CN102324140A

CN102324140A - 一种交易终端机

Info

Publication number: CN102324140A
Application number: CN201110306197A
Authority: CN
Inventors: 谢志刚; 张弛; 胡振清; 应鹏; 徐振宇; 王君青; 陈宇; 顾春辉; 马晓枫; 徐骁骅
Original assignee: SHANGHAI PUBLIC TRANSPORTATION CARD CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI PUBLIC TRANSPORTATION CARD CO Ltd
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种交易终端机，包含：外壳、设置在外壳侧面的数据接口、设置在外壳内的时钟模块、天线，还包含通过数据总线相连的：安全集成模块，所述的安全集成模块与时钟模块的第一计时电路通过电路相连，该安全集成模块与数据接口的接口电路通过电路相连；运算集成模块，所述的运算集成模块分别与天线以及时钟模块的第二计时电路通过电路相连。本发明能够通过网上交易平台实现对公共交通卡、高速公路ETC(电子不停车收费)储值卡等的在线充值、移资、续期等操作；能够降低交易终端机的制作成本，提高交易终端机的安全性能，保证使用者的财产安全；还能够在脱机使用时，在交通领域作为交通非接触IC卡使用。

Description

一种交易终端机

技术领域

本发明涉及一种读写器，特别涉及一种交易终端机。

背景技术

近几年来，随着非接触IC卡在交通领域的广泛应用，公共交通卡已经成为广大市民出行的必备。由于应用于交通领域的非接触IC卡属于卡上电子钱包的应用模式，因此需要对交通卡进行充值，只有足够的资金，才能保证出行的顺利。而非接触IC卡本身为无源产品，因此需要通过特定的非接触IC卡读写器（或称交易终端机）才能实现对交通卡的各种交易操作。因此交通卡的充值便利是交通卡发展的一个重要环节，然而，虽然通过建立超市、地铁站点、公交站点的充资网点可以满足大部分充值的需求，但是，由于网点受时间、地域的限制，不可能满足全部的充值需求。

如图1所示，现有技术的非接触IC卡读写器（交易终端设备）一般由微处理器、射频驱动模块、安全模块、天线、时钟电路、通信接口驱动模块等几个部分组成，其中，微处理器分别与射频驱动模块、安全模块、时钟电路、通信接口驱动模块相连，射频驱动模块与天线相连，如果需要用于网络交易，还必须增加用于网络安全控制的安全模块。

其中，主控微处理器为读写器的核心器件，用于控制读写器的正常工作；通信接口驱动模块用于和计算机的连接，并实现外部设备与交易终端机之间的数据通信；射频驱动模块和天线用于实现对非接触IC卡之间的各种操作；而安全模块主要用于对IC卡操作时的密钥管理。

但这样一个非接触IC卡读写器（交易终端机），不仅电路复杂，成本高，而且，元器件之间的连接线外露，容易被非法侵入者通过数据总线窃取卡片的操作信息，从而实现对卡片中电子钱包的攻击。

发明内容

本发明的目的是提供一种交易终端机，能够通过网上交易平台实现对公共交通卡、高速公路ETC(电子不停车收费)储值卡等的在线充值、移资、续期等操作；能够降低交易终端机的制作成本，提高交易终端机的安全性能，保证使用者的财产安全；还能够在脱机状态下作为交通卡使用。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种交易终端机，包含：外壳、设置在外壳侧面的数据接口、设置在外壳内的时钟模块、天线，还包含通过数据总线相连的：

安全集成模块，所述的安全集成模块与时钟模块的第一计时电路通过电路相连，该安全集成模块与数据接口的接口电路通过电路相连；

运算集成模块，所述的运算集成模块分别与天线以及时钟模块的第二计时电路通过电路相连。

所述的安全集成模块包含：第一微处理器、数据接口驱动电路和身份识别电路；所述的第一微处理器分别与数据接口驱动电路和身份识别电路通过电路相连；所述的数据接口驱动电路与身份识别电路通过电路相连；所述的第一微处理器、数据接口驱动电路和身份识别电路集成在安全集成模块中。

