CN103927820A - 基于智能卡的缴费系统及缴费方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能卡的缴费系统及缴费方法，用以解决现有技术中用户必须出门缴费且容易丢失电卡的问题。该缴费系统包括：供应商服务器、基站、智能卡以及智能表，其中，供应商服务器，用于接收客户端发送的缴费请求，根据缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将缴费指令发送给基站；基站，用于接收并获取缴费指令中包含的用户信息，将缴费指令发送给与用户信息相对应的智能卡；智能卡，用于接收基站发送的缴费指令，根据缴费指令中包含的缴费金额修改智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给智能表；智能表，用于在接收到修改后的余额信息后根据修改后的余额信息完成缴费。

Description

基于智能卡的缴费系统及缴费方法

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种基于智能卡的缴费系统及缴费方法。

背景技术

在实际生活中，用户往往需要缴纳各种各样的费用，以生活类消费为例，需要缴纳电费、水费以及燃气费等各种费用。以缴纳电费为例，目前常用的方法是用户通过电卡买电，买电后将电卡插入电表即可实现购电。具体买电时，可以去供电局购买，也可以通过商场等公共场所设置的拉卡拉终端机购买。

由此可见，现有技术中，当用户需要缴费时，必须持电卡出门购买，因此为用户带来了很多不便：一方面，当用户不方便出门（例如遇到天气恶劣）时就无法进行缴费；另一方面，在用户手持电卡出门购电的过程中，还存在着电卡丢失的风险。

发明内容

本发明提供了一种基于智能卡的缴费系统及缴费方法，用以解决现有技术中用户必须出门缴费且容易丢失电卡的问题。

一种基于智能卡的缴费系统，包括：供应商服务器、基站、智能卡以及智能表，其中，供应商服务器，用于接收客户端发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给所述基站；所述基站，用于接收并获取所述缴费指令中包含的所述用户信息，将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡；所述智能卡，用于接收所述基站发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给所述智能表；所述智能表，用于在接收到所述修改后的余额信息后根据所述修改后的余额信息完成缴费。

一种基于智能卡的缴费方法，包括以下步骤：供应商服务器接收客户端发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给基站；所述基站接收并获取所述缴费指令中包含的所述用户信息，将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡；智能卡接收所述基站发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给智能表；智能表在接收到所述修改后的余额信息后根据所述修改后的余额信息完成缴费。

本发明实施例中，通过供应商服务器接收客户端的缴费请求，然后通过基站向智能卡发送缴费指令，由智能卡根据缴费指令修改余额信息，然后完成对智能表的缴费过程。由此可以足不出户地完成缴费，避免了智能卡丢失的风险。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于智能卡的缴费系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的缴费系统中的供应商服务器的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的缴费系统中的智能卡的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的智能卡中的纳米摩擦发电机的第一种结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的智能卡中的纳米摩擦发电机的第二种结构示意图；

图6示出了图5中的纳米摩擦发电机的另一改进实现方式的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的基于智能卡的缴费方法的流程示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

本发明提供了一种基于智能卡的缴费系统及缴费方法，用以解决现有技术中用户必须出门缴费且容易丢失电卡的问题。

图1示出了本发明实施例提供的基于智能卡的缴费系统的结构示意图，如图1所示，该缴费系统包括：供应商服务器11、基站12、智能卡13以及智能表14。本实施例中以缴纳电费为例进行介绍，因此在下面的描述中，供应商服务器11通常指供电局的服务器，该供应商服务器可以为一台或多台，当供应商服务器为多台时，相互之间可以冗余设置，以避免因某一台服务器出现故障而影响缴费。或者，多台服务器之间也可以并行运行，并按照一定的算法轮流处理缴费请求，以减少等待时间。基站12是指为用户所在小区提供通信服务的基站。智能卡13是用户为自家购电的智能电卡，智能表14是指用户家中计量电费的智能电表。通常情况下，每一家用户具有一张智能卡和一个智能表，以方便计费。另外，本领域技术人员能够理解的是，在本发明其他的实施例中，上述的智能卡13也可以是智能水卡或智能燃气卡等，相应地，智能表14也可以是智能水表或智能燃气表等。

