一种全通道的智能POS机的制作方法

本发明涉及金融安全支付技术，具体描述了一种全通道的智能POS机。

背景技术：

POS(Point of Sale)销售点的缩写，一般意义上指商场或者商铺为所购商品或者服务付款的方式。POS机是实现这种付款方式的终端机具，把它安装在信用卡的特约商户和受理网点中与计算机联成网络，就能实现银行卡电子资金自动转帐，它具有支持消费、预授权、余额查询和转帐等功能，使用起来安全、快捷、可靠。

传统POS机是一种单纯银行卡线下收单的产品，由于使用功能和需求的限制，功能单调而且专一，只要满足银行卡支付的目的就可以了。POS机的使用场景也比较单一，属于金融支付行业使用的产品。传统POS机通常由银联或者银行来部署，每个银行部署的POS机都是接入自家通道。POS机的生产、研发、使用也是一个封闭的圈子，因为要满足各种银行卡组织、EMV和银联的各种标准规范，POS机的技术研发和创新受限于这个圈子，只能进行缓慢的技术创新和迭代。

但是，随着互联网与O2O技术和新型支付手段的飞速发展，这些传统POS机不能满足社会的快速需要。O2O技术需要一种线上选购，线下验签、核销的功能，传统POS机都不具备这种硬件接口和通道。新型支付手段如条码支付、二维码支付、会员卡支付、支付支付、声波支付、光波支付、扫脸支付等技术手段兴起，传统POS机也不具备这种硬件接口和通道。

因此，迫切需要一种跨行业、打通线上线下通道的智能POS机具。

技术实现要素：

针对上述现有POS机所存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够同时实现线上和线下支付的全通道的POS机。

为来达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种全通道的智能POS机，所述智能POS机包括线上支付处理系统和线下支付处理系统，所述线上支付处理系统完成互联网支付处理，所述线下支付处理系统完成银行卡支付处理。

优选的，所述线上支付处理系统和线下支付处理系统之间通过硬件通道接口联通，通过通道协议进行控制和协同工作。

优选的，所述线上支付处理系统通过调用线下支付处理系统完成交易信息打印，以及调用线下支付处理系统完成交易敏感信息的加密。

优选的，所述线下支付处理系统通过调用线上支付处理系统完成与交易后台的数据通讯；通过调用线上支付处理系统完成密码输入和显示结果输出。

优选的，所述硬件通道接口由数据串口、控制GPIO口、电源接口组成；通道协议由透传协议和APDU命令组成。

优选的，所述线上支付处理系统包括：主控制模块、通讯模块、存储模块、显示模块、摄像头模块、扫码模块、声音模块、电源管理模块；所述主控制模块控制连接通讯模块、存储模块、显示模块、摄像头模块、扫码模块、声音模块。

优选的，所述主控制模块控制摄像头模块或者扫码模块来实现一维码、二维码的扫码识别，完成订单验签、卡券核销、钱包支付功能；

所述主控制模块控制摄像头模块来完成会员头像留存、订单拍照和现场留证；

所述主控制模块控制摄像头模块来完成光波支付；

所述主控制模块控制显示模块触摸屏来完成用户签字确认；

所述主控制模块控制声音模块来完成声波支付；

所述主控制模块控制声音模块来进行广告促销和提示；

所述主控制模块控制通讯模块来连接远程支付后台。

优选的，所述线下支付处理系统包括安全控制模块、磁条卡模块、IC卡模块、NFC模块、指纹模块、打印模块，所述安全控制模块分别与磁条卡模块、IC卡模块、NFC模块、指纹模块以及打印模块数据连接。

优选的，所述线下支付处理系统通过安全控制模块来完成支付交易敏感信息的加密；

通过磁条卡模块与安全控制模块配合完成磁头银行卡的支付；

通过IC卡模块与安全控制模块配合完成新型芯片银行卡的支付；

通过NFC模块与安全控制模块配合完成闪付银行卡的支付；

通过指纹模块与安全控制模块配合完成用户身份认证；

通过打印模块来实现小票打印。

优选的，所述智能POS机还包括电源管理模块，用于对线上支付处理系统和线下支付处理系统供电；所述电源管理模块受控于线上支付处理系统。

基于上述方案构成的智能POS机打通了线上线下的支付通道，既能满足了线上支付通道需求，又能满足线下支付通道，解决了传统POS机无法提供用户全通道支付的需求。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实施例中智能POS机硬件结构图；

