CN104268753A - 光子通用卡、声波通用卡、使用光子通用卡进行支付的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于迷你支付终端的光子通用卡，该光子通用卡包括：光接收器，该光接收器用于接收用户通过光信号发送的用户支付信息；以及接口电路，该接口电路与该迷你支付终端通信地耦合以向该迷你支付终端传递该用户支付信息。本发明还提供了一种使用该光子通用卡进行支付的方法及系统。本发明另外提供了一种用于迷你支付终端的声波通用卡。

Description

光子通用卡、声波通用卡、使用光子通用卡进行支付的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动支付，尤其涉及光子通用卡、声波通用卡以及使用该光子通用卡进行支付的方法及系统。

背景技术

随着互联网金融的发展，支付方法也变得越来越多样。近来，移动支付正成为逐渐为消费者所青睐。目前有多种手段支持移动支付。常见的一种移动支付手段是金融机构(例如，银联)发行的迷你支付终端，诸如银联推出的迷你付。该迷你支付终端可与消费者的银行卡通信。例如，迷你支付终端一般设有卡槽，付款时消费者可将银行卡插入迷你支付终端的卡槽中，由迷你支付终端读取银行卡上的银行卡信息，并由此执行相应的支付操作。

迷你支付终端支持多种支付卡，例如不同银行发行的银行卡。但是，用户在使用不同的银行卡支付时，必须随身携带有这些相应的银行卡，否则无法完成支付，这给用户带来了麻烦。由于银行卡一旦丢失，会带来潜在的风险并且挂失非常麻烦，因此用户不希望随身携带过多的银行卡。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种用于迷你支付终端的光子通用卡，该光子通用卡包括：

光接收器，该光接收器用于接收用户通过光信号发送的用户支付信息；以及

接口电路，该接口电路与该迷你支付终端通信地耦合以向该迷你支付终端传递该用户支付信息。

在一实例中，该接口电路包括接触式接口电路，该接触式接口电路遵循ISO 7816 IC卡通信协议。

在一实例中，该接口电路包括非接触式接口电路，该非接触式接口电路遵循ISO10536 IC卡通信协议。

在一实例中，该光接收器包括光电转换器，以用于将接收到的光信号转换为表示该用户支付信息的电平信号。

在一实例中，该光电转换器包括激光二极管、光电二极管以及光电三极管中的一者。

在一实例中，该光接收器还包括解码器，该解码器用于将该电平信号解码为表示该用户支付信息的数字信号。

在一实例中，该光接收器还包括解密器，该解密器用于对该数字信号解密以获得该用户支付信息。

在一实例中，该用户支付信息包括从多张支付卡中选出的特定支付卡的支付卡号。

根据本发明的另一方面，提供了一种通过光子通用卡使用迷你支付终端进行支付的方法，包括：

该光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息；

该光子通用卡将该用户支付信息传递给该迷你支付终端；以及

该迷你支付终端使用该用户支付信息执行相应的支付操作。

在一实例中，该光子通用卡将该用户支付信息传递给该迷你支付终端进一步包括：通过该光子通用卡的接触式接口电路根据ISO7816 IC卡通信协议将该用户支付信息传递给该迷你支付终端。

在一实例中，该光子通用卡将该用户支付信息传递给该迷你支付终端进一步包括：通过该光子通用卡的非接触式接口电路根据ISO10536 IC卡通信协议将该用户支付信息传递给该迷你支付终端。

在一实例中，该光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：通过光电转换将接收到的光信号转换为表示该用户支付信息的电平信号。

在一实例中，该光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：对该电平信号执行解码以获得表示该用户支付信息的数字信号。

在一实例中，该用户支付信息是被加密的，该光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：对该数字信号执行解密以获得该用户支付信息。