下面详细介绍一下各部分的工作原理：

供应商服务器11用于接收用户通过客户端10发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给基站12。具体地，客户端10可以是用户家中联网的PC机或智能手机等设备。用户通过客户端10发送缴费请求时，可以访问供应商的官方网站，并在官方网站上结合网络银行或支付宝等充值工具发送缴费请求。客户端10发送的缴费请求中包含用户信息和缴费金额。其中，该用户信息能够唯一地标识某个用户使用的智能卡13以及与该智能卡14配套使用的智能表14，例如，可以在用户信息中反映用户的家庭住址和/或用户姓名等信息。

图2示出了上述的供应商服务器11的一种结构示意图。如图2所示，该供应商服务器包括中央计算机111（即CPU）、接收模块112和发射模块113。其中，接收模块112用于接收客户端发送的缴费请求，当客户端10发来的缴费请求以经过调制后的射频信号的形式发送时，该接收模块112可以进一步包括：滤波电路模块，用于滤除该射频信号中的噪声和干扰；高频放大电路模块，用于对滤波电路模块滤波后的射频信号进行放大；变频模块，用于将高频放大电路模块放大后的射频信号转换为频率较低且固定不变的中频信号；放大电路模块，用于对变频模块转换后的中频信号进行放大；解调电路模块，用于对放大电路模块放大后的中频信号进行解调，得到原始的基带信号，并将该基带信号传送给中央计算机111。中央计算机111用于从该基带信号中获取其中携带的用户信息和缴费金额，并根据获取的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将该缴费指令通过发射模块113发送给基站。其中，缴费指令原本为基带信号形式，为了对该基带信号形式的缴费指令进行调制，以提高传输距离和抗干扰性，该发射模块113可以进一步包括：高频振荡电路模块，用于产生对基带信号进行调制的高频载波；放大电路模块，用于对高频振荡电路模块产生的高频载波进行放大；调制电路模块，用于将基带信号形式的缴费指令调制到高频载波上得到已调信号，并将该已调信号形式的缴费指令发送给基站。其中，供应商服务器11与基站12进行通信时，可以采用有线通信或无线通信等多种方式进行。

基站12用于接收供应商服务器11发送的缴费指令，并获取该缴费指令中包含的所述用户信息，并将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡。具体地，基站12上可以预先存储各个用户的用户信息以及与每一用户信息相对应的智能卡的标识信息（例如预设的智能卡的卡号），通过该标识信息，基站12就可以完成与相应的智能卡之间的通信。其中，基站12与智能卡13之间通信时可以灵活采用各种无线通信方式实现。例如，可以采用ZigBee(紫蜂)技术进行通信。该技术使用2.4GHz波段，采用跳频技术实现，其基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。另外，采用该技术可与254个节点联网。由此可见，采用紫蜂技术来实现基站与智能卡间的通信可具有如下优势：（1）功耗低：智能卡在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池的电量可使用6个月以上，因此节约了智能卡的耗电量；（2）成本低：因ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以成本很低，使普通家庭都能承受；（3）网络容量大：每个ZigBee网络最多可支持255个设备，因此可充分满足小区内各个用户的需求；（4）作频段灵活：使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧)及915MHz(美)，均为免执照频段。除了紫蜂技术之外，基站和智能卡之间还可以通过WIFI、GMS或CDMA等多种无线通信方式进行通信。

与所述用户信息相对应的智能卡13用于接收基站12发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给所述智能表。其中，智能卡13为有源智能卡，以便提高智能卡的信号接收范围，使得智能卡13能够顺利地接收到基站12发来的缴费指令。