图2位本发明实施例中硬件通道接口示意图。

图中标号说明：

1.安卓主控制模块； 2.安全处理模块； 3.交易后台；

4.显示模块； 5.摄像头模块； 6.扫码模块；

7.通讯模块； 8.声音模块； 9.存储模块；

10.电源模块； 11.磁条卡模块； 12.IC卡模块；

13.NFC模块； 14.指纹模块； 15.打印模块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，其所示为本实例中提供的全通道的智能POS机的组成结构示意图。由图可知，本全通道的智能POS机主要由线上交易处理系统和线下交易处理系统相互配合构成。

其中，线上交易处理系统通过智能硬件和相应的智能系统支持扫码支付、卡券核销、订单验签等互联网支付场景；而线下交易处理系统通过安全芯片和安全COS支持传统银行卡支付场景。

在此基础上，两系统之间进一步的通过硬件通道接口连接，高度集成和协同工作，提供全通道的支付场景。

由此构成的全通道智能POS机既发挥了相应智能系统开放性好的特点，又发挥了安全处理系统保密性好的特点，互相补充和整合，提供了全方位的支付通道需求，有效满足线上、线下全通道支付的需求。

在具体实现，线上交易处理系统主要由主控制模块(1)、通讯模块(7)、存储模块(9)、显示模块(4)、摄像头模块(5)、扫码模块(6)、声音模块(8)、电源管理模块(10)相互配合组成。

主控制模块(1)，其为线上交易处理系统的处理核心。该主控制模块(1)分别控制连接通讯模块(7)、存储模块(9)、显示模块(4)、摄像头模块(5)、扫码模块(6)、声音模块(8)以及电源管理模块(10)，协调它们之间配合工作，来实现终端智能化。

该主控制模块(1)基于相应的智能系统来现实，如相应的安卓智能系统或OS智能系统等。本实例中主控制模块(1)具体为基于安卓智能系统的安卓主控制模块，其由支持安卓智能系统的智能芯片和控制管理智能芯片运行实现相应功能的安卓系统构成。

由此构成的安卓主控制模块(1)的智能芯片主板搭载有Android系统，Android系统上可以加载运行各种交易应用，如扫码支付应用、卡券核销应用、订单验签应用、拍照应用、电子钱包应用。

线上交易处理系统中的显示模块(4)实现安卓主控制模块(1)的显示和输入，并在安卓主控制模块(1)的控制下来完成用户签字确认。

该显示模块(4)包括qHD以上分辨率的LCD和电容多点触摸屏，显示模块通过FPC线与安卓主控制模块(1)连接；通过LCD和触摸屏，实现多应用界面显示和触控操作、文字输入。

线上交易处理系统中的摄像头模块(5)，其通过CAMIF接口与安卓主控制模块(1)连接，500M以上像素，实现拍照、扫码功能，支持自动对焦和闪光灯。

由此设置的摄像头模块(5)，在安卓主控制模块(1)的控制下可完成光波支付、会员头像留存、订单拍照和现场留证。

同时，该摄像头模块(5)在安卓主控制模块(1)的控制下还可实现一维码、二维码的扫码识别，完成订单验签、卡券核销、钱包支付功能。

线上交易处理系统中的扫码模块(6)，其通过SPI接口与安卓主控制模块(1)连接，一般集成专业一维码扫头或者二维码扫头，通过SPI接口连接到安卓主控制模块(1)，实现一维条码、二维码的扫描识别。

由此设置的扫码模块(6)在安卓主控制模块(1)的控制下还可实现一维码、二维码的扫码识别，完成订单验签、卡券核销、钱包支付功能。

线上交易处理系统中的通讯模块(7)是一个硬件集成化模块，由安卓主控制模块(1)的内部Modem和BT/WIFI/FM/GPS四合一芯片组成，支持2G/3G、WIFI、蓝牙、FM、GPS等功能，完成智能POS机的对外数据通讯功能；支付交易时，通过通讯模块实现POS机与交易后台(3)的数据通讯。

线上交易处理系统中的存储模块(9)通过内部高速总线与安卓主控制模块(1)连接，用来存储应用运行信息。

线上交易处理系统中的声音模块(8)与安卓主控制模块(1)数据连接，在安卓主控制模块(1)的控制下，完成声波支付。

另外，根据需要可通过声音模块(8)来进行广告促销和提示。

线上交易处理系统中的电源管理模块(10)包括大容量锂离子电池和电源管理芯片，具有3000mAH以上电池容量，实现对整个POS机的供电，即同时对线上交易处理系统和线下交易处理系统的运行提供稳定工作电源。