所述的运算集成模块包含：第二微处理器、射频控制电路、加解密算法协处理电路；所述的第二微处理器通过电路分别与射频控制电路、加解密算法协处理电路相连；所述的射频控制电路通过感应电路与天线相连；所述的第二微处理器、射频控制电路、加解密算法协处理电路集成在运算集成模块中。

所述的运算集成模块还集成有：交通卡电路，所述的交通卡电路通过电路与射频控制电路相连。

所述的交易终端机的外壳表面设置有与天线位置相对应的卡片感应窗。

所述的交易终端机还包含：设置在外壳内的显示电路；所述的显示电路的三极管基极的引出端与安全集成模块的显示信号驱动管脚相连；所述的显示电路的发光二极管的阳极端与接口电路的输出端相连。

所述的交易终端机的外壳的一角是透明的。

所述的数据接口为人机接口设备模式。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、能够对公共交通卡、高速公路ETC(电子不停车收费)储值卡等进行在线充值、移资、续期；

2、元器件大量减少、成本大幅度下降；

3、采用高集成电路，外部没有暴露的数据总线，安全性更高；

4、集成了交通卡电路，使得交易终端设备不仅能够作为读卡器使用，还能够在脱机状态下作为交通卡使用。

附图说明

图1为现有技术的非接触IC卡读卡器的逻辑框图；

图2为本发明一种交易终端机的逻辑框图；

图3为本发明一种交易终端机的主电路原理图；

图4为本发明一种交易终端机的运算集成模块的管脚分布图；

图5为本发明一种交易终端机的运算集成模块的逻辑框图；

图6为本发明一种交易终端机的天线的电路原理图；

图7为本发明一种交易终端机的显示电路的电路原理图；

图8为本发明一种交易终端机的接口电路的电路原理图；

图9为本发明一种交易终端机的第一计时电路的电路原理图；

图10为本发明一种交易终端机的第二计时电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图2所示，一种交易终端机，包含：外壳、设置在外壳侧面的数据接口、设置在外壳内的时钟模块16、天线14，还包含通过数据总线相连的：安全集成模块U1、运算集成模块U3；该安全集成模块U1与时钟模块16的第一计时电路161通过电路相连，该安全集成模块U1与数据接口的接口电路通过电路相连；该运算集成模块U3分别与天线14以及时钟模块16的第二计时电路162通过电路相连。在本实施例中，外壳侧面的数据接口为人机接口设备模式，使整个交易终端机无需安装任何驱动程序，支持即插即用。

如图3、图4所示，安全集成模块U1与运算集成模块U3的管脚的连接关系为：U1的管脚12与U3的管脚29相连，U1的管脚17与U3的管脚5相连，U1的管脚20与U3的管脚19相连，U1的管脚21与U3的管脚21相连，U1的管脚22与U3的管脚22相连。

其中，如图2所示，安全集成模块U1包含：第一微处理器111、数据接口驱动电路112和身份识别电路113；所述的第一微处理器111分别与数据接口驱动电路112和身份识别电路113通过电路相连；所述的数据接口驱动电路112与身份识别电路113通过电路相连；所述的第一微处理器111、数据接口驱动电路112和身份识别电路113集成在安全集成模块U1中。在本实施例中，安全集成模块U1选用型号为Z8D168的芯片，第一微处理器111采用八位微处理器系统，用于控制整个安全集成模块U1的工作；数据接口驱动电路112为USB驱动，用于实现与外部设备的USB连接；而集成在安全集成模块U1的身份识别电路113则用于交易数字签名及所必需的公钥和证书管理体系的公钥基础设施（PKI）算法。

