专利名称：自动售货机非接触式cpu卡拍卡支付系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动售货机的技术领域，尤其是指自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统。
背景技术：
自动售货机方便快捷，可以每天M小时售货，被称为“永不下班的超级营业员”， 这种前卫的零售方式在发达国家已经十分普及。我国从上世纪90年代初期从国外引进第一台自动售货机到现今国内自主研发或代理国外的自动售货机，已经开始遍布机场，商场等一些公共场所；然而这些售货机终端大都采用CAN总线或采用485总线连接控制主机，由于分布零散等因素造成系统的建设投资大、运营费用高、监控维护不及时等缺点，另外这些售货机都存在只接受硬币和小额面值钞票等缺点，直接影响了自动售货机的销售数量，间接制约了其发展速度。针对传统的自动售货设备交易时结算为现金支付(包括纸币支付和硬币支付)的不足，较新型的自动售货机采用了刷卡(接触式)支付方式。但接触式卡片存在着操作慢、环境适应性差、可靠性欠佳等问题，这些先天不足限制了它们在一些重要领域的应用。非接触式IC卡与传统的接触式IC卡相比，它在继承了接触式IC卡的优点的同时，如大容量，高安全性等，又克服了接触式IC卡所无法避免的缺点，如读写故障率高， 由于粗暴插卡，非卡外物插入导致的故障，由于芯片外露而导致的污染、划伤、磨损、静电造成的故障等；非接触式IC卡完全密封的形式及无接触的工作方式，使之不易受到外界不良因素的影响，从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命，因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大高于接触式IC卡；由于非接触式IC卡具有磁卡和接触式IC卡无可比拟的品质，使之一推出，倍受各种收费部门的关注，并以惊人的速度在各部门得已推广和应用。目前市场上最常见的非接触式IC卡是非接触式逻辑加密卡，这类IC卡凭借其良好的性能和较高的性价比得到了广大用户的青睐，并已被广泛应用于公交、医疗、校园一卡通，门禁等领域；由于非接触式逻辑加密卡芯片采用的是流密码技术，密钥长度也不是很长 (比较典型的密码长度是Mifare的48 bit)，因此逻辑加密卡芯片普遍存在着一定的安全隐患，有被黑客破解的可能；在金融、身份识别、电子护照等对安全要求比较高的领域目前更倾向于使用内嵌微处理器的非接触式CPU卡芯片。CPU卡具有用户空间大、读取速度快、支持一卡多用等特点，并已经通过中国人民银行和国家商秘委的认证。非接触CPU卡卡内集成电路中包括中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及片内操作系统COS等主要部分。CPU卡芯片内部都有双重安全机制，第一重是芯片本身集成的加密算法模块，芯片设计公司通常都会将经实践检验最安全的几种加密算法集成入芯片，目前比较常见的安全算法有RSA，3-DES等。国内芯片设计公司还会引入国密算法(SSF33，SCB2, SM2，SM3等)来加强芯片的安全性。国密算法是不对外公开的，因此国密算法一般比其他公开算法的加密算法具有更高的安全性。第二重保护则是CPU卡芯片特有的C0S(Card Operation System) 系统，COS可以为芯片设立多个相互独立的密码，密钥以目录为单位存放，每个目录下的密钥相互之间独立，并且有防火墙功能(不同目录下密钥不会互相影响)。同时COS内部还设立密码最大重试次数以防止恶意攻击。由此可见，非接触式CPU卡比非接触式逻辑加密卡具有更高的安全性。非接触CPU卡拍卡支付作为一种新的支付手段，无论是在用户的使用习惯、方便上还是在支付安全方面都有着传统的支付方式无法比拟的优势，再加上产业链中各个厂商和运营商的积极介入和推动，使得非接触式拍卡支付面临着非常良好的发展机遇。综上所述，开发一种适应现代支付手段的自动售货机，已经成为业内关注的焦点， 可以预期，非接触式CPU卡自动售货机也一定会成为自动售货机行业的主流产品。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动售货机非接触式CPU 卡拍卡支付系统，其结构简单，操作方便，可使得售货机适应现代支付手段的需要，有利于推广使用。