在一实例中，该用户支付信息包括从多张支付卡中选出的特定支付卡的支付卡号。

根据本发明的再一方面，提供了一种支付系统，包括：

迷你支付终端，该迷你支付终端用于执行支付操作；

光子客户端，该光子客户端用于发送光信号形式的用户支付信息；以及

光子通用卡，该光子通用卡包括：

光接收器，该光接收器用于接收用户通过光信号发送的用户支付信息，以及

接口电路，该接口电路与该迷你支付终端通信地耦合以向该迷你支付终端传递该用户支付信息，

其中该迷你支付终端基于该用户支付信息执行相应支付操作。

在一实例中，该接口电路包括接触式接口电路，该接触式接口电路遵循ISO 7816 IC卡通信协议。

在一实例中，该接口电路包括非接触式接口电路，该非接触式接口电路遵循ISO10536 IC卡通信协议。

在一实例中，该光接收器包括光电转换器，以用于将接收到的光信号转换为表示该用户支付信息的电平信号。

在一实例中，该光电转换器包括激光二极管、光电二极管以及光电三极管中的一者。

在一实例中，该光接收器还包括解码器，该解码器用于将该电平信号解码为表示该用户支付信息的数字信号。

在一实例中，该光接收器还包括解密器，该解密器用于对该数字信号解密以获得该用户支付信息。

在一实例中，该光子客户端包括：光发射器，该光发射器用于向该光子通用卡发送该光信号形式的该用户支付信息。

在一实例中，该光子客户端还包括：编码器，该编码器用于对该用户支付信息进行编码，其中该光发射器以该光信号的形式向该光子通用卡发送经编码的该用户支付信息。

在一实例中，该光子客户端还包括：加密器，该加密器用于对该用户支付信息进行加密，其中该编码器对经加密的该用户支付信息执行该编码。

在一实例中，该用户支付信息包括从多张支付卡中选出的特定支付卡的支付卡号。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于迷你支付终端的声波通用卡，该声波通用卡包括：

声波接收器，该声波收器用于接收用户通过声波信号发送的用户支付信息；以及

接口电路，该接口电路与迷你支付终端通信地耦合以向迷你支付终端传递该用户支付信息。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是示出了根据本发明的一方面的光子通用卡的内部结构的框图；

图2是示出了根据本发明的一方面的光子客户端的框图；

图3是示出了根据本发明的一方面的光接收器的框图；

图4是示出了根据本发明的一方面的编解码方法的流程图；

图5是示出了信号与电平(持续时长)之间的关系示意图；

图6是示出了信号与电平(持续时长及光强)之间的关系示意图；

图7是示出了根据本发明的一方面的通过光子通用卡使用迷你支付终端进行支付的方法的流程图；以及

图8是示出了实践本发明的光子通用卡的情景示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

图1是示出了根据本发明的一方面的光子通用卡100的内部结构的框图。为了说明该光子通用卡100的使用环境，图中还示出了与其配合使用的迷你支付终端200和光子客户端300。

如图1所示，光子通用卡100包括接口电路102，该接口电路102可负责与迷你支付终端200的通信。迷你支付终端200可以是目前常见的使用传统支付IC卡(诸如借记卡、信用卡等银行卡)进行支付的支付终端，例如银联的“迷你付”等。为了能够读取IC卡中的数据，迷你支付终端200一般设有卡槽。在支付时，消费者可将银行卡插入卡槽中进行卡内数据的读取。现行的接触式IC卡接口标准是依照ISO 7816协议的。

相应地，该接口电路102可以是接触式接口电路，例如ISO 7816接口，由此，光子通用卡100的卡体上可设有遵循ISO 7816标准的触点以便在被插入到迷你支付终端200中时向迷你支付终端200传递数据。

在另一实施例中，迷你支付终端200有可能具有射频(RF)通信功能，从而与同样具有RF通信功能的支付卡进行RF无线通信。在此实施例中，接口电路102可以是非接触式接口电路，例如是ISO 10536接口，从而接口电路102可包括根据ISO 10236 IC卡通信协议与迷你支付终端200进行RF通信的RF通信模块。

由于光子通用卡100采用标准的IC卡接口，因此可以与市面上的任何支付终端相兼容

不同于传统的支付卡将相关支付信息存储在卡内，根据本发明的光子通用卡100本身并不存储任何用户支付信息，取而代之的是设有光接收器106，以用于接收用户，例如使用光子客户端300，通过光信号发送的用户支付信息。相应地，光子客户端300可以是具有光通信能力的终端设备。这里的终端设备可以是手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑、计算机(例如，笔记本电脑)等任何具有光通信能力的合适设备。

为了便于理解，首先结合图2对光子客户端300进行介绍。图2是示出了根据本发明的一方面的光子客户端300的框图。

如图2所示，光子客户端300可包括加密器302、编码器304和光发射器306。较优地，考虑到传输的用户支付信息的安全性，加密器302可以首先对要传送的通信数据进行加密。常见的加密算法有DES、3DES、IDEA等。

加密后的通信数据经由编码器304进行编码。常见的编码可包括NRZ编码、NRZI编码、RZ脉冲计数编码、NRZI反转计数编码等等。NRZ编码是以高电平代表1，低电平代表0。NRZI编码是以信号的翻转即高低电平的跳变为代表一个逻辑例如1(0)，而信号高低电平保持不变表示另一逻辑例如0(1)。RZ脉冲计数编码是将原始信息以n个比特为一组，相邻两组信号之间设有组间时间间隔，每组内以脉冲的个数表示该组信号中的n个比特的信息。例如当n＝2，即以两个比特为一组时，分别用1、2、3和4个脉冲代表00、01、10和11。NRZI反转计数编码也是将原始信息以n个比特为一组，相邻两组信号之间设有组间时间间隔。区别于RZ脉冲计数编码，NRZI是在每组内以高电平到低电平(或低电平到高电平)的反转次数分别表示该组信号中的n个比特的信息。例如当n＝2，即以两个比特为一组时，分别用1、2、3和4个反转次数代表00、01、10和11。