如图2所示，运算集成模块U3包含：第二微处理器131、射频控制电路132、加解密算法协处理电路133；所述的第二微处理器131通过电路分别与射频控制电路132、加解密算法协处理电路133相连；所述的射频控制电路132通过感应电路与天线14相连；所述的第二微处理器131、射频控制电路132、加解密算法协处理电路133集成在运算集成模块U3中。

如图2所示，运算集成模块U3还集成有：交通卡电路134，该交通卡电路134通过电路与射频控制电路132相连。在本实施例中，运算集成模块U3选用型号为FM1915的芯片；第二微处理器131采用八位微处理器系统，用于控制外部的非接触IC卡的读写应用控制，还用于与安全集成模块U1进行数据交互；射频控制电路132，用于控制对外部非接触IC卡的读写操作；加解密算法协处理电路133，用于实现与安全集成模块U1之间进行的通信交互过程中的数据加密，以确保交易数据的安全性；同时芯片还集成的交通卡电路134为一张非接触IC卡，可以使交易终端机在脱机时，作为一张公共交通卡，在交通消费领域中支付使用。

其中，如图3和图9所示，安全集成模块U1的管脚与第一计时电路161的连接对应关系为：U1的管脚4与第一计时电路161的输入端XIN相连、U1的管脚5与第一计时电路161的输出端XOUT相连。

如图4、图6、图10所示，运算集成模块U3的管脚与第二计时电路162以及天线14的连接关系为：U3的管脚44与天线14的RX端相连，U3的管脚49与天线14的VMID端相连，U3的管脚55与天线14的LB端相连，U3的管脚56与天线14的LA端相连，U3的管脚61与天线14的TX2端相连，U3的管脚63与天线14的TX1端相连，U3的管脚64与天线14的TGND端相连，U3的管脚51与第二计时电路162的OSCIN端相连，U3的管脚52与第二计时电路162的OSCOUT端相连。

本实施例中，选用Z8D168和FM1915这两块高集成度的芯片，减少外围电路，取消裸露在外面的数据总线，不仅节约了制造成本，还大大提高了安全性能。

本实施例中，交易终端机还包含：设置在外壳内的显示电路15；如图3、图7和图8所示，该显示电路15的三极管基极的引出端LED与安全集成模块U1的显示信号驱动管脚U118相连；所述的显示电路的发光二极管的阳极端VUSB1与接口电路的输出端VUSB相连；

如图3和图8所示，接口电路的输入信号管脚与安全集成模块U1的管脚对应关系为U1的管脚3与接口电路的RESUP端相连，U1的管脚7与接口电路的DP端相连，U1的管脚8与接口电路的DM端相连。

交易终端机的外壳的一角是透明的，当交易终端机与外部设备通过数据线连接后，显示电路15的发光二极管即导通并发光，从而可在透明的一角显示出亮光，从而给使用者以提示。

本实施例中，交易终端机的外壳表面还设置有与天线14位置相对应的卡片感应窗，便于使用者操作。

本实施例中，由于采用集成电路和极少的外围贴片电路，使得整个交易终端机可以被设计为一个迷你型的读写器，大小和一张非接触IC卡相同，仅厚度稍微增加一些；同时交易终端机的印制电路采用黑胶固化，不可被拆卸，一旦拆卸，位于印制电路板上的集成电路自动损毁，从而进一步确保交易终端机的安全。

当本发明的交易终端机使用时，正常交易分为两个过程：寻卡及卡基本信息获取和正常交易过程。

在寻卡及卡基本信息获取过程中，由外部的交易系统发起的寻卡命令首先通过安全集成模块U1的数据接口驱动电路112送入第一微处理器111，再由第一微处理器111将命令透传到运算集成模块U3的第二微处理器131，第二微处理器131将信号传递给射频控制电路132，并由射频控制电路132检测在天线端是否存在非接触IC卡，如果存在则将结果返回第二微处理器131，由第二微处理器131返回安全集成模块U1直至交易系统。交易系统计算读卡密钥，并对交易及密钥进行数字签名后送入安全集成模块U1中，安全集成模块U1的身份识别电路113对密文进行验签，验签成功后将密文传送到运算集成模块U3，运算集成模块U3的加解密算法协处理电路133进行解密获得卡片的操作密钥，并根据交易系统的操作指令对卡片进行基本信息的读取，完成后将获得的卡片基本信息通过安全集成模块U1回送到交易系统中。

