CN105405006A - 一种应用于pos端的声波支付电路及声波支付方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于POS端的声波支付电路，实现POS端快速支付。该电路包括依次连接的音频输入电路、第一运放电路、第二运放电路、N通道选频电路和微控制器；所述音频输入电路，用于采样音频信号，将声信号转换为电信号并输出至第一运放电路；所述第一运放电路，用于将转换后的电信号放大并输出至第二运放电路；所述第二运放电路，用于实现对放大后的电信号的滤波并输出至N通道选频电路；所述N通道选频电路，用于实现对滤波后电信号频率的选择；所述微控制器，用于采样并处理所述N通道选频电路输出信号，完成对该输出信号的FSK解调，以实现声波支付。本发明电路成本低，电路构造简单，实现了POS端快速支付。

Description

一种应用于POS端的声波支付电路及声波支付方法

技术领域

本发明属于POS端支付领域，涉及一种应用于POS端的声波支付电路及声波支付方法，特别是应用于手机与POS之间的声波支付电路。

背景技术

随着移动技术的发展及普及，手机支付逐渐成为新兴的电子支付形式。移动支付特性在于采用手机完成相关支付，目前手机带有的支付方式可以为蓝牙、WIFI、NFC等，这些均通过电磁波方式实现。蓝牙和WIFI技术需要人为的参与连接过程，不适合应用于快速支付的场景，同时还需要设备增加相关电路；其次，NFC在手机端支持需增加额外的RFID芯片，并且在手机上的普及性较低；然而，声波支付只需手机端有MIC，而MIC是手机所必须的，对手机端来说不需要增加任何额外的硬件成本，且适用于快速支付，在实际应用中具有显著的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决上述问题，并实现快速支付的应用于POS端的声波支付电路及声波支付方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种应用于POS端的声波支付电路，包括依次连接的音频输入电路、第一运放电路、第二运放电路、N通道选频电路和微控制器；所述音频输入电路，用于采样音频信号，将声信号转换为电信号并输出至第一运放电路；所述第一运放电路，用于将转换后的电信号放大并输出至第二运放电路；所述第二运放电路，用于实现对放大后的电信号的滤波并输出至N通道选频电路；所述N通道选频电路，用于实现对滤波后电信号频率的选择；所述微控制器，用于采样并处理所述N通道选频电路输出信号，完成对该输出信号的FSK解调，以实现声波支付；其中，N为大于等于2的自然数。

在本发明一实施例中，所述第一运放电路采用比例放大电路。

在本发明一实施例中，所述第二运放电路采用带通滤波器。

在本发明一实施例中，所述音频输入电路包括第一至第二电阻、第一至第三电容及第一连接器；所述第一连接器连接至MIC，用于采集音频信号；所述第一、第二电阻及第一电容构成MIC的偏置电路；所述第三电容连接于MIC输出端和地之间，用于滤波；所述第二电容连接至MIC输出端及所述第一运放电路输入端，用于交流耦合。

在本发明一实施例中，所述第一运放电路包括第三至第六电阻、第四至第五电容以及第一运放；所述第三电阻和第四电阻构成输入偏置；所述第五、第六电阻、第四、第五电容构成比例放大及反馈；所述第一运放的输出端连接至所述第二运放电路的输入端。

在本发明一实施例中，所述第二运放电路包括第一四通道集成运放、第七至第十七电阻以及第六至第十三电容，所述第一四通道集成运放包括第二至第五运放；所述第七、第八电阻、第六、第七电容与所述第二运放构成基准电压产生电路；所述第九至第十七电阻、第八至第十三电容与所述第三至第五运放构成三阶滤波电路。

在本发明一实施例中，所述N为2，所述N通道选频电路包括选频电路一和选频电路二；所述选频电路一由第一FSK解调器、第十八至二十电阻、以及第十四至第十九电容组成；所述选频电路二由第二FSK解调器、第二十一至二十三电阻、以及第二十至第二十五电容组成。

在本发明一实施例中，所述微控制器由第一微控制、第二十四至二十七电阻组成，用于对于所述N通道选频电路输出信号进行采集并处理输出信号频率，确定声波中携带的信息，进而完成声波支付。

本发明还提供了一种基于上述所述应用于POS端的声波支付电路的声波支付方法，包括如下步骤，

S1：系统上电，并处于待机状态；

S2：判断是否有中断，若无，重复执行步骤S2；若有，则执行步骤S3；

S3：音频输入电路通过外接MIC采样音频信号，并将该声信号转换为电信号，经第一运放电路放大、第二运放电路滤波后输出至所述N通道选频电路，经解调并输出滤波后信号中携带的特定频率信号输出信号至微控制器进行处理；