在对通信数据进行编码后，光发射器306可以例如通过以发光表示高电平信号、而以不发光表示低电平来将接收到的经编码信号以光的形式发送出去。由此，光发射器306可通过以一定规律高频闪烁发光来传达有意义的信号。光发射器306可以是发光二极管(LED)等等。

图3是示出根据本发明的一方面的光接收器106的结构图。如图3所示，该光接收器106可包括光电转换器1061、解码器1062以及解密器1063。

光电转换器1061可将接收到的(例如，来自光子客户端)光信号转换为数字信号。例如，对于LED灯产生的高频率闪烁，有光可代表高电平，无光可代表低电平，或反之，从而可将接收的光信号转换为电信号。光电转换器1061可包括例如激光二极管、光电二极管、光电三极管等等。

利用光电二极管或光电三极管的电信号与光信号的特性，通过光电转换将形成电脉冲信号。实践中由于发射端与接收端的相对位置不一样，即每个光子客户端发射到光接收器106的光信号强度是不一样的，所以其电信号强弱也是不一样的，所以需要对所形成的电流进行整流比较。以光电二极管为例，如当二极管通过的电流值高于某一定门限值时，光电转换器将输出的电压电平值调整为高电平；当通过光电二极管的电流值低于某一门限值时，光电转换器将输出的电压电平值调整为低电平。该门限值的设定是通过一个数学模型根据不同的环境来设定的，如距离较远时，门限值可能会降低；距离近时门限值可能会相对升高。通过以上过程，可以将电平调整到一定范围内，以此保证正确的脉冲形状，以尽可能保证采样的准确性。这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

在得到用高电平表示1、低电平表示0(或反之)的电脉冲信号后，解码器1062可以使用与编码器304a相对应的解码算法，例如，NRZ解码、NRZI解码、RZ脉冲计数解码、NRZI反转计解码码等等，来对该数字信号进行解码，以得到相应的表示用户支付信息的数字信号。

该数字信号可能是进行了加密的，因此，解码器1063可以使用相应的解密算法对该数字信号进行解密以获得最终的用户支付信息。

考虑到光子客户端300往往以手机等多媒体设备的形式出现，其控制LED闪光灯的开和关时，会随机发生延时，即LED的开、关、开的持续时间、关的持续时间不能精确控制，表现出一定的不稳定性。为此，在本文中采用了一种特殊的编解码方法。

数字系统中，传送的数据主要是以数据串的形式。本文中所称的码元指构成任意进制数据串的每一位的数码单元，例如二进制数据串00111的码元为0、0、1、1、1，三进制数据串012201的码元为0、1、2、2、0、1。对于二进制数据串包括两种数码：0和1；对于三进制数据串会包括三种数码：0、1和2；对于n进制数据串会包含n种数码:0、1、2…n-1。

根据本发明的实施例，提高光信号传输速率的编码方法包括如下步骤：

编码：读取数据串中的码元，每读取到一个码元时，电平发生跳变，并且不同数码的码元编码为具有不同的电平持续时间的电平信号；

发射：将经过编码的数据调制光源，将所述数据以光形式发射出去。这里的调制光源即以发光表示高电平、不发光表示低电平，或反之。

在进一步的实施例中，所述数据串为n进制，n为大于1的整数，每读取到一个码元，电平发生跳变，并将电平持续的时长/时长范围T0，……，Tn-1来表示n进制中的不同的数码0，……，n-1；并且T0，……，Tn-1中任意两个相邻时长/时长范围的差值的绝对值大于预定值以减小或消除光源的控制延时差对于不同码元识别的影响，其中，两个相邻时长/时长范围是指时间长度最接近的两个时长。

T0，……，Tn-1中任意两个相邻时长/时长范围的差值的绝对值至少大于光源的控制延时差的1倍。在编码方法优选的实施例中，T0，……，Tn-1中任意两个相邻时长/时长范围的差值的绝对值大于光源的控制延时差的2倍。

根据本发明的实施例，提高光信号传输速率的解码方法包括如下步骤：

光电转换：接收端接收代表数据串的光信号，将光信号转变为对应的电平信号；

信号解码：接收端根据读取到的电平的持续时间确定各电平对应的码元数码；

整合：对接收到的各组信号进行整合，获得光信号表征的信息。

具体地，上述信号解码包括：

预先设置n-1个判决时长Td1，……，Tdn-1，由所述n-1个判决时长划分出n个时长区间，分别对应n进制的n个码元数码；n为大于1的整数；判决时长可以根据测试的统计规律选定。

