CN101119423A - 电子标签智能金融自助支付电话终端 - Google Patents

Abstract

本发明为电子标签智能金融自助支付电话终端。本发明属于信息技术领域。本发明主要应用了RFID射频卡、IC卡和磁条卡及其读写技术，配合GSM/GPRS或CDMA无线通讯技术，不但可以将卡上的数据与远程服务器进行交互，还可以进行语音通讯。具有公用电话功能的智能自助支付终端，不但可作为公用电话使用，而且可以读取磁卡、接触式IC卡和RFID射频卡及打印小票，方便居民进行日常生活缴费，如水费、电费、气费、电话费、电话充值卡、公交一卡通等。

Description

电子标签智能金融自助支付电话终端

技术领域

本发明属于信息技术领域。

背景技术

本发明主要应用了RFID射频卡、IC卡和磁条卡及其读写技术，配合GSM/GPRS或CDMA无线通讯技术，不但可以将卡上的数据与远程服务器进行交互，还可以进行语音通讯。

1.RFID射频卡及其读写技术

RFID射频卡由芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围(通常为5-10mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

卡片与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHZ。卡片本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作时，读写器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，并返回信号给读写器，完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。

RFID射频卡具有以下优点：

a)可靠性高。卡片与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。此外，非

接触式卡表面无裸露芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。

b)操作方便。由于采用非接触通讯，读写器在10CM左右范围内就可以对卡片操作，所以不必插拨卡，非常方便用户使用。卡片使用时没有方向性，卡片从任意方向掠过读写器表面既可完成操作，大大提高了每次使用的速度。

c)防冲突。卡片中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写器可以“同时”处理多张卡片。这提高了应用的并行性，无形中提高系统工作速度。

d)可以适合于多种应用。RFID射频卡的存储器结构特点使它一卡多用，能运用于不同系统，用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。

e)加密性能好。RFID射频卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改。卡片与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证卡片的合法性，同时卡片也验证读写器的合法性。卡片在处理前要与读写器之间进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外，卡中各个扇区都有自已的操作密码和访问条件。

2.接触式IC卡及其读写技术

IC卡(Integrated Circuit Card，集成电路卡)是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡在有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent card)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式；已经十分广泛地应用于包括金融、交通、社保等很多领域。

IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(InterfaceDevice)。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。

3.磁条卡及其读写技术

磁条卡是一种磁记录介质卡片。它由高强度、耐高温的塑料或纸质涂覆塑料制成，能防潮、耐磨且有一定的柔韧性，携带方便、使用较为稳定可靠。通常，磁条卡的一面印刷有说明提示性信息，如插卡方向；另一面则有磁层或磁条，具有2-3个磁道以记录有关信息数据。

磁条卡以液体磁性材料或磁条为信息载体，将液体磁性材料涂复在卡片上或将宽约6-14mm的磁条压贴在卡片上。磁条上有三条磁道，前两条磁道为只读磁道，第三条磁道为读写磁道，如记录帐面余额等。磁条卡的信息读写相对简单容易，使用方便，成本低，从而较早地获得了发展，并进入了多个应用领域，如电话预付费卡、收费卡、预约卡、门票、储蓄卡、信用卡等。

信用卡是磁卡较为典型的应用。发达国家从本世纪六十年代就开始普遍采用了金融交易卡支付方式。其中，美国是信用卡的发祥地；日本首创了用磁卡取现金的自动取款机及使用磁卡月票的自动检票机。1972年，日本制定了磁卡的统一规范，1979年又制定了磁条存取信用卡的日本标准JIS-B-9560、9561等。国际标准化组织也制定了相应的标准。

4.GSM/GPRS和CDMA无线通讯技术

GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，俗称“全球通”，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。GSM系统包括GSM-900：900MHz、GSM-1800：1800MHz及GSM-1900：1900MHz等几个频段。GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低。

GPRS的英文全称为General Packet Radio Service，中文含义为通用分组无线服务，它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将数据封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为象Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。此外，在GSM phase 2的标准里，GPRS可以提供四种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护(Error Protection)能力。利用四种不同的编码方式每个时槽可提供的传输速率为CS-1(9.05K)、CS-2(13.4K)、CS-3(15.6K)及CS-4(21.4K)，其中CS-1的保护最为严密，CS-4则是完全未加以任何保护。每个用户最多可同时使用八个时槽，所以GPRS号称最高传输速率为171.2K。主要特点：数据实现分组发送和接受，按流量计费；56～15Kbps的传输速度。GPRS是以分组交换的方式进行数据传输，由于是分组交换，因此在网络资源的利用率上较电路交换有了很大的提高，而且GPRS可以同时进行语音与数据的传递，并且计费可以完全按照产生的流量来统计。

CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA具有以下主要优势：(1)系统容量大；(2)系统容量的配置灵活；(3)通话质量更佳；(4)频率规划简单；(5)建网成本低等。

发明内容

具有公用电话功能的智能自助支付终端，不但可作为公用电话使用，而且可以读取磁卡、接触式IC卡和RFID射频卡及打印小票，方便居民进行日常生活缴费，如水费、电费、气费、电话费、电话充值卡、公交一卡通等。