如图3所示，智能卡13通常包括以下部件：电源模块131、接收模块132、微处理器133和发射模块134，其中，接收模块132和发射模块134也可以由一个收发模块实现。电源模块131可以进一步包括纳米摩擦发电机，用于将机械能转换为交流电能；交直流转换器，用于将所述交流电能转换为直流电能；以及储能元件，用于对所述直流电能进行存储。其中的交直流转换器又可以进一步通过放大电路、整流电路、滤波电路和稳压电路来实现。储能元件可以是储能电容等。或者，电源模块131也可以直接通过锂电池、镍氢电池、超级电容等元件实现，只要能够实现储存电能的目的即可。接收模块132可以进一步包括：滤波电路模块，用于滤除已调信号形式的缴费指令中的噪声和干扰；高频放大电路模块，用于对滤波电路模块滤波后的缴费指令信号进行放大；变频模块，用于将高频放大电路模块放大后的缴费指令信号转换为频率较低且固定不变的中频信号；放大电路模块，用于对变频模块转换后的中频信号进行放大；解调电路模块，用于对放大电路模块放大后的中频信号进行解调，得到原始的基带信号形式的缴费指令，并将该基带信号形式的缴费指令传送给微处理器133。微处理器133用于从该基带信号形式的缴费指令中获取其中携带的缴费金额，并根据获取的缴费金额修改预先存储的智能卡余额信息，并将修改后的智能卡余额信息通过发射模块134发送给智能表。其中，微处理器133内存储有智能卡的余额信息，一般情况下，在接到缴费指令之前，智能卡的余额信息为零，当接到该缴费指令之后，智能卡的余额信息等于该缴费指令中所包含的缴费金额。由于携带该余额信息的信号为基带信号形式，为了对该基带信号形式的余额信息进行调制，以提高传输距离和抗干扰性，发射模块134可以进一步包括：高频振荡电路模块，用于产生对基带信号进行调制的高频载波；放大电路模块，用于对高频振荡电路模块产生的高频载波进行放大；调制电路模块，用于将基带信号形式的余额信息调制到高频载波上得到已调信号，并将该已调信号形式的余额信息发送给智能表。其中，智能卡13与智能表14进行通信时，可以采用有线通信或无线通信等多种方式进行。

智能表14在接收到智能卡13发送的修改后的余额信息后根据修改后的余额信息完成缴费过程。例如，假设用户发送的缴费请求中包含的缴费金额为50元，则修改后的余额信息通常也为50元，这样，智能表14则缴纳50元的电费。

另外，为了提高缴费的有效性，还可以由供应商服务器在接收到缴费请求后进一步对缴费请求进行验证（例如验证其中的用户信息是否真实有效，缴费金额是否为规定的金额等），如果验证不通过则直接向客户端返回验证失败消息，提示用户重新发送缴费请求，以避免服务器和后续的基站、智能卡等模块浪费时间处理无效请求。另外，上述的验证过程还可以由基站和/或智能卡进行，当验证不通过时则发送反馈信号以提示用户。而且，为了提高缴费请求和缴费指令在传输过程中的安全性，还可以进一步地通过一定的加解密算法对缴费请求和缴费指令进行加解密运算，以提高缴费的安全性。

通过上述的缴费系统，就可以使用户足不出户地进行缴费。在上述系统中，由于智能卡是有源智能卡，因而可以远距离地接收到基站发来的缴费指令，所以用户无需出门就可以完成缴费。当智能卡中的电源模块包含纳米摩擦发电机时，该智能卡就可以实现自给供电，从而更加方便用户的使用，下面就详细介绍一下智能卡中包含的纳米摩擦发电机的结构：

本发明实施例中的纳米摩擦发电机可以采用多种结构实现。纳米摩擦发电机的第一种结构如图4所示，包括：第一电极61、第一高分子聚合物绝缘层60、第二高分子聚合物绝缘层62和第二电极63。具体地，第一电极61位于第一高分子聚合物绝缘层60的第一侧表面60a上，第二电极63位于第二高分子聚合物绝缘层62的第一侧表面62a上。第一电极61和第二电极63可以为导电的金属薄膜，其可以通过真空溅射法或蒸镀法镀在相应的高分子聚合物绝缘层的表面上。其中，第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b与第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b相接触，且第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b上和/或第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b上设有微纳结构80。因此，在第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b以及第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b之间形成一个摩擦界面。具体地，第二高分子聚合物绝缘层和第一高分子聚合物绝缘层正对贴合，并在两个短的边缘可以通过普通胶布密封，来保证两个聚合物绝缘层的适度接触。当然，第二高分子聚合物绝缘层和第一高分子聚合物绝缘层之间也可以通过其他的方式进行固定接触。