根据读取到的N个电平的持续时间分别与Td1，……，Tdn-1进行比较，判断各电平的持续时间各自所落入的时长区间，从而确定各电平的持续时间对应的码元数码，N为大于0的整。

上述的信号解码和整个统称为解码步骤，并且可由例如解码器1062执行。

所述n进制数据串为二进制数据串，设置判决时长步骤中仅设置一个判决时长Td，信号解码步骤中将采集到的N个电平的持续时间分别与Td进行比较，若某个电平的持续时间小于Td，则该电平代表0，若某个电平的持续时间大于Td，则该电平代表1，若某个电平的持续时间等于Td，则该电平代表0或1；或者,所述n进制数据串为二进制数据串，设置判决时长步骤中仅设置一个判决时长Td，信号解码步骤中将采集到的N个电平的持续时间分别与Td进行比较，若某个电平的持续时间小于Td，则该电平代表1，若某个电平的持续时间大于Td，则该电平代表0，若某个电平的持续时间等于Td，则该电平代表0或1。

以下通过几个具体的实施例对本发明的编码和解码方法作进一步说明。

实施例一：

本实施例示出一种光信号的编解码方法，可提高光信号传输速率，所述方法包括：

编码器304对获取的N比特二进制数字信号按照如下方式进行编码：

每读取到一个码元0(以下简称0)或码元1(以下简称1)时，电平发生一次跳变，并将电平持续T0的时长来表示0，将电平持续T1的时长来表示1，T0＜T1，或者T0＞T1；将经过编码的信号调制成光信号，使得电平的跳变变成光信号有无的变化，并将该光信号的有或无的持续的时长T0、T1来表示0或1。这种编码方法的好处是：用电平跳变表示同步信号，用电平持续的时长表示0或1，这样，每个时长都能用来表示信号，编码密度大大增加，因而能提高传输速率。但是，由于在控制LED闪光灯的开和关时，会随机发生延时，即LED的开、关、开的持续时间、关的持续时间不能精确控制，表现出一定的不稳定性，造成用时长来表示信号时误差可能会比较大。

为此，本实施例提出了进一步改进方案，说明如下(光调制可以分成两种情况，第一种是高电平对应发光，低电平对应不发光；第二种是高电平对应不发光，低电平对应发光。下面以第一种情况为例进行说明)：

编码器304(发送端)：设定0和1的时长之间的差值的绝对值(|T0-T1|)大于闪光灯的控制延时差的2倍。此处所说的闪光灯的控制延时差是指闪光灯的最大延时Δt_max和最小延时Δt_min之间的差值。比如：在时刻t1发出指令要求闪光灯发光，但在t1’时刻闪光灯才发光，其间就有一个延时Δt1＝t1’-t1，同样，在时刻t2发出指令要求闪光灯关闭，但在t2’时刻闪光灯才关闭，其间就有一个延时Δt2＝t2’-t2。所有这些延时的最大值Δt_max和最小值Δt_min之间的差值，本申请中称为闪光灯的控制延时差。本实施例设定0和1的时长之间的差值大于闪光灯的控制延时差的2倍后，仍然能保证时长较大的码元数据的实际时长T1比时长较小的码元数据的实际时长T0要长，即|T0-T1|-2(Δt_max-Δt_min)>0，就不会造成在发送端就把两个时长的数据混淆了。当然，对于具有任意多个码元的二进制或非二级制数据串，任意两个相邻时长的差值的绝对值最好大于光源的控制延时差的2倍，从而防止因为延时而无法区分不同数码的码元。两个相邻时长是指时间长度最接近的两个时长。

当满足|T0-T1|>2(Δt_max-Δt_min)时，可能会导致较大的时长比较长，从而降低发射效率。为了在发射效率与识别正确率之间取得平衡，实际应用中也不一定满足|T0-T1|>2(Δt_max-Δt_min)。

实际应用中每款光子客户端300的闪光灯延时都不相同，需要进行多次的测试。

光接收器106(接收端)：接收端检测光信号，通过光电转换器1061将光信号转换成电信号，有光对应高电平，无光对应低电平。检测高低电平的持续时间，共N个电平持续时间，然后存储下来。接着通过接收端设定的判决时长Td，对上述接收到的N个电平持续时间进行比较，从而区分出分别代表0和1的持续时间。在比较过程中，当T0＜T1时，T0＜Td≤T1，将上边采集到的N个电平的持续时间(t1,t2,…,tn,n≤N)分别与Td进行比较，若tn≤Td，则该电平代表数据0，若tn＞Td，则该电平代表数据1；当T0＞T1时，T0≥Td＞T1，将上边采集到的N个电平的持续时间(t1,t2,…,tn,n≤N)分别与Td进行比较，若tn≤Td，则该电平代表数据1，若tn＞Td，则该电平代表数据0。然后将按照上述方法比较得到的二进制数字信号组合起来，便恢复出光子客户端300所发出的原始数据。