该电源管理模块(10)的内部电源管理芯片和安卓主控制模块(1)连接，由安卓主控制模块(1)来控制其充电和电池电量指示。

对于本POS机中的线下交易处理系统由安全控制模块(2)、磁条卡模块(11)、IC卡模块(12)、NFC模块(13)、指纹模块(14)以及打印模块(15)相互配合组成。

本线下交易处理系统中安全控制模块(2)为整个系统的处理核心，其分别控制连接磁条卡模块(11)、IC卡模块(12)、NFC模块(13)、指纹模块(14)以及打印模块(15)，并协调各模块之间配合工作，完成传统银行卡的支付处理。

该安全控制模块(2)由安全芯片和安全COS(Chip Operating System)配合构成。具体的，安全处理模块(2)的主板上集成相应的安全芯片，搭载一个小型的嵌入式安全系统COS，通过该COS实现线下交易处理系统的模块管理和任务调度外，同时，该COS还负责线下交易的业务逻辑处理、敏感数据的加解密、存储和管理。

本线下交易处理系统中的磁条卡模块(11)用来实现银行卡磁条数据读取和加解密。其与安全处理模块(2)之间通过SPI接口连接，可以支持1/2/3磁道的磁条卡，实现POS机的磁条卡刷卡交易。支付交易时，通过刷磁条卡，获取到用户的银行卡账号信息，由安全处理模块(2)处理加密后，通过硬件通道接口以及相应的通信协议发送至线上交易处理系统中的安卓主控制模块(1)，再由安卓主控制模块(1)通过通信模块(7)发送到银行的交易后台(3)，完成银行卡支付交易。

本线下交易处理系统中的IC卡模块(12)，其包括IC卡卡座和界面接口芯片，界面接口芯片与安全处理模块(2)之间通过UART口连接。在安全处理模块(2)的控制下，该IC卡模块(12)用来实现银行IC卡数据读取和EMV/PBOC流程处理，完成POS机的IC卡刷卡交易。

基于该IC卡模块(12)在支付交易时，在IC卡卡座插入金融IC卡，IC卡模块(12)获取到用户的银行卡账号信息和业务信息，由安全处理模块(2)处理加密后，通过硬件通道接口以及相应的通信协议发送至线上交易处理系统中的安卓主控制模块(1)，再由安卓主控制模块(1)通过通信模块(7)发送到银行的交易后台(3)，完成银行卡支付交易。

本线下交易处理系统中的NFC模块(13)包括13.56M NFC射频天线和界面接口芯片，界面接口芯片与安全处理模块(2)之间通过UART口连接。据此设计的NFC模块用来实现银行非接触卡的数据读取和EMV/QPBOC流程处理，完成POS机的非接触闪付挥卡交易。

基于该NFC模块(13)来进行支付交易时，在POS机的NFC模块感应区出挥过非接IC卡，获取到用户的非接银行卡账号信息和业务信息，由安全处理模块(2)处理加密后，通过硬件通道接口以及相应的通信协议发送至线上交易处理系统中的安卓主控制模块(1)，再由安卓主控制模块(1)通过通信模块(7)发送到银行的交易后台(3)，完成银行卡支付交易。

本线下交易处理系统中的指纹模块(14)采用电容式感应模块，用来实现指纹的录入和识别，完成商户或者持卡人的身份认证。该指纹模块与安全处理模块(2)之间通过串口连接，身份数据通过串口可以存入COS安全系统。

本线下交易处理系统中的打印模块(15)采用热敏打印机芯，与安全处理模块(2)之间采用SPI数据接口和GPIO控制接口连接，在安全处理模块(2)的控制下，打印模块(15)完成智能POS机的所有打印需求。打印数据通过SPI接口送入打印模块(15)，通过GPIO来控制打印机的启动、停止、检测和走纸功能。

基于上述方案构成的线上交易处理系统和线下交易处理系统之间通过相应的系统硬件通道来完成任务协调。该系统硬件通道由系统硬件通道接口和相应的通道协议来组成，通过系统硬件通道接口来完成两系统的数据联通，并通过通道协议进行控制完成任务协调。