S4：微控制器分析步骤S3输出信号中所含频率成分，并根据所含频率定义的相关数据编码，得出一个完整数据包；

S5：微控制器对步骤S4得到的完整数据包进行解析，判断起始位是否正确，若正确，则执行步骤S6；否则，结束本次交易；

S6：检验数据包是否正确，若正确，则执行步骤S7；否则，结束本次交易；

S7：判断结束位是否正确，若正确，则发送所述完成数据包，完成本次交易；否则，结束本次交易。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的声波支付电路，提供了完整的声波支付解决方案及相应电路设计，可设置不同数量的选频电路完成对所述音频信号的FSK解调，同时极大程度的降低了对微控制器的要求，适用于POS端快速支付的应用场景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的声波支付电路框图。

图2是本发明实施例音频输入电路原理图。

图3是本发明实施例第一运放电路原理图。

图4是本发明实施例第二运放电路原理图。

图5是本发明实施例N通道选频电路（N为2）原理图。

图6是本发明实施例微控制器原理图。

图7为本发明声波支付方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明的一种应用于POS端的声波支付电路，包括依次连接的音频输入电路、第一运放电路、第二运放电路、N通道选频电路和微控制器；所述音频输入电路，用于采样音频信号，将声信号转换为电信号并输出至第一运放电路；所述第一运放电路，用于将转换后的电信号放大并输出至第二运放电路；所述第二运放电路，用于实现对放大后的电信号的滤波并输出至N通道选频电路；所述N通道选频电路，用于实现对滤波后电信号频率的选择；所述微控制器，用于采样并处理所述N通道选频电路输出信号，完成对该输出信号的FSK解调，以实现声波支付；其中，N为大于等于2的自然数。

如图7所示，本发明还提供了一种基于上述应用于POS端的声波支付电路的声波支付方法，包括如下步骤，

S1：系统上电，并处于待机状态；

S2：判断是否有中断，若无，重复执行步骤S2；若有，则执行步骤S3；

S3：音频输入电路通过外接MIC采样音频信号，并将该声信号转换为电信号，经第一运放电路放大、第二运放电路滤波后输出至所述N通道选频电路，经解调并输出滤波后信号中携带的特定频率信号输出信号至微控制器进行处理；

S4：微控制器分析步骤S3输出信号中所含频率成分，并根据所含频率定义的相关数据编码，得出一个完整数据包；

S5：微控制器对步骤S4得到的完整数据包进行解析，判断起始位是否正确，若正确，则执行步骤S6；否则，结束本次交易；

S6：检验数据包是否正确，若正确，则执行步骤S7；否则，结束本次交易；

S7：判断结束位是否正确，若正确，则发送所述完成数据包，完成本次交易；否则，结束本次交易。

以下结合具体实施例讲述本发明的技术方案。

如图1所示，一种声波支付电路，包括音频输入电路，第一运放电路，第二运放电路，多通道选频电路和微控制器；所述音频输入电路，用于采样所述音频信号，完成声到电的转换并输出到第一运放电路；所述第一运放电路，连接于所述音频输入电路的输出端，采用比例放大电路，完成对所述音频信号的放大并输出到第二运放电路；所述第二运放电路，连接于所述第一运放电路，采用带通滤波器完成对所述音频信号的滤波并输出到多通道选频电路；所述多通道选频电路，可由选频电路一、选频电路二、直到选频电路N组成，所述选频电路的数量与所述微控制器的FSK解调协议相关，所述FSK解调协议可自定义；所述微控制器，连接于多通道选频电路，用于采样并分析所述多通道选频电路输出信号，完成对所述音频信号的FSK解调。

本发明实施例的电路设计原理在于通过所述多通道选频网络，完成对所述音频信号中特定频率的选择，进而根据不同频率完成对所述音频信号的FSK解调，以完成声波支付，实现POS端快速支付的应用场景。

如图2-6所示，本发明另一实施例提供一具体电路实现：音频输入电路由第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容以及第一连接器组成；所述第一连接器连接至MIC，用于采集所述音频信号；所述第一电阻、第二电阻以及第一电容构成MIC的偏置电路；所述第三电容连接在MIC输出端和地之间，用于滤波；所述第二电容连接所述MIC输出端和所述第一运放电路输入端，用于交流耦合。所述第一运放电路由第三至第六电阻、第四至第五电容、以及第一运放组成，用于放大所述音频信号并输出到所述第二运放电路；所述第三电阻和第四电阻构成输入偏置；所述第五至第六电阻、第四至第五电容构成比例放大及反馈。所述第二运放电路由第一四通道集成运放、第七至第十七电阻、以及第六电容至第十三电容组成，用于对所述音频信号进行滤波；所述第七至第八电阻、第六至第七电容构成基准电压产生电路；所述第九至第十七电阻、第八至第十三电容构成三阶滤波电路。所述多通道选频电路实施例中包含选频电路一和选频电路二；所述选频电路一由第一FSK解调器、第十八至二十电阻、以及第十四至第十九电容组成，用于解调并输出所述音频信号中携带的特定频率信号，进而输出到微控制器中；所述选频电路二由第二FSK解调器、第二十一至二十三电阻、以及第二十至第二十五电容组成，用于解调并输出所述音频信号中携带的特定频率信号，进而输出到微控制器中。所述微控制器由第一微控制和第二十四至二十七电阻组成，用于对于所述选频电路输出信号分析，通过采集并分析输出信号频率并通过FSK解调方式确定声波中携带的信息，进而完成声波支付。