之所以在接收端设定判决时长Td，是因为LED的开、关、开的持续时间、关的持续时间不能精确控制，表现出一定的不稳定性，实际发送的情况无法事先知晓，因而也就无法预先确定发送端(光子客户端300)和接收端均保持一致的判决时长。在接收端设定判决时长Td的方法如下：

任意取整数m，1≤m≤N，计算出最大的N/m(若不能整除，取整数部分)个电平持续时间的平均值Ta，最小的N/m(若不能整除，取整数部分)个电平持续时间的平均值Tb，于是，判决时长为Td＝(Ta+Tb)/2。m值越大判决时长的计算越准确。

图4是示出了根据本发明实施例一提供的光信号的编解码方法流程图，其中该编码方法包括：

步骤401：信息读取：读取存储在光子客户端中的信息，将信息转换为二进制数字信号。

步骤402：编码：读取到0时，电平发生跳变，并将该电平持续T0的时长来表示0；读取到1时，电平发生跳变，并将该电平持续T1的时长来表示1。T0＜T1，或者T0＞T1。

步骤403：光信号调制和发射：通过编码后的信息调制光子客户端的光发射器，例如LED闪光灯，将经过编码的信号调制光信号。光调制可以分成两种情况，第一种是高电平对应发光，低电平对应不发光；第二种是高电平对应不发光，低电平对应发光。这里以第一种情况为例，且T0＜T1，说明上述编码方法。

例如，当T0＜T1时，T0设为2ms，T1设为30ms，数据10011010对应的电平波形如图5所示。

将编码信息以光的形式发送出去。

上述涉及编码的过程可由例如光子客户端300执行，其中的编码器步骤可由例如编码器304执行，光信号调制和发射可由例如光发射器306执行。以下涉及解码过程：

步骤404：光信号接收：接收端接收光信号，将光信号转变为电信号。

步骤405：读取存储高低电平持续时间：接收端检测高低电平的持续时间，共N个电平持续时间，然后存储下来。

步骤406：自动设置判决时长Td：计算出最大的N/m(若不能整除，取整数部分)个电平持续时间的平均值Ta，最小的N/m(若不能整除，取整数部分)个电平持续时间的平均值Tb，其中，1≤m≤N，于是，判决时长为Td＝(Ta+Tb)/2。

步骤407：信号解码：接收端将读取到的所有高低电平的持续时间与判决时长进行比较，将上边采集到的N个电平的持续时间(t1,t2,…,tn,n≤N)分别与Td进行比较，若tn＜Td，则该电平代表数据0，若tn＞Td，则该电平代表数据1。

步骤408：接收端对接收到的各组信号进行整合，获得光信号表征的信息。

上述涉及解码的过程可由例如光接收器106执行，其中步骤步骤404可由例如光电转换器1061执行，步骤405-步骤408可由例如解码器1062执行。

本实施例提供的编解码方式，利用手机等光子客户端的LED灯的开关可控，以及开和关的持续时间可控的性能，提出一种编解码方式，以LED开或关的不同持续时间来代表数据0和1。本方案有效解决了手机等光子客户端的LED闪光灯闪烁不稳定的特性，可实现手机等光子客户端与光子通用卡之间的通信，可以提高它们之间光信号的传输速率。

实施例二：(分段编码并用多进制缩位，N进制就用N种波形)

本实施例将待发送的二进制数字信号每取三位二进制数按照三进制重新编码，逢2进1(码元2简称2)，如表1所示：

表1十进制、二进制和三进制数字对应表

十进制	二进制	三进制
			0	000	00
1	001	01
			2	010	10
3	011	02
			4	100	11
5	101	12
			6	110	20
7	111	21

本实施例的光信号的编解码方法与实施例一是类似的，不同之处在于待编码的信号由二进制数字信号的两种码元0、1组成变成了由三进制数字信号的三种码元0、1、2组成，相应地，光子客户端300对获取的三进制数字信号按照如下方式进行编码：每读取到0、1、2任一码元时，电平发生跳变，将电平持续T0的时长来表示0，将电平持续T1的时长来表示1，将电平持续T2的时长来表示2，T0、T1、T2的值各不相同。将经过编码的信号调制成光信号，使得电平的跳变变成光信号有无的变化，并将该光信号的有或无的持续的时长T0、T1、T2来表示0、1、2。类似地，设定0、1、2的各自时长之间的差值的绝对值大于闪光灯的控制延时差的2倍，以避免闪光灯的控制延时造成在发送端将不同时长的数据混淆。