为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统，它包括有自动售货机的X86控制核心板模块，CPU卡读卡器模块，具有触摸输入方式的自助购物触摸屏模块，购物流程控制程序模块，具有收费、计算、储存数据以及支持财务报表的支付系统模块，操作系统模块，显示屏模块，FPGA控制板模块，出货执行机构模块，其中，所述的自助购物触摸屏模块连接于购物流程控制程序模块，CPU卡读卡器模块、购物流程控制程序模块、支付系统模块、操作系统模块、显示屏模块和FPGA控制板模块分别与X86控制核心板模块的端口相连接，通过该X86控制核心板模块将CPU卡读卡器模块、购物流程控制程序模块和支付系统模块的软件程序载入操作系统模块中，并且该X86 控制核心板模块通过通信接口接受来自非接触式CPU卡控制电路的信号或向非接触式CPU 卡控制电路发出信号；所述的出货执行机构模块连接于FPGA控制板模块，接受FPGA控制板模块的指令。所述的CPU卡读卡器模块由主处理器控制器、安全模块、专用智能读写模块和天线、电源管理及调谐电路组成，并配有与PC的通讯接口 ；CPU卡读卡器模块与非接触式CPU 卡之间通过无线电波来完成读写操作。所述的非接触式CPU卡为无源卡。本实用新型在采用了上述方案后，具有以下优点1、提供的商品品种和种类多，涉及的领域广，包括实物商品和虚拟商品(服务)，是一般网上购物无法比拟的。2、其支付方式采用电子货币形式，使用的RFID非接触式CPU卡，是一张内含大规模集成电路的智能卡片，上面登记有用户的重要数据和信息，包括有所有权人的存款余额
^fn 息。3、交易安全快捷，操作简单，所有权人购买商品时，只需用在植入的专有的支付系统上就能实现拍卡刷卡购物支付消费；所有权人拍卡刷卡消费后，即可获得自动售货机内出售的商品或者服务商会在第一时间内掌握购货者提供的信息，方便即时准确送货或提供有关服务。4、它可以作为物联网智能化平台的终端，通过物联网电子商务技术，实现对物流、 资金流、信息流和财务的高效管理。
图1为非接触式CPU卡读写卡模块框图。图2为支付系统结构图。图3为支付系统自助购物流程图。图4为本实用新型自动售货机的外形结构图。图5为自动售货机控制系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。在图1中非接触式CPU卡读写卡模块包括主处理器MCU、射频调制/解调器、电源管理、RS232接口、天线。其中主处理器芯片内部包含安全芯片THK 20F07 AC和多协议射频读卡器芯片THM 3060 L/ABC，其完全兼容IS0/IEC 14443 A/B、IS0/IEC 15693射频卡国际标准，支持接触卡国际标准IS07816 T=O和T =1协议；支持非接触射频卡协议ISO 14443 Α/Β协议的106 KBPS、212 KBPS、424 KBPS速率；支持接触卡协议ISO 7816协议9600 223200 BPS多种
速率；满足用户高速通讯需求。芯片内置112 K字节FLASH存储器，即可以作为程序区也可以作为数据区，程序开发者可灵活划分程序空间和数据空间大小；芯片具有硬件RSA、DES/3DES等加密引擎， 同时通过加密协处理CCP，可以实现加密算法的增加和扩展。采用本系统可以方便地进行双界面或非接触卡读写器的设计。电源管理采用高可靠的LDO芯片，提供整个系统3. 3V电压。RS232接口采用超薄接口设计，使产品整体更为轻薄小巧，接口带ESD保护及过流保护。射频调制/解调采用分立元件设计，并进行了精准的调谐，以使天线工作在最佳状态，达到最好的卡片操作效果。天线采用标准的射频天线，工作频率在13. 56 MHz，能够支持包括交通卡在内的多种标准卡片的读写。根据附图2至附图5所示，本实施例的自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统， 包括有自动售货机的X86控制核心板模块1，CPU卡读卡器模块2，具有触摸输入方式的自助购物触摸屏模块3，购物流程控制程序模块4，具有收费、计算、储存数据以及支持财务报表的支付系统模块5，操作系统模块6，显示屏模块7，FPGA控制板模块8，出货执行机构模块9，其中，所述的自助购物触摸屏模块3连接于购物流程控制程序模块4，CPU卡读卡器模块2、购物流程控制程序模块4、支付系统模块5、操作系统模块6、显示屏模块7和FPGA控制板模块8分别与X86控制核心板模块1的端口相连接，通过该X86控制核心板模块1将 CPU卡读卡器模块2、购物流程控制程序模块4和支付系统模块5的软件程序载入操作系统模块6中，并且该X86控制核心板模块1通过通信接口接受来自CPU卡控制电路的信号或向CPU卡控制电路发出信号；所述的出货执行机构模块9连接于FPGA控制板模块8，接受 FPGA控制板模块8的指令，FPGA控制底板8指令自动售货机触摸显示窗口选中的商品由出货执行机构9出货。本实用新型非接触式CPU卡RFID读写卡模块的工作流程是由PC端上层应用软件发起对RFID读卡模块的读写指令，RFID读卡模快进入待读卡状态，读写卡完毕后，发送 RFID卡数据到上层应用软件进行运算处理。本实用新型的应用系统涉及如下实体清算银行，支付系统服务商，网上商城服务商，服务提供方，客户；其中清算银行提供资金划拨服务。支付系统服务商负责支付系统的建设、运行维护。