如图7所示，本发明声波支付方法的具体软件处理流程图：系统正常处于待机状态，进而判断是否有中断，如果没有则继续等待中断，如果有中断则开始采集并分析数据，确定信号中所含频率成分，并根据所含频率定义相关数据编码，进而采集并分析得出一个完整数据包；系统对所述完整数据包进行解析，分别通过解析数据包，判断起始位和结束位是否正确，以及校验数据包是否正确，任何一个判定错误将判定所述完整数据包失效，将结束本次交易；如所述完整数据包正确，则发送所述完成数据包，完成本次交易。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：包括依次连接的音频输入电路、第一运放电路、第二运放电路、N通道选频电路和微控制器；所述音频输入电路，用于采样音频信号，将声信号转换为电信号并输出至第一运放电路；所述第一运放电路，用于将转换后的电信号放大并输出至第二运放电路；所述第二运放电路，用于实现对放大后的电信号的滤波并输出至N通道选频电路；所述N通道选频电路，用于实现对滤波后电信号频率的选择；所述微控制器，用于采样并处理所述N通道选频电路输出信号，完成对该输出信号的FSK解调，以实现声波支付；其中，N为大于等于2的自然数。

2.根据权利要求1所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述第一运放电路采用比例放大电路。

3.根据权利要求1所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述第二运放电路采用带通滤波器。

4.根据权利要求1所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述音频输入电路包括第一至第二电阻、第一至第三电容及第一连接器；所述第一连接器连接至MIC，用于采集音频信号；所述第一、第二电阻及第一电容构成MIC的偏置电路；所述第三电容连接于MIC输出端和地之间，用于滤波；所述第二电容连接至MIC输出端及所述第一运放电路输入端，用于交流耦合。

5.根据权利要求4所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述第一运放电路包括第三至第六电阻、第四至第五电容以及第一运放；所述第三电阻和第四电阻构成输入偏置；所述第五、第六电阻、第四、第五电容构成比例放大及反馈；所述第一运放的输出端连接至所述第二运放电路的输入端。

6.根据权利要求5所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述第二运放电路包括第一四通道集成运放、第七至第十七电阻以及第六至第十三电容，所述第一四通道集成运放包括第二至第五运放；所述第七、第八电阻、第六、第七电容与所述第二运放构成基准电压产生电路；所述第九至第十七电阻、第八至第十三电容与所述第三至第五运放构成三阶滤波电路。

7.根据权利要求6所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述N为2，所述N通道选频电路包括选频电路一和选频电路二；所述选频电路一由第一FSK解调器、第十八至二十电阻、以及第十四至第十九电容组成；所述选频电路二由第二FSK解调器、第二十一至二十三电阻、以及第二十至第二十五电容组成。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的应用于POS端的声波支付电路，其特征在于：所述微控制器由第一微控制、第二十四至二十七电阻组成，用于对于所述N通道选频电路输出信号进行采集并处理输出信号频率，确定声波中携带的信息，进而完成声波支付。

9.一种基于权利要求1所述应用于POS端的声波支付电路的声波支付方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1：系统上电，并处于待机状态；

S2：判断是否有中断，若无，重复执行步骤S2；若有，则执行步骤S3；

S3：音频输入电路通过外接MIC采样音频信号，并将该声信号转换为电信号，经第一运放电路放大、第二运放电路滤波后输出至所述N通道选频电路，经解调并输出滤波后信号中携带的特定频率信号输出信号至微控制器进行处理；

S4：微控制器分析步骤S3输出信号中所含频率成分，并根据所含频率定义的相关数据编码，得出一个完整数据包；

S5：微控制器对步骤S4得到的完整数据包进行解析，判断起始位是否正确，若正确，则执行步骤S6；否则，结束本次交易；

S6：检验数据包是否正确，若正确，则执行步骤S7；否则，结束本次交易；

S7：判断结束位是否正确，若正确，则发送所述完成数据包，完成本次交易；否则，结束本次交易。