需要说明的是：上述的二进制与三进制的对应关系仅为最简单的一个示例，实际应用中可以根据二进制码串中三位码的出现几率调整其对应的三进制两位码，例如出现几率最高的三位码调整为对应三进制的00，出现几率最低的三位码调整为对应三进制的21或12，以缩短总发送时间。例如本实施例中经过第一步三段翻转，码串中010出现的几率大于011，而发送10的时间明显比发送02的时间短，所以将对应二进制010和011的三进制码02和10对换，以实现缩短发送时间的目的。如上表中所示，二进制中的010原本对应三进制中的02，但对调后对应三进制中的10，而二进制中的011原本对应三进制中的10，但对调后对应三进制中的02(见表中粗体部分)。

编码后三进制数值从00到21，都是两位码，对应二进制都是三位码，没有单独的一位0和一位1。

该编解码方法显然不仅仅适用二进制或三进制数字信号，还可以把本实施例再做如下扩展：在待发送的二进制数字信号中，依先后顺序取j个的相邻二进制码码元(数字信号中的一位字符称为码元，二进制中其取值是1或0)组成二进制数字信号串，将该二进制数字信号串重新编码，形成码元个数为k的等效数据串；所述等效数据串为非二进制数字信号串，其中的码元种类数为三个或更多个；j和k为自然数，j大于k；然后，把等效数据串中的各码元依次转换成时长不同的电平信号；重复步骤：继续依先后顺序取下一组j个的相邻二进制码码元，重复上述步骤，直至待发送数字信号中的数据全部转换完成。

例如：在前述例子中，是j＝3、k＝2的情形，但在重新编码步骤中，也可令j＝2，k＝1，则在转换步骤中所述不同波形的长度需要有4种。

实施例三：(翻转：在指定情况下，将发送时间长的码元和发送时间短的码元对调)

本实施例的光信号的编解码方法与实施例一、二是类似的，不同之处在于，在本例中，如果某个单位传输时间长的码元的个数大于单位传输时间最短的码元的个数，并且该单位传输时间长的码元是总传输时间最长的码元，将该总传输时间最长的码元与单位传输时间最短的码元对调；并采用对调标志进行标识。

比如，针对实施例二中三进制的情形，我们可以设定如下翻转策略：如果1的个数大于0的个数，并且0的个数大于2的个数乘以发送2的平均时间除以发送1的平均时间后的值，则0和1对调(此时将二次翻转标志位置1)，此时因为1是总传输时间最长的码元，将1和0对调将比将2和0对调更能节省传输时间；如果2的个数大于0的个数，并且2的个数乘以发送2的平均时间除以发送1的平均时间的值大于1的个数，则0和2对调(此时将二次翻转标志位置2)，此时因为2是总传输时间最长的码元，将2和0对调将比将1和0对调更能节省传输时间，否则不对调(此时将二次翻转标志位置0)。

实施例四：(在实施例二的基础上加上强度调制)

本实施例的光信号的编解码方法与实施例二是类似的，不同之处在于，在本例中，光子客户端300还利用亮度调节的光信号对待传输数据的一部分进行光强度编码，将待传输数据用不同强度的光信号表示，并将编码后待传输数据以光信号发出。由于在上述实施例二中，码元的取值有0、1、2三种，如果都用时长来表示，则其中必有一种码元的时长非常长。为了节省传输时间，本实施例把取值2及以上的码元改用不同的差异光强度来表示。比如：常规光强度持续T0的时长来表示0；常规光强度持续T1的时长来表示1，但2不采用常规光强度持续时间T2来表示，而是用与常规光强度不同的差异光强度来表示，而其持续时间则可以是T1或T0或其他。

优选地，连续多个相同码元中，至少一个码元具有比其相邻码元更高强度的光信号以区分所述连续多个码元。例如，数据100122201对应的电平波形如图6所示。由于有连续的三个2，如果都用同一种光强度表示，则会造成失去同步信号，所以用两个差异光强表示，在每个2与下一个2之间有一个跳变以表示同步信号。码元2所对应的差异光强的时长可以是T0，也可以是T1，甚至是其他时长。图6中，为了缩短发送时间，提高传输速率，2的持续时间采用T0。虽然0的持续时间也是T0，但0的光强是在零光强和常规光强之间跳变，而2信号的光强是在两个特异光强之间跳变，足以将二者之间区分开。

本例通过控制闪光灯的发光强弱来编码发送，这样就可以通过组合强弱代替时长来减少发送的数据量。并且光强组合的方案可以提高安全性。由于光强级数的增多，使得可编码的数量大大增加，这样就可以使用些空位以进一步增加编码的安全性。

回到图1，光子通用卡100还可包括处理器104，以负责控制包括接口电路102、光接收器106在内的整个光子通用卡100的操作。处理器104可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)等。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器104也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器104还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