参见图2，本POS机中的系统硬件通道接口包括如下硬件接口：串口、控制GPIO口和电源接口。该硬件通道接口建立在安卓主控制模块(1)中的智能芯片和安全处理模块(2)中的安全芯片之间，由安卓主控制模块(1)中的安卓系统和安全处理模块(2)中的COS系统共同控制。

其中的串口完成两个系统之间的数据交换，控制GPIO口负责系统间同步、休眠唤醒；电源接口完成电源管理模块(10)对线上处理系统和线下处理系统共同供电

本POS机中的系统硬件通道接口的通道协议由透传协议和APDU命令组成。

基于上述方案构成的系统硬件通道，利用系统硬件通道接口(即串口、控制GPIO口和电源接口)构成线上交易处理系统和线下交易处理系统之间的系统通道接口，同时由通道接口之间的控制协议(透传协议和APDU命令)完成系统间任务调度和命令执行。

基于上述方案构成的全通道智能POS机，其中的线上交易处理系统在进行线上交易处理时，通过系统硬件通道调用用线下交易处理系统的安全控制模块来完成交易敏感信息的加密；在完成交易后，通过系统硬件通道通过调用线下交易处理系统的打印模块完成小票打印。

具体的，线上交易处理系统在进行线上交易处理时，由安卓主控制模块(1)根据交易模式控制摄像头模块(5)、扫码模块(6)或声音模块(8)等来获取到相应的交易业务信息，同时安卓主控制模块(1)中智能芯片将交易业务信息通过相应的通道协议由系统硬件通道接口发送至安全处理模块中的安全芯片，由安全处理模块中的COS系统对该交易业务信息进行加密，并通过相应的通道协议由系统硬件通道接口发送至安卓主控制模块(1)，该安卓主控制模块(1)通过控制通信模块(7)，将加密后的交易业务信息发送到线上交易后台(3)，完成线上交付交易。

在完成线上交付交易后，安卓主控制模块(1)产生相应的交易结果信息。根据需要，安卓主控制模块(1)可通过相应的通道协议由系统硬件通道接口发送至安全处理模块中的安全芯片，安全处理模块将该交易结果信息发送至打印模块(15)，打印模块(15)完成交易小票打印。

再者，全通道智能POS机中的线下交易处理系统通过调用线上交易处理系统的通讯模块完成与交易后台的数据通讯；同时线下交易处理系统通过调用线上交易处理系统的显示触控模块完成功密码输入和显示结果输出。

具体的，线下交易处理系统在进行线下交易处理时，根据交易模式(刷卡、NFC等)安全处理模块(2)通过磁条卡模块(11)、IC卡模块(12)或NFC模块(13)获取到用户的银行卡账号信息和业务信息；在确认交易业务信息后，安全处理模块(2)调用相应的指纹模块(14)来完成身份认证或者通过相应的通道协议由系统硬件通道接口与安卓主控制模块(1)通信，调用显示模块(4)来进行密码输入，完成身份认证。

在完成身份认证后，安全处理模块(2)对敏感的交易信息进行加密处理，并通过硬件通道接口以及相应的通信协议发送至线上交易处理系统中的安卓主控制模块(1)，再由安卓主控制模块(1)通过通信模块(7)发送到银行的交易后台(3)，完成银行卡支付交易。

完成交易后，安全处理模块(2)通过通信模块(7)获取到交易结果后，将相应的交易结果信息发送至打印模块(15)，打印模块(15)完成交易小票打印。

综上，本发明实施例的全通道智能POS机包括线上交易处理系统和线下交易处理系统；线上交易处理系统通过智能硬件和安卓智能系统支持扫码支付、卡券核销、订单验签等互联网支付场景；线下交易处理系统通过安全芯片和安全COS支持传统银行卡支付场景；两系统之间通过硬件通道连接，高度集成和协同工作，提供全通道的支付场景；既发挥了安卓智能系统开放性好的特点，又发挥了安全处理系统保密性好的特点，互相补充和整合，提供了全方位的支付通道需求，是一种满足线上线下的全通道智能POS机。

再者，本全通道智能POS机并不是简单的将线上交易处理系统和线下交易处理系统叠加，而是提供了两套硬件处理系统和全方位的硬件接口，通过两套系统之间的通道接口实现线上交易处理系统和线下交易处理系统协同工作，既发挥了安卓智能系统的开放性好的特点，又发挥了安全处理系统保密性好的特点，提供了全方位的支付通道需求，既能满足了线上通道需求，又能满足线下通道，是一种线上线下全通道的智能POS机。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。