附图说明

图1：正视图(见说明书附图)

图2：侧视图(见说明书附图)

具体实施方式

1.终端系统模块

●选择应用

当卡片插入终端时，终端决定哪些应用被卡和终端共同支持，并将这些应用显示出来，供用户选择优先权最高的应用执行。

●应用初始化/读应用数据

在终端选择应用之后，从卡片读取应用的数据。由这些数据得知卡片具备的功能以及支持这些功能所需的应用数据。根据交易特征，例如国内或国际的，卡片有可能返回不同的数据或支持功能。终端根据这些数据以及终端能力来决定交易要执行的处理功能。

●脱离数据认证

终端根据卡片和终端的支持情况，决定是否使用及使用那种脱机数据认证方式来认证卡片。如果终端支持脱机数据认证功能，并且检测到卡片支持静态数据认证(SDA)、动态数据认证(DDA)或复合动态数据认证(CDA)中至少一种，则终端需进行脱机数据认证。

●处理限制

终端通过处理限制来检查应用交易是否允许继续进行。检查内容包括应用生效期、应用失效期、应用版本号以及其他发卡行定义的限制条件，发卡行可以使用应用用途控制(AUC)来限定卡用于国内还是国外，或能否用于取现、商品、服务以及返现等交易。

●持卡人验证

持卡人验证用来确认持卡人的合法行，以防止遗失或被盗卡片的使用。终端通过检查卡片上的持卡人验证方法(CVM)列表确定使用那种验证方法。CVM列表建立了持卡人验证方法的有限处理顺序，根据终端能力和交易特点项持卡人提供某一特定的身份验证方法。例如脱机PIN验证、联机PIN验证或签名等。

●终端风险管理

终端风险管理检查内容包括交易是否超过最低限额，卡片帐号是否出现在终端异常文件中，是否超过连续脱机交易限制，卡片是否为一张新卡，是否商户强制交易联机，以及交易是否随机进行联机等。这些风险管理过程提高了交易脱机进行的安全性。

●终端行为分析

终端行为为分析根据脱机数据认证、处理限制、持卡人验证、终端风险管理的结果以及终端和卡片中设置的风险管理参数决定如何继续交易(脱机批准、脱机拒绝活联机授权)。

●卡片行为分析

卡片收到终端请求的应用密文类型后，执行卡片行为分析。通过卡片风险管理检查，决定是否返回终端说要求的应用密文，以反映卡片行为分析结构及卡片对交易结果的判断。卡片行为分析包括对上次联机交易未完成，上次发卡行认证失败，上次脱机数据认证失败，是否达到次数或金额频度上限等检查。卡片可以返回与终端请求类型不一样的密文，如终端请求脱机批准，卡片可以返回联机处理或脱机拒绝；终端请求联机处理，卡片可以返回脱机拒绝；但如果终端请求脱机拒绝，卡片只能返回脱机拒绝。

●联机处理

如果卡片或终端决定交易需要进行联机授权，且终端具备联机能力，终端将向发卡行发送联机授权报文。此报文包含ARQC密文、用来生成ARQC的数据以及表示脱机处理结果的指示符。发卡行在联机卡片认证(CAM)过程中通过验证ARQC来认证卡片。传送回终端的授权相应报文可以包括发卡行生成的授权相应密文(ARPC)(用卡片的保密DES密钥对ARQC、授权响应码加密生成)。

●发卡行脚本处理

如果发卡行在授权相应报文中包含脚本，终端则将脚本解析成脚本命令，并发送给IC卡。在执行脚本更新前，卡片要进行安全检查，以确认脚本来自真正的发卡行并在传输过程中未被更改。脚本命令包括应用锁定、应用解锁、卡片锁定、PIN解锁和更改PIN等。这些命令对当前交易并不产生影响，主要会影响卡片的以后的交易功能。

●交易结束

除非交易在前几个步骤因处理异常被终止，否则终端必须通过执行此功能来结束交易。

卡和终端执行最后处理来完成交易。发卡行已批准的交易可以根据发卡行认证结果和卡片中发卡行设置的参数而被卡片拒绝。卡片根据交易结果、发卡行认证结果以及发卡行设置的规则来决定是否复位基于卡片的计数器和指示符。卡片生成TC批准交易，生成AAC拒绝交易。

2.主要技术参数

项目	技术参数
		CPU	32位微处理器
存储器	8MB SDRAM，可升级至16MB，8MB闪存，可升级至16MB，128KB SRAM
		磁卡读卡器	双向双轨，1/2或2/3轨，符合ISO7810/7811规范
IC卡读卡器	符合ISO7816规范，符合最新EMV2000和PBOC2005一级、二级规范
		无线通讯	GSM/GPRS或CDMA
显示屏	超大背光图形液晶显示屏
		键盘	可编程键盘，具有按键音
打印机	高速热敏打印机，58mm打印宽度，70mm/秒，支持16、24和32点阵字符和汉字打印
		汉字库	内置国标一、二级汉字库
PSAM卡	标配4个PSAM卡槽，符合ISO7816及PBOC2005规范
		加密及安全	硬件安全加密模块具备独立的CPU和带电池保护的SRAM；可以存储10组以上密钥；支持DES/3DES运算，ANSI98 PIN算法，ECB标准MAC算法；安全模块的主密钥防探测，具备开盖密钥自毁装置
密码键盘	内置密码键盘
		设备工作环境	运行温度：0℃~50℃保存温度：-30℃~70℃
电源和充电	AC110-220V外电输入，DC9V 1.5A输出