由此，在使用支付卡，例如特定银行卡进行支付时，用户无需将实体卡插入迷你支付终端中进行用户支付信息的读取，而是直接通过光子客户端以光信号的形式将与该特定银行卡相关联的用户支付信息(例如，卡号、开户行、持卡人身份等账户信息)发送给光子通用卡，再由光子通用卡传递给迷你支付终端200以执行相关支付。在此，光子客户端中可绑定有多张支付卡，在用户选择特定的支付卡进行支付时，用户可在光子客户端中选择该特定的支付卡，或者用户也可将该特定的支付卡设为默认支付卡，从而触发光子客户端将该特定支付卡的用户支付信息以光信号的形式发送给光子通用卡，从而省去了用户必须使用实体的支付卡进行支付的麻烦。

图7是示出了根据本发明的一方面的通过光子通用卡使用迷你支付终端进行支付的方法700的流程图。如图7所示，该方法700包括如下步骤：

在步骤702：光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息。

该光信号形式的用户支付信息可以是光子客户端发送的。例如，光子客户端中绑定了多张支付卡。用户在进行支付时，可以在光子客户端中选择该特定的支付卡，从而触发光子客户端将该特定支付卡的用户支付信息以光信号的形式发送给光子通用卡。

光子通用卡可通过光电转换将接收到的光信号转换为表示该用户支付信息的电平信号。

在一实例中，该用户支付信息是经编码的，则光子通用卡可对该电平信号执行解码以获得表示用户支付信息的数字信号。

进一步地，该用户支付信息是经加密的，则光子通用卡可对该数字信号执行解密以获得该用户支付信息。

在步骤704：光子通用卡将该用户支付信息传递给迷你支付终端。

在一实例中，该迷你支付终端支持ISO 7816通信接口，则光子通用卡通过其接触式接口电路根据ISO7816 IC卡通信协议将该用户支付信息传递给迷你支付终端。

在另一实例中，该迷你支付终端支持ISO 10536通信接口，则光子通用卡通过其非接触式接口电路根据ISO10536 IC卡通信协议将该用户支付信息传递给迷你支付终端。

在步骤706：迷你支付终端使用该用户支付信息执行相应的支付操作。

迷你支付终端可以使用该用户支付信息与相应的支付交易服务器(例如，银联、银行、支付机构的交易服务器)进行交互操作，以完成支付操作。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种支付系统，包括：迷你支付终端，光子客户端、以及光子通用卡。该迷你支付终端用于执行支付操作，而该光子客户端用于发送光信号形式的用户支付信息。该光子通用卡包括光接收器以用于接收用户通过光发送的用户支付信息，以及接口电路，该接口电路与迷你支付终端通信地耦合以向迷你支付终端传递用户支付信息。迷你支付终端可基于该用户支付信息执行相应支付操作。

图8是示出了实践本发明的光子通用卡的情景示意图。具体地，图8中示出了迷你支付终端设有卡槽并通过接触式ISO 7816接口读取IC银行卡数据的情形。在此情形中，常规地，用户如果希望用特定的银行卡进行支付，则必须随身携带这张卡，并在支付时将该卡插入迷你支付终端中以进行支付。

根据本发明则不必如此，具体地，使用本发明的光子通用卡100，用户可将该光子通用卡100插入迷你支付终端200中，然后，用户在光子客户端300(诸如手机)中选择希望用以支付的特定银行卡，并以光信号的形式将与该特定银行卡相关联的用户支付信息发送给光子通用卡100，并由光子通用卡100传递给迷你支付终端200，以代替直接使用银行卡供迷你支付终端200读取用户支付信息。用户可以在光子客户端300中绑定多张银行卡，如果用户希望使用另一银行卡支付，则只需要通过光子客户端300选择该另一银行卡并以光信号的形式向光子通用卡100发送与该另一银行卡相关联的用户支付信息即可。用户仅需要携带光子通用卡100这一张卡，并且在光子客户端300中绑定所持有的多张支付卡即可，而无需携带这些支付卡。这为用户带来了极大地方便，也避免了丢卡的风险。

根据本发明的再一方面，还提供了一种类似的用于迷你支付终端的声波通用卡，该声波通用卡包括声波接收器和接口电路。该声波收器用于接收用户通过声波信号发送的用户支付信息，而该接口电路与迷你支付终端通信地耦合以向迷你支付终端传递该用户支付信息。声波通用卡与上述光子通用卡的区别仅在于其采用了声波接收器，而非光接收器，其他结构完全相同。声波通用卡的使用方法也与光子通用卡相类似。因此，对于声波通用卡不再多做赘述。

由于光子通用卡和声波通用卡采用标准的IC卡接口，因此可以市面上的任何迷你支付终端相兼容，无需对现有的支付终端做任何硬件上的改动即可实现此新型支付方案。

本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (22)

