26滤波输入给U3的3脚，U3的4脚为电压输出脚，经过C23、C24滤波之后输出3.3V电压。在本发明实施例中，各个子单元的工作电压均为3.3V。
[0032]TRF7970A芯片是TI公司出的NFC芯片，支持近场通信标准NFCIP-1 (ISO/IEC18092)和NFCIP-2 (IS0/IEC21481)，和Felica的完全集成协议处理。针对所有三位速率(106kbps，212kbps, 424kbps)和卡仿真的集成编码器、解码器和数组帧NFC发送方、有源和无源目标方操作，并且它能够执行以下三种模式中的任一模式:RFID/NFC读取器、NFC对等点、或者卡仿真模式。
[0033]下面对NFC支付单元的各个电路模块进行说明:
[0034]如图7所示为晶振电路的示意图，其提供的时钟采用13.56MHz。
[0035]如图8所示为匹配电路的示意图，其引脚RX_IN1和RX_IN2作为射频芯片电路芯片的输入信号端，引脚TX_0UT作为射频芯片电路芯片的输出信号端，所述匹配电路采用RC电路实现，引脚ANTl和ANT2作为对外天线接口。
[0036]如图9所示为射频芯片电路的示意图，其采用TRF7970A实现，芯片TRF7970A有2个接收器输入:RX_IN1 (引脚8)和RX_IN2(引脚9)。每个输入被连接至一个外部电容电压分配器以确保2个输入中至少有I个输入上的来自标签的经调制信号可用。此架构消除了由标签到读取器的任何可能的通信漏洞，RX.1N1和RX_IN2这2个输入被复用成2个接收器，即主接收器和辅助接收器，但在具体工作过程中，一般只用主接收器接收，而辅助接收器用于信号质量监控。TRF7970A通过22脚和20脚连接到微控制器芯片，接口是SPI接口。
[0037]本发明与其它同类电子秤相比，采用模块式结构，除了可以称重计价以外，还可以在HF频段工作；支持的协议包括:IS014443TypeA、IS014443TypeB、IS018092。通过NFC模块，完成电子支付、卡模拟、点对点通信等功能，使得电子秤不仅仅只是一台称重的秤，而且拥有电子支付、身份识别、点对点通信等多项功能，使得它的应用能够更加多样化。
[0038]在实际的应用中，比如电子支付交易时，本发明所述电子秤会先通过称重计价方式计算出交易金额，并通过NFC模块与消费者的带有NFC功能的终端设备或NFC电子标签通信，扣除消费者相应账户的交易金额，并形成交易数据传送给处理器，同时电子秤将采集到的交易数据，并通过有线或无线网络与服务器数据中心交换数据，方便记录交易信息，用于资金结算。并且还可以增加票据打印模块，根据用户需要，打印相应的信息，如物品名称、重量、单价、总价等信息。
[0039]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围但不局限于这样的特别陈述和实施例。凡是根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本发明的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，包括称重单元、NFC单元以及电源单元，所述称重单元与NFC支付单元连接，用于对称重物品重量信息进行采集和测量，并将采集到的信息传输到NFC支付单元；所述NFC支付单元用于实现称重物品的移动支付。
2.如权利要求1所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述称重单元包括称重传感器、微控制芯片、通信接口以及显示模组，所述微控制器芯片与称重传感器、显示模组连接，用于控制其他各个元器件的工作，所述称重传感器用于采集被测物体的重量信息，并将得到的重量信息传输至微控制器芯片，所述微控制芯片计算出被测物体的价格信息，并将该价格信息传输至显示模组，所述显示模组根据微控制芯片的控制命令显示出被测物体的重量及价格信息；所述通信接口用于与NFC支付单元进行数据交互。
3.如权利要求1所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述NFC支付单元包括匹配电路、晶振电路以及射频芯片电路，所述射频芯片电路与匹配电路、晶振电路以及称重单元的微控制器芯片连接，用于实现与微控制器芯片的数据交互，所述晶振电路用于为射频芯片提供外部时钟，所述匹配电路与射频芯片电路连接，用于提供对外天线接口。
4.如权利要求2所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述称重单元的微控制芯片采用LPC1768实现。
5.如权利要求2所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述称重传感器采用芯片HX710实现。
6.如权利要求3所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述NFC支付单元的射频芯片电路采用芯片TRF7970A实现。
7.如权利要求1至6任一项所述的一种能够实现快速支付的电子秤，其特征在于，所述电源单元采用ASMl117的LDO电源芯片实现。
【文档编号】G07G1/12GK104019877SQ201410280597
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】刘川杰, 罗芯, 丁川, 吴朗, 李昌峻, 李健, 靳淦, 徐彬, 陈极, 王菲, 叶欢 申请人:成都九洲电子信息系统股份有限公司