图4所示的第一电极或第二电极的材质可以是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。图4所示的第一高分子聚合物绝缘层或第二高分子聚合物绝缘层所用材料可以选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。优选地，为了提高摩擦效果，上述的第一高分子聚合物绝缘层的材质与第二高分子聚合物绝缘层的材质不同。

图4中还示出了第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b以及第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b的微纳结构80的示意图，该微纳结构能够增加摩擦阻力，提高发电效率。所述微纳结构能够在薄膜制备时直接形成，也能够用打磨的方法使高分子聚合物薄膜的表面形成不规则的微纳结构。具体地，图4示出了半圆形的微纳结构，且在图4中，第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b的微纳结构的凹部与第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b的凸部相对，使得微纳结构之间的接触面积最大，因此，图4中的微纳结构是优选方案，可以提高发电效率。但是，本领域技术人员应该理解的是，也可以使第二高分子聚合物绝缘层62的第二侧表面62b的微纳结构的凸部与第一高分子聚合物绝缘层60的第二侧表面60b的凸部相对，或者，调整凹部与凸部之间的位置关系，例如，使凹部与凸部之间不是恰好相对，而是稍微错开一定的距离，以调节发电效率。而且，微纳结构的形状也不限于此，还可以制作成其它形状，例如可以为条纹状、立方体型、四棱锥型、或圆柱形等等。另外，该微纳结构通常为有规律的微米级或纳米级的凹凸结构（由于微纳结构很小，在图4中为了使得微纳结构能够看清楚，因此，对微纳结构进行了放大，即图4中的微纳结构是不按比例绘制的。本领域技术人员能够理解的是，在实际情况中，高分子聚合物绝缘层上的微纳结构是非常小的凹凸结构，优选凸起高度300nm-1μm，更优选350-500nm的凹凸结构）。其中，电极以及高分子聚合物绝缘层均为柔性材料制成的平板结构。

或者，该微纳结构也可以是纳米级的孔状结构，当微纳结构为纳米级的孔状结构时，第一高分子聚合物绝缘层所用材料除上面描述过的材料之外，优选地还可以采用聚偏氟乙烯（PVDF），相应地，第二高分子聚合物绝缘层的材料还可以是纤维薄膜（纸）或聚氯乙烯（PVC）等，厚度为0.2-1.5mm。第二高分子聚合物绝缘层所用材料优选铜版纸或牛皮纸等。其中，第一高分子聚合物绝缘层的厚度为0.5-1.2mm（优选1.0mm），且其相对第二高分子聚合物绝缘层的面上设有多个纳米孔。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为：宽度为10-100nm以及深度为4-50μm。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些多个纳米孔是孔间距为2-30μm的均匀分布，更优选的平均孔间距为9μm的均匀分布。

采用图4所示的纳米摩擦发电机，可以通过第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间的摩擦，在第一电极和第二电极之间产生电压或电流，即：第一电极61和第二电极63是纳米摩擦发电机的输出电极。另外，还可以在图4所示的纳米摩擦发电机的第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间增加一个居间薄膜。该居间薄膜也是一高分子聚合物绝缘层，它位于第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间。居间薄膜的一侧表面具有四棱锥型或其他形状的微纳结构。其中，居间薄膜的未设有微纳结构的一侧固定在所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上，固定的方法可以是用一层薄的未固化的高分子聚合物绝缘层作为粘结层，经过固化后，居间薄膜将牢牢地固定于第二高分子聚合物绝缘层上。通过居间薄膜的使用，可以进一步增加纳米摩擦发电机的发电效率。

纳米摩擦发电机的第二种结构如图5所示，包括：依次层叠设置的第一电极71，第一高分子聚合物绝缘层72，以及摩擦电极73；第一高分子聚合物绝缘层72和摩擦电极73相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构（图5未示出，可参照图4对应的实现方式）；所述第一电极71和摩擦电极73为摩擦发电机电压和电流输出电极。

其中，纳米摩擦发电机可以是多层柔性平板结构，任意弯曲或变形造成高分子聚合物绝缘层72和摩擦电极73之间摩擦起电。高分子聚合物绝缘层72的具有微纳结构的表面与摩擦电极73相对接触叠放形成层叠体，层间没有任何粘合物。该摩擦发电机的边缘用普通胶布密封，来保证聚合物绝缘层与摩擦电极的适度接触。