1.一种用于迷你支付终端的光子通用卡，所述光子通用卡包括：

光接收器，所述光接收器用于接收用户通过光信号发送的用户支付信息；以及

接口电路，所述接口电路与所述迷你支付终端通信地耦合以向所述迷你支付终端传递所述用户支付信息。

2.如权利要求1所述的光子通用卡，其特征在于，所述接口电路包括接触式接口电路和/或非接触式接口电路，所述接触式接口电路遵循ISO 7816 IC卡通信协议，所述非接触式接口电路遵循ISO 10536 IC卡通信协议。

3.如权利要求1所述的光子通用卡，其特征在于，所述光接收器包括光电转换器，以用于将接收到的光信号转换为表示所述用户支付信息的电平信号。

4.如权利要求3所述的光子通用卡，其特征在于，所述光电转换器包括激光二极管、光电二极管以及光电三极管中的一者。

5.如权利要求3所述的光子通用卡，其特征在于，所述光接收器还包括解码器，所述解码器用于将所述电平信号解码为表示所述用户支付信息的数字信号。

6.如权利要求5所述的光子通用卡，其特征在于，所述光接收器还包括解密器，所述解密器用于对所述数字信号解密以获得所述用户支付信息。

7.如权利要求1所述的光子通用卡，其特征在于，所述用户支付信息包括从多张支付卡中选出的特定支付卡的支付卡号。

8.一种通过光子通用卡使用迷你支付终端进行支付的方法，包括：

所述光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息；

所述光子通用卡将所述用户支付信息传递给所述迷你支付终端；以及

所述迷你支付终端使用所述用户支付信息执行相应的支付操作。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光子通用卡将所述用户支付信息传递给所述迷你支付终端进一步包括以下至少一者：

通过所述光子通用卡的接触式接口电路根据ISO 7816 IC卡通信协议将所述用户支付信息传递给所述迷你支付终端，以及

通过所述光子通用卡的非接触式接口电路根据ISO 10536 IC卡通信协议将所述用户支付信息传递给所述迷你支付终端。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：

通过光电转换将接收到的光信号转换为表示所述用户支付信息的电平信号。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：

对所述电平信号执行解码以获得表示所述用户支付信息的数字信号。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述用户支付信息是被加密的，所述光子通用卡接收通过光信号发送的用户支付信息进一步包括：

对所述数字信号执行解密以获得所述用户支付信息。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户支付信息包括从多张支付卡中选出的特定支付卡的支付卡号。

14.一种支付系统，包括：

迷你支付终端，所述迷你支付终端用于执行支付操作；

光子客户端，所述光子客户端用于发送光信号形式的用户支付信息；以及光子通用卡，所述光子通用卡包括：

光接收器，所述光接收器用于接收用户通过光信号发送的用户支付信息，以及

接口电路，所述接口电路与所述迷你支付终端通信地耦合以向所述迷你支付终端传递所述用户支付信息，

其中所述迷你支付终端基于所述用户支付信息执行相应支付操作。

15.如权利要求14所述的支付系统，其特征在于，所述接口电路包括接触式接口电路或非接触式接口电路，所述接触式接口电路遵循ISO 7816 IC卡通信协议，所述非接触式接口电路遵循ISO 10536 IC卡通信协议。

16.如权利要求14所述的支付系统，其特征在于，所述光接收器包括光电转换器，以用于将接收到的光信号转换为表示所述用户支付信息的电平信号。

17.如权利要求16所述的支付系统，其特征在于，所述光接收器还包括解码器，所述解码器用于将所述电平信号解码为表示所述用户支付信息的数字信号。

18.如权利要求17所述的支付系统，其特征在于，所述光接收器还包括解密器，所述解密器用于对所述数字信号解密以获得所述用户支付信息。

19.如权利要求14所述的支付系统，其特征在于，所述光子客户端包括：

光发射器，所述光发射器用于向所述光子通用卡发送所述光信号形式的所述用户支付信息。

20.如权利要求19所述的支付系统，其特征在于，所述光子客户端还包括：

编码器，所述编码器用于对所述用户支付信息进行编码，

其中所述光发射器以所述光信号的形式向所述光子通用卡发送经编码的所述用户支付信息。

21.如权利要求20所述的支付系统，其特征在于，所述光子客户端还包括：

加密器，所述加密器用于对所述用户支付信息进行加密，

其中所述编码器对经加密的所述用户支付信息执行所述编码。

22.一种用于迷你支付终端的声波通用卡，所述声波通用卡包括：

声波接收器，所述声波收器用于接收用户通过声波信号发送的用户支付信息；以及

接口电路，所述接口电路与所述迷你支付终端通信地耦合以向所述迷你支付终端传递所述用户支付信息。