网上商城服务商负责网上系统的建设，包括网络、设备维护、商户开拓等。商户负责产品提供，信息发布，产品的售后服务。持卡人支付系统使用人，支付系统、网上商城服务商、自助购物、商户的客户。本实用新型的自助购物流程为用户在自动售货机选择了自动售货机内储存的商品后，并拍卡确认后，服务器接收请求，并将数据提交到清算后台，接收后台对数据进行处理，将包含交易成功的数据返回给自动售货机，自动售货机控制系统解析用户指令，根据用户输入的售货机编号和货道号，在数据库中查明货物类型等信息后，对用户指定商品进行吐货，售货机吐货后，用户成功获得商品，自动售货机通过打印机打印用户交易单，告知用户交易明细。本实用新型的自动售货机主要包括箱体10，CPU卡读卡器2、自助购物触摸屏3及主机控制系统、商品储存装置、商品出货装置；其中箱体10为各种部件安装提供空间。CPU卡读卡器2读写器由主处理器控制器、安全模块、专用智能读写模块和天线、 电源管理及调谐电路组成，并配有与PC的通讯接口 ；CPU卡读卡器2与非接触式CPU卡之间通过无线电波来完成读写操作，二者之间的通讯频率为13. 56MHZ ；非接触性CPU卡本身是无源卡，当CPU卡读卡器2对卡进行读写操作时，CPU卡读卡器2发出的信号由两部分叠加组成一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作，另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给CPU卡读卡器2，完成一次读写操作。主机控制系统是自动售货机的指挥中心，包括有x86主机控制板和FPGA控制底板，具有完成设定、信息采集处理、显示、人机对话、检测、通信等各种控制功能，在本实施方式中通过接收购物流程控制程序发出的交易指令和通过通信接口接受来自CPU卡读卡器2 传送的数据信号，以控制商品驱动装置将用户所选商品送出，完成自助购物过程。商品储存装置完成自助购物者所需商品的储存放置。商品出货装置完成自动售货机把商品提供给自助购物者的任务。以上所述之实施例只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统，其特征在于它包括有自动售货机的 X86控制核心板模块(1)，CPU卡读卡器模块(2)，具有触摸输入方式的自助购物触摸屏模块(3)，购物流程控制程序模块(4)，具有收费、计算、储存数据以及支持财务报表的支付系统模块(5)，操作系统模块(6)，显示屏模块(7)，FPGA控制板模块(8)，出货执行机构模块 (9)，其中，所述的自助购物触摸屏模块(3)连接于购物流程控制程序模块(4)，CPU卡读卡器模块(2)、购物流程控制程序模块(4)、支付系统模块(5)、操作系统模块(6)、显示屏模块 (7)和FPGA控制板模块(8)分别与X86控制核心板模块(1)的端口相连接，通过该X86控制核心板模块(1)将CPU卡读卡器模块(2)、购物流程控制程序模块(4)和支付系统模块(5) 的软件程序载入操作系统模块(6)中，并且该X86控制核心板模块(1)通过通信接口接受来自CPU卡控制电路的信号或向CPU卡控制电路发出信号；所述的出货执行机构模块(9)连接于FPGA控制板模块(8 )，接受FPGA控制板模块(8 )的指令。
2.根据权利要求1所述的自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统，其特征在于所述的CPU卡读卡器模块(2)包括主处理器控制器、安全模块、专用智能读写模块、电源管理和天线及调谐电路，并配有与PC的通信接口 ；CPU卡读卡器模块(2)与非接触式CPU卡之间通过无线电波来完成读写操作。
3.根据权利要求2所述的自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统，其特征在于所述的非接触式CPU卡为无源卡。
专利摘要本实用新型为自动售货机非接触式CPU卡拍卡支付系统，它包括有自动售货机的X86控制核心板模块，自助购物触摸屏模块，出货执行机构模块以及分别与X86控制核心板模块的端口相连接的CPU卡读卡器模块、购物流程控制程序模块、支付系统模块、操作系统模块、显示屏模块和FPGA控制板模块；自助购物触摸屏模块连接于购物流程控制程序模块，X86控制核心板模块通过通信接口接受来自非接触式CPU卡控制电路的信号或向非接触式CPU卡控制电路发出信号；出货执行机构模块连接于FPGA控制板模块，接受FPGA控制板模块的指令。本实用新型提供的商品品种和种类多，其支付方式采用电子货币形式，交易安全快捷，操作简单。
文档编号G07F7/08GK202167079SQ20112028920
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者关俭文, 关林艺, 关海文, 周卓林 申请人:佛山市南海科西亚数码电气有限公司