本发明的一个具体实施方式中，高分子聚合物绝缘层72相对摩擦电极73的表面上没有设置微纳结构，仅摩擦电极73的表面上设有微纳结构。本发明的又一个具体实施方式中，高分子聚合物绝缘层72相对摩擦电极73的表面上设有微纳结构，而摩擦电极73的表面上没有设置微纳结构。

图5所示的纳米摩擦发电机与图4所示的纳米摩擦发电机的主要区别在于：图4所示的纳米摩擦发电机是通过聚合物与聚合物之间的摩擦进行发电的，而图5所示的纳米摩擦发电机是通过聚合物与金属（即电极）之间的摩擦进行发电的，主要利用了金属容易失去电子的特性，使摩擦电极与第一高分子聚合物绝缘层之间形成感应电场，从而产生电压或电流。

其中，图5所示的第一电极是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；图5所示的摩擦电极所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；图5所示的第一高分子聚合物绝缘层所用材料选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

与图4类似，在图5中，微纳结构也可以采用上述的两种实现方式。第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。第二种方式为，该微纳结构是纳米级孔状结构，此时第一高分子聚合物绝缘层所用材料优选为聚偏氟乙烯（PVDF），其厚度为0.5-1.2mm（优选1.0mm），且其相对摩擦电极的面上设有多个纳米孔。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为：宽度为10-100nm以及深度为4-50μm。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些多个纳米孔是孔间距为2-30μm的均匀分布，更优选的平均孔间距为9μm的均匀分布。

图6示出了图5中的纳米摩擦发电机的另一改进实现方式，如图6所示，纳米摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极81，第一高分子聚合物绝缘层82，摩擦电极85，第二高分子聚合物绝缘层83和第二电极84；第一高分子聚合物绝缘层82相对摩擦电极85的面和摩擦电极85相对第一高分子聚合物绝缘层82的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）；第二高分子聚合物绝缘层83相对摩擦电极85的面和摩擦电极85相对第二高分子聚合物绝缘层83的面中的至少一个面上设置有微纳结构（图未示）；所述第一电极81和第二电极84串联为摩擦发电机电压和电流的一个输出电极；所述摩擦电极85为摩擦发电机电压和电流的另一个输出电极。

图6中的第一电极和第二电极对所用材料没有特殊规定，能够形成导电层的材料都在本发明的保护范围之内，例如是铟锡氧化物、石墨烯电极、银纳米线膜，以及金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。图6所示的摩擦电极所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。图6所示的第一高分子聚合物绝缘层与第二高分子聚合物绝缘层的材质可以相同也可以不同，独立的选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维（再生）海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜中的任意一种。优选地，第一高分子聚合物绝缘层22与第二高分子聚合物绝缘层23的厚度是100μm-500μm。

图6中的微纳结构也可以采用上述的两种实现方式。第一种方式为，该微纳结构是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。第二种方式为，该微纳结构是纳米级孔状结构，当微纳结构是纳米级孔状结构时，该孔状结构设置在第一高分子聚合物绝缘层和/或第二高分子聚合物绝缘层上。此时第一高分子聚合物绝缘层和/或第二高分子聚合物绝缘层所用材料除上述材料外，还可以优选为聚偏氟乙烯（PVDF），其厚度为0.5-1.2mm（优选1.0mm）。其中，每个纳米孔的尺寸，即宽度和深度，可以根据应用的需要进行选择，优选的纳米孔的尺寸为：宽度为10-100nm以及深度为4-50μm。纳米孔的数量可以根据需要的输出电流值和电压值进行调整，优选的这些多个纳米孔是孔间距为2-30μm的均匀分布，更优选的平均孔间距为9μm的均匀分布。

通过采用上述任一结构的纳米摩擦发电机，都可以实现智能卡的自给供电。当纳米摩擦发电机受到按压时，就会产生电压或电流，为智能卡供电。另外，为了控制智能卡的用电情况，还可以为智能卡设置一个控制开关，用于控制电源模块何时向智能卡供电。

根据本发明的另一方面，本发明实施例还提供了一种基于智能卡的缴费方法，如图7所示，该方法包括以下步骤：

S701：供应商服务器接收客户端发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给基站。

S702：所述基站接收并获取所述缴费指令中包含的所述用户信息，将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡。

