CN103473861A - 基于手机刷卡的Pos机装置 - Google Patents
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Abstract
基于手机刷卡的Pos机装置，兼具手机刷卡、普通IC卡刷卡功能，包括微处理器、电源电路、存储器连接电路、键盘模块电路、感应天线和读写电路、手机卡射频通信模块、以太网模块。感应天线和读写电路包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型天线；手机卡射频通信模块包括SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块；Pos机通过以太网模块将数据经过变压后接入以太网；存储器连接电路包括FLASH、SDRAM、SRAM与CPU连接电路，分别用于存储程序、系统缓存和用户消费记录。本发明专利能够实现手机卡、IC卡刷卡消费，实现移动手机支付功能。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种可手机刷卡的支付Pos机设计，可针对手机射频卡RF_SIM技术最新的通信频段2.4GHZ和银联规定的标准频13.56MHZ的IC卡两种射频卡，为Pos机刷卡消费尤其是手机刷卡消费提供支持。
背景技术
传统的Pos机主要是针对普通频段即13.56MHZ的IC卡的刷卡消费，IC卡消费在现实生活中的应用十分普遍，如食堂消费、公交刷卡和需传送数据的应用系统。IC卡用于支付，给人们生活带来便利，但在现有情况下，传统的射频IC卡存在存储空间小，限制移动支付多领域业务集成的缺点。针对移动支付对射频卡安全性、存储空间、空间规划的要求，兼容支持手机刷卡消费的Pos机有很大市场。
手机射频卡RF_SIM技术的通信频段为2.4GHZ，具有近距离的读写和高读写速度等优点，并且射频RF_SIM卡可以替换传统的手机SIM卡，在保留原先的手机号码的基础上，新增了电子钱包功能。针对移动支付的趋势，人们趋于寻找一种便捷、安全、实用、速率的移动消费方式，新型Pos机以嵌入式系统ARM为核心，处理速度快、耗能低，集成功能强大；实现对13.56MHZ和2.4GHZ频段双频刷卡。新型Pos机在金融、公交、手机支付、消费支付等领域有广泛应用，并且兼容普通频段的IC卡刷卡。
发明内容
本发明要克服现有Pos机刷卡装置不能兼用IC卡刷卡和手机刷卡的缺点，提供一种可以同时提供了一种可兼顾手机刷卡、普通IC卡刷卡的Pos机装置，能够实现双频安全刷卡消费。
本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于手机刷卡的Pos机装置，包括与微处理器连接的电源电路、存储器连接电路、键盘模块电路、IC卡读卡模块和感应天线、手机卡射频通信模块、以太网模块、显示模块电路，其中，
所述的微处理器CPU包括基于ARM体系的16/32位RISC处理器S3C44B0X，是32位指令体系，具有片上时钟发生器；
所述的电源电路包括+5V供电电源产生电路，+3.3V和+2.5V产生电路；
所述的存储器连接电路包括FLASH、SDRAM、SRAM与CPU连接电路，分别用于存储程序、系统缓存和用户消费记录；
所述的键盘模块电路包括矩阵电路和键盘扫描电路，按键下方的矩阵电路将按键信息传输到键盘控制器（P89LP940），微处理器CPU通过它获取按键信息，键盘扫描电路由微处理器CPU直接控制；
所述的IC卡读卡模块和感应天线包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型天线，所述非接触式集成读写芯片MFR522通过模拟SPI接口与微处理器CPU进行串行数据通信，MFR522引脚TX1,TX2,TVSS连接感应天线，驱动感应天线，同时提供解调与译码电路处理兼容；
所述的手机卡射频通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块；
所述的以太网模块包括以太网控制芯片及外围电路，用于将设备接入以太网，CPU通过数据舱总线控制以太网控制器CS8900A，再通过网络变压器将数据接入以太网，Pos通过以太网控制模块发送和接收数据；
其特征在于：所述的微处理器CPU上还连接有手机读卡模块，所述的手机读卡模块采用2.4GHz读写模块SNHM100，所述的通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块。