3主要创新点

●采用先进的高速32位处理器。

●大容量应用闪存，充分满足大容量存储应用的需求。

●超大背光液晶显示屏，可显示图形及多行字符。

●多个功能按键，可充分满足按键编程要求。

●内置密码键盘。硬件安全加密模块具备独立的CPU和带电池保护的SRAM；可以存储10组以上密钥；支持DES/3DES运算，ANSI98 PIN算法，ECB标准MAC算法；安全模块的主密钥防探测，具备开盖密钥自毁功能。

●高速热敏打印机，可方便快速地打印收据、清单、充值票据等。

●具有一个磁卡读卡器，两个IC卡读卡器及一个射频卡读卡器，满足各种用卡需求。

●符合相关产品认证，保证用户使用的安全性。

●多个PSAM卡插槽，满足多应用需求，可分别管理和升级应用软件，避免不同应用间的相互干扰。

●具备电话功能，可同时作为公用电话使用。

4技术方案

1)除特殊规定外，IC卡应满足ISO 7816-1中有关物理特性如紫外线、X-射线、触点的表面断面、机械强度、电磁特性、抗静电特性的要求。

2)用于插入IC卡的接口设备应具备接收IC卡的能力，并具有以下特性：

——物理特性满足ISO/IEC 7816-1的规定

——正面触点位置应满足ISO/IEC 7816-2的规定。

——凸印应满足ISO/IEC 7811-1和3的规定

定位的导轨和夹板(如果使用)不应损坏IC卡，特别是对其磁条、签名条、凸印和全息标志等区域。

3)插入IC卡后，当对终端进行加电或断电时，触点的接口界面不应出现杂乱信号或电源干扰，触点激活和释放的时序应分别符合相关规定。

4)卡的操作过程包括以下步骤：

——将IC卡插入接口设备，使二者的触点相接并激活；

——将IC卡复位，同时在终端和IC卡之间建立通讯联系；

——进行交易处理操作；

——释放触点并从接口设备中取出IC卡。

5)在卡片操作过程中，数据通过I/O在终端和IC卡之间以异步半双工方式进行双向传送。终端向IC卡提供一个用作数据交换的时序控制时钟信号。

6)在由终端发出复位信号以后，IC卡以一串字节作为应答(即复位应答)。这些传输到终端的字节规定了卡和终端之间即将建立的通信的特性。

7)字符定义。在符合基本ATR的情况下，一个字符是否存在，以及允许的取值范围(如果存在)由其“基本应答”信息指明。基本应答描述既不排斥其它字符值的使用，也不排斥发卡行增加或删减字符。符合本项目的终端仅需支持本部分描述的基本ATR(最小功能)及一些附加要求。终端可以拒绝不按此要求返回ATR的IC卡。

8)传输协议。这里定义了两种协议：字符传输协议(T＝0)和块传输协议(T＝1)。IC卡支持T＝0协议或T＝1协议，但推荐使用T＝0协议。TD1规定了后续传输中采用的传输协议(T＝0或T＝1)，如果TD1在ATR中不存在，则假定T＝0。由于没有PTS过程，在复位应答之后，由IC卡指明的协议将立即被采用。在ATR中提供的其它参数和与特定协议相关的参数将在本节相应的部分定义。

协议根据以下层次模型定义：

——物理层：定义了位交换，是两个协议的公共部分。

——数据链路层，包含以下定义：

a)字符帧，定义了字符交换，是两种协议的公共部分。

b)T＝0，定义了T＝0时的字符交换。

c)对T＝0的检错与纠错。

d)T＝1，定义了T＝1时的块交换。

e)对T＝1的检错与纠错。

——传输层，定义了针对每个协议的面向应用的报文传输。

——应用层，根据相同的应用协议，定义报文交换的内容。

9)数据文件中数据元以记录方式或二进制方式存储，文件结构及引用方式由文件的用途决定。除目录文件外，数据文件的内容和布局在应用项目中说明，也可由发卡方定义。

Claims (1)

1.本发明为具有公用电话功能的智能自助支付终端，主要应用了RFID射频卡、IC卡和磁条卡及其读写技术，配合GSM/GPRS或CDMA无线通讯技术，不但可作为公用电话进行语音通讯，而且可以读取磁卡、接触式IC卡和RFID射频卡，将卡上的数据与远程服务器进行交互，并且打印出小票，方便居民进行日常生活缴费，如水费、电费、气费、电话费、电话充值卡、公交一卡通等。

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