S703：智能卡接收所述基站发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给智能表。

S704：智能表在接收到所述修改后的余额信息后根据所述修改后的余额信息完成缴费。

上述步骤的具体实现细节可参照系统实施例中相应部分的描述，此处不再赘述。

本发明实施例中，通过供应商服务器接收客户端的缴费请求，然后通过基站向智能卡发送缴费指令，由智能卡根据缴费指令修改余额信息，然后完成对智能表的缴费过程。由此可以足不出户地完成缴费，避免了智能卡丢失的风险。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于智能卡的缴费系统，其特征在于，包括：供应商服务器、基站、智能卡以及智能表，其中，

供应商服务器，用于接收客户端发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给所述基站；

所述基站，用于接收并获取所述缴费指令中包含的所述用户信息，将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡；

所述智能卡，用于接收所述基站发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给所述智能表；

所述智能表，用于在接收到所述修改后的余额信息后根据所述修改后的余额信息完成缴费。

2.如权利要求1所述的缴费系统，其特征在于，所述智能卡进一步包括：电源模块、收发模块和微处理器，其中，

所述收发模块，用于接收所述基站发送的所述缴费指令，并将所述缴费指令发送给所述微处理器处理，还用于将所述微处理器修改后的余额信息发送给所述智能表；

所述微处理器，用于根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息；

所述电源模块，用于为所述收发模块和所述微处理器提供电能，其中，所述电源模块进一步包括：纳米摩擦发电机，用于将机械能转换为交流电能；交直流转换器，用于将所述交流电能转换为直流电能；以及，储能元件，用于对所述直流电能进行存储。

3.如权利要求2所述的缴费系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层，以及第二电极；其中，第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构；所述第一电极和第二电极为纳米摩擦发电机的输出电极。

4.如权利要求2所述的缴费系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，以及摩擦电极；其中，第一高分子聚合物绝缘层和摩擦电极相对设置的两个面中的至少一个面上设置有微纳结构；所述第一电极和摩擦电极为纳米摩擦发电机的输出电极。

5.如权利要求4所述的缴费系统，其特征在于，所述纳米摩擦发电机进一步包括：第二高分子聚合物绝缘层和第二电极，

其中，所述第一电极，第一高分子聚合物绝缘层，摩擦电极，第二高分子聚合物绝缘层和第二电极依次层叠设置；第一高分子聚合物绝缘层和摩擦电极两个相对面中的至少一个面上设置有微纳结构；第二高分子聚合物绝缘层和摩擦电极两个相对面中的至少一个面上设置有微纳结构；所述第一电极和第二电极串联为纳米摩擦发电机的一个输出电极；所述摩擦电极为纳米摩擦发电机的另一个输出电极。

6.如权利要求3-5任一所述的缴费系统，其特征在于，

所述第一电极或第二电极所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；所述摩擦电极所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、硒、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金；

所述高分子聚合物绝缘层所用材料选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

7.如权利要求3-5任一所述的缴费系统，其特征在于，所述微纳结构为微米级凹凸结构或纳米级凹凸结构。

8.如权利要求3或4所述的缴费系统，其特征在于，所述微纳结构为纳米级孔状结构，所述纳米级孔状结构设置于所述第一高分子聚合物绝缘层上。

9.如权利要求5所述的缴费系统，其特征在于，所述微纳结构为纳米级孔状结构，所述纳米级孔状结构设置于所述第一高分子聚合物绝缘层和/或所述第二高分子聚合物绝缘层上。

10.一种基于智能卡的缴费方法，其特征在于，包括以下步骤：

供应商服务器接收客户端发送的缴费请求，根据所述缴费请求中包含的用户信息和缴费金额生成缴费指令，并将所述缴费指令发送给基站；

所述基站接收并获取所述缴费指令中包含的所述用户信息，将所述缴费指令发送给与所述用户信息相对应的智能卡；

智能卡接收所述基站发送的所述缴费指令，根据所述缴费指令中包含的缴费金额修改所述智能卡的余额信息，并将修改后的余额信息发送给智能表；

智能表在接收到所述修改后的余额信息后根据所述修改后的余额信息完成缴费。