进一步，所述的+5V供电电源产生电路，IC100（LM3658）充电芯片，接外电源时可为电池充电；IC104（LM3224）为电压调整芯片，无论是外界电源供电还是电池供电，将输出电压调整到+5V，产生pos机主板所需的+5V电源。+3.3V和+2.5V产生电路，+3.3（VDD）电压由IC103输出，其输入电压为+5V，+2.5V（VDD_CPU,VDDADC）由IC102输出。
本专利技术构思为：Pos机通过以太网模块将数据经过变压后接入以太网，电源电路可通过外界电源给pos机充电及提供电源，MFR522、SHNM100通信模块同时检测应用设备存在，通过读卡器软件根据通信标准协议识别射频卡类型，交互命令条文及卡应用数据信息。本专利采用ARM体系的16/32位RISC处理器S3C44B0X实现对通信模块进行控制、数据传输、信息处理，并可通过界面模块、键盘模块分别进行数据显示和数据操作。
将刷卡形式设为IC卡和手机卡两种形式，将两种读卡模块以及感应天线集成于同一PCB板上，有效减小读卡器的大小体积，降低成本并使结构简单，并有效简化数据处理过程和复杂度，增加系统可靠性。本发明专利对多卡类型的读写电路和天线的合理排布，有效控制读写的灵敏度和信号干扰程度。Pos机的驱动程序使CPU对集成芯片按一定时序实现其功能。
本发明专利的有益效果主要体现在：1.Pos机支持手机刷卡以及IC卡刷卡消费，容易实现移动手机支付功能。2.将13.56MHz和2.4GHz读卡模块的读写电路和感应天线集成于同一PCB板上，能够同时对13.56MHz和2.4GHz频段的射频卡进行读写，降低成本并使结构简单，并有效简化数据处理过程和复杂度，增加系统可靠性。3.本发明专利对两种频段的读写电路和天线的合理排布，有效提高读写的灵敏度和信号干扰程度。
附图说明
图1是本发明专利装置的电路功能示意图。
图2是本发明专利装置的产生+3.3V、+2.5V电源电路图。、
图3是本发明专利装置产生+5V电源电路图。
图4是本发明专利装置的FLASH与CPU的连接电路。
图5是本发明专利装置的键盘扫描电路。
图6是本发明专利装置的IC卡读卡模块电路图。
图7是本发明专利装置的手机卡射频模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利作进一步描述。
参照图1～图7，一种基于手机刷卡的Pos机装置，包括与微处理器连接的电源电路、存储器连接电路、键盘模块电路、IC卡读卡模块和感应天线、通信模块、以太网模块、显示模块电路，其中，
所述的微处理器CPU包括基于ARM体系的16/32位RISC处理器S3C44B0X，是32位指令体系，具有片上时钟发生器；
所述的电源电路包括+5V供电电源产生电路，+3.3V和+2.5V产生电路；
所述的存储器连接电路包括FLASH、SDRAM、SRAM与CPU连接电路，分别用于存储程序、系统缓存和用户消费记录；
所述的键盘模块电路包括矩阵电路和键盘扫描电路，按键下方的矩阵电路将按键信息传输到键盘控制器（P89LP940），微处理器CPU通过它获取按键信息，键盘扫描电路由微处理器CPU直接控制；
所述的IC卡读卡模块和感应天线包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型天线，所述非接触式集成读写芯片MFR522通过模拟SPI接口与微处理器CPU进行串行数据通信，MFR522引脚TX1,TX2,TVSS连接感应天线，驱动感应天线，同时提供解调与译码电路处理兼容；
所述的手机卡射频通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块；
所述的以太网模块包括以太网控制芯片及外围电路，用于将设备接入以太网，CPU通过数据总线控制以太网控制器CS8900A，再通过网络变压器将数据接入以太网，Pos通过以太网控制模块发送和接收数据；
其特征在于：所述的微处理器CPU上还连接有手机读卡模块，所述的手机读卡模块采用2.4GHz读写模块SNHM100，所述的通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块。
参见图1，本发明专利电路功能示意图。一种可手机刷卡的Pos机装置，包括电源电路、存储器连接电路、键盘模块电路、感应天线和读写电路、以太网模块电路。采用ARM体系的16/32位RISC处理器S3C44B0X实现对通信模块进行控制、数据传输、信息处理，并可通过界面模块、键盘模块分别进行数据显示和数据操作。通过以太网模块将数据经过变压后接入以太网，电源电路可通过外界电源给Pos机充电及提供电源，MFR522、SHNM100通信模块同时检测应用设备存在，通过读卡器软件根据通信标准协议识别射频卡类型，交互命令条文及卡应用数据信息。所述的感应天线和读写电路包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型射频天线，2.4GHz读写模块SNHM100。