完成寻卡及获取卡片基本信息后，即进入卡片的正常交易过程。此时交易请求命令包括卡片的交易密钥进行数字签名后送入到安全集成模块U1中，安全集成模块U1的身份识别电路113对接收的交易报文进行验签，验签成功后将交易报文传送到运算集成模块U3，运算集成模块U3的加解密算法协处理电路133对交易报文进行解密获得交易命令及操作密钥。在对卡片认证成功后，则由安全集成模块U1的第一微处理器111控制整个交易的单步操作，由运算集成模块U3的第二微处理器131完成对卡片的交易操作，包括对电子钱包的改写。为确保交易的正确性，在完成交易后，再对卡内电子钱包进行一次回读确认操作，一旦钱包的值和交易结果相符，则认为交易成功，交易操作的最终结果由运算集成模块U3回传到安全集成模块U1，并最终回送到交易系统中。

综上所述，本发明一种交易终端机，能够通过网上交易平台实现对公共交通卡、高速公路ETC(电子不停车收费)储值卡等的在线充值、移资、续期等操作；能够降低交易终端机的制作成本，提高交易终端机的安全性能，保证使用者的财产安全；还能够在脱机使用时，在交通领域作为交通非接触IC卡使用。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种交易终端机，包含：外壳、设置在外壳侧面的数据接口、设置在外壳内的时钟模块（16）、天线（14），其特征在于，还包含通过数据总线相连的：

安全集成模块（U1），所述的安全集成模块（U1）与时钟模块（16）的第一计时电路（161）通过电路相连，该安全集成模块（U1）与数据接口的接口电路通过电路相连；

运算集成模块（U3），所述的运算集成模块（U3）分别与天线（14）以及时钟模块（16）的第二计时电路（162）通过电路相连。

2.根据权利要求1所述的交易终端机，其特征在于，所述的安全集成模块（U1）包含集成在该安全集成模块（U1）中的：第一微处理器（111）、数据接口驱动电路（112）和身份识别电路（113）；所述的第一微处理器（111）分别与数据接口驱动电路（112）和身份识别电路（113）通过电路相连。

3.根据权利要求1或2所述的交易终端机，其特征在于，所述的运算集成模块（U3）包含集成在该运算集成模块（U3）中的：第二微处理器（131）、射频控制电路（132）、加解密算法协处理电路（133）；所述的第二微处理器（131）通过电路分别与射频控制电路（132）、加解密算法协处理电路（133）相连；所述的射频控制电路（132）通过电磁感应与天线（14）相连。

4.根据权利要求3所述的交易终端机，其特征在于，所述的运算集成模块（U3）还集成有：交通卡电路（134），所述的交通卡电路（134）通过电磁感应与天线（14）相连。

5.根据权利要求4所述的交易终端机，其特征在于，所述的交易终端机的外壳表面设置有与天线（14）位置相对应的卡片感应窗。

6.根据权利要求1或5所述的交易终端机，其特征在于，所述的交易终端机还包含：设置在外壳内的显示电路（15）；所述的显示电路（15）的三极管基极的引出端（LED）与安全集成模块（U1）的显示信号驱动管脚（U118）相连；所述的显示电路的发光二极管的阳极端（VUSB1）与接口电路的输出端（VUSB）相连。

7.根据权利要求6所述的交易终端机，其特征在于，所述的交易终端机的外壳的一角是透明的。

8.根据权利要求1或7所述的交易终端机，其特征在于，所述的数据接口为人机接口设备模式。