参见图2、图3，电源电路包括+5V供电电源产生电路，+3.3V和+2.5V产生电路。所述的+5V供电电源产生电路，IC100（LM3658）充电芯片，接外电源时可为电池充电；IC104（LM3224）为电压调整芯片，无论是外界电源供电还是电池供电，将输出电压调整到+5V，产生Pos机主板所需的+5V电源，LM3658的工作电源VGEN需要T104导通产生，控制T104导通的信号为外部按键，控制器截止的是CPU输出信号，通过外部按键和CPU课分别控制系统的开机和关机。+3.3V和+2.5V产生电路，+3.3（VDD）电压由IC103输出，其输入电压为+5V，+2.5V（VDD_CPU,VDDADC）由IC102输出，但通过T102与T105，即产生+3.3V后T105导通，使+2.5V后于+3.3V产生。系统先产生CPU IO的供电电压，再产生CPU的内核电压，确保CPU在启动时不会误动作。
参见图4，FLASH选用AM29LV160D,存储器容量为2M x8-Bit/1M x16-Bit，在本设计中，数据宽度为16位，图中的NEW喂写控制信号，NOE为控制信号，NGCSO为选信号。SRAM选用BS62LV1603，存储容量为2MX8bit，DRAM选用HY57V641620HG，存储容量为4Bank x1M x16Bit，CPU通过地址线、数据线以及读写控制等信号控制存储器的读写。
参见图5，矩阵键盘的4条纵向线先连接P89LPC940的P0.0～P0.3，横向线连接P89LPC940的P2.0～P2.4，“ON”键与CPU相连，由CPU直接控制，P89LPC940的P2.0～P2.4以一定时间间隔轮流输出低电平，且在同一时间只有一条线为低电平；P0.0～P0.3为输出口，经上拉电阻后接+3.3V，从P0.0～P0.3读取的电平的高低可判断出P2.0～P2.4连接的行是否有按键按下，若有，则将相关按键信息通过I2C数据线送至CPU。有按键按下则让蜂鸣器发出按键声音，也可关闭蜂鸣器。
参见图6，感应天线和读写电路包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型射频天线，图7表示2.4GHz读写模块SNHM100及PSAM接口。所述的符合ISO14443协议读写卡模块MFR522，通过模拟SPI接口与微处理器进行串行数据通信。MFR522芯片引脚TX1,TX2,TVSS连接模块读写天线，驱动读写器天线与ISO14443A型卡。所述的通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块，通过SHNM100串口引脚与微处理器串口2相连接，用于兼容原有应用2.4GHz频段射频卡读写。
Claims (1)
1.一种基于手机刷卡的Pos机装置，包括与微处理器连接的电源电路、存储器连接电路、键盘模块电路、IC卡读卡模块和感应天线、手机卡射频通信模块、以太网模块、显示模块电路，其中，
所述的微处理器CPU包括基于ARM体系的16/32位RISC处理器S3C44B0X，是32位指令体系，具有片上时钟发生器；
所述的电源电路包括+5V供电电源产生电路，+3.3V和+2.5V产生电路；
所述的存储器连接电路包括FLASH、SDRAM、SRAM与CPU连接电路，分别用于存储程序、系统缓存和用户消费记录；
所述的键盘模块电路包括矩阵电路和键盘扫描电路，按键下方的矩阵电路将按键信息传输到键盘控制器（P89LP940），微处理器CPU通过它获取按键信息，键盘扫描电路由微处理器CPU直接控制；
所述的IC卡读卡模块和感应天线包括非接触式集成读写芯片MFR522、MFR522型天线，所述非接触式集成读写芯片MFR522通过模拟SPI接口与微处理器CPU进行串行数据通信，MFR522引脚TX1,TX2,TVSS连接感应天线，驱动感应天线，同时提供解调与译码电路处理兼容；
所述的手机卡射频通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块；
所述的以太网模块包括以太网控制芯片及外围电路，用于将设备接入以太网，CPU通过数据总线控制以太网控制器CS8900A，再通过网络变压器将数据接入以太网，Pos通过以太网控制模块发送和接收数据；
其特征在于：所述的微处理器CPU上还连接有手机读卡模块，所述的手机读卡模块采用2.4GHz读写模块SNHM100，所述的通信模块SHNM100为使用2.4GHz频段的射频卡通信模块。
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