CN106886730A - 一种基于wifi和摄像头的手机app刷卡系统 - Google Patents

一种基于wifi和摄像头的手机app刷卡系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，所述刷卡手机APP使用WIFI模块与刷卡机建立通信链路，使用摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定标记来启动刷卡流程，有先连接模式和后连接模式两种连接模式，刷卡手机APP与刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费和身份认证等功能，本系统能够实现对传统非接触式刷卡系统、NFC刷卡系统和RFID‑SIM刷卡系统的挑战和取代，市场前景巨大。

Description

一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，尤其涉及一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统。
背景技术
现有的非接触式刷卡系统分为3种：1) 传统非接触刷卡系统：持卡人使用非接触式卡，在距离传统刷卡机10mm以内与传统刷卡机交互，来实现与服务器后台系统或手机后台系统的数据交换，完成门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域的功能。为了防止误刷，传统的非接触式卡的作用距离均控制在0mm~20mm以内；2) RFID-SIM刷卡系统：国内电信运营商将RFID 射频模块、天线、传统SIM卡功能都集成在SIM卡中，称为RFID-SIM，而RFID-SIM刷卡系统正是基于RFID-SIM，在距离RFID刷卡机10mm以内与RFID刷卡机交互，来实现与服务器后台系统或手机后台系统的数据交换，完成门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域的功能，为了防止误刷，RFID-SIM卡的作用距离均控制在0mm~20mm以内；3) 手机NFC刷卡系统：随着手机APP技术的发展，有部分手机支持NFC功能，而手机NFC刷卡系统正是基于手机的NFC功能，使用手机APP在距离NFC刷卡机10mm以内与NFC刷卡机交互，来实现与服务器后台系统或手机后台系统的数据交换，完成门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域的功能。NFC的作用距离在0mm~20mm以内，也能有效防止误刷。
上述前3类非接触式刷卡系统都采用了支持近场数据交互的模块，如非接触式卡、RFID-SIM和手机NFC模块，保证与特定刷卡机正常通信而不产生误刷，所谓误刷，就是由于作用距离远，周边的不需要交互的非接触式卡、RFID-SIM和手机NFC模块与刷卡机发生通信而产生的问题。
现有技术包括以下缺点：1、传统非接触刷卡系统的刷卡部分：为了保证成功刷卡而不产生误刷现象，持卡人需要携带在各种应用场景下支持近场数据交互的卡来完成刷卡应用，携带卡多且容易混淆丢失，且卡中数据只有在刷卡机前才能显示，而刷卡流水等信息对于用户来说是无法得到的，这也是传统刷卡系统中产生纠纷的主要原因。2、RFID-SIM刷卡系统的刷卡部分：为了保证成功刷卡而不产生误刷现象，持卡人需要去运营商处购买定制的RFID-SIM，且每张RFID-SIM只相当于一张或多张非接触式卡，使用范围有限，扩充困难，不能适用于多种场景；而刷卡流水等信息对于用户来说是无法得到的，这也是RFID-SIM刷卡系统中产生纠纷的主要原因。3、手机NFC刷卡系统的刷卡部分：为了保证成功刷卡而不产生误刷现象，持卡人需要使用具备NFC功能的手机才能实现刷卡功能，但当前很多手机都不具备NFC功能，而且即使具备NFC功能的手机，由于不同品牌手机使用的NFC芯片不同，相互之间也很难兼容，这样就限制了持卡人使用，因此手机NFC刷卡系统只能在特定的手机型号实现。4、当前，用户使用手机通过APP软件直接完成刷卡的技术障碍就是手机所具备的通信通道， WIFI等作用距离远，手机APP即使搜索到可以连接的信号，也不能确认用户是否正在刷卡机前进行刷卡；而不能确认用户位置和用户的刷卡意愿，则会产生大量的误刷现象，使得刷卡系统无法正常使用；还有二维码刷卡系统，无论是手机APP去读取刷卡机产生的二维码还是刷卡机来读取手机APP产生的二维码，数据流都是单向传输的，不能达到非接触式卡、RFID-SIM和手机NFC模块近场数据交互的效果。这是当前手机APP刷卡系统不能普及到任意智能手机的技术障碍。
因此需要一种新型的刷卡系统来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，不需要在手机上做任何硬件改动，提出解决手机APP近场刷卡的具体实现，能够解决上述3类刷卡系统的不足。
一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡手机APP使用WIFI模块与刷卡机建立通信链路，使用摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定标记来启动刷卡流程，有先连接模式和后连接模式两种连接模式。刷卡手机APP与刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费和身份认证等功能。
优选地，所述刷卡机在刷卡机上设置有特定标记，并通过刷卡WIFI模块与刷卡手机APP交换数据。
优选地，所述刷卡手机APP通过摄像头拍照结合算法识别刷卡机上的特定标记，并且通过WIFI模块与刷卡机交换数据。
优选地，所述系统的WIFI连接模式包括以下两种模式：
一、先连接模式：刷卡手机APP先使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定标记来启动刷卡流程；
二、后连接模式：刷卡手机APP先通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定的标记，识别成功后使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后启动刷卡流程。
优选地，所述刷卡机的刷卡WIFI模块工作在AP模式，手机的WIFI模块工作在CLIENT模式；或者手机的WIFI模块和刷卡机的刷卡WIFI模块采用WIFI P2P方式连接并通信。
优选地，所述刷卡机具备本地刷卡功能和刷卡中继功能，可转发刷卡数据到指定刷卡机。
优选地，所述系统的用户刷卡数据保存在刷卡手机APP、刷卡机和服务器后台系统或手机后台系统中，以服务器后台系统或手机后台系统的数据为准，其次以刷卡机的数据为准。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，对智能手机的硬件要求不高，只需具备WIFI模块和摄像头这两种智能手机标配的模块，且对模块性能指标不做要求，就能够使用一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，不要求手机具备NFC功能，也不要求订制SIM卡，解决了NFC刷卡系统和RFID-SIM刷卡系统对手机和SIM卡的限制，同时解决了传统刷卡系统对非接触式卡的依赖，可以做到在一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统中，一机在手，刷遍各种应用场；刷卡系统用途广泛，在门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域都有应用，能够实现对传统非接触式刷卡系统、NFC刷卡系统和RFID-SIM刷卡系统的挑战和取代，市场前景巨大。
附图说明
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是本发明一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统的硬件和系统连接图。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡手机APP使用WIFI模块与刷卡机建立通信链路，使用摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定的标记来启动刷卡流程，有先连接模式和后连接模式两种连接模式。刷卡手机APP与刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费和身份认证等功能，所述刷卡机在刷卡机上设置有特定标记，并且通过刷卡WIFI模块与刷卡手机APP交换数据，所述刷卡手机APP通过摄像头拍照结合算法识别刷卡机上的特定标记，并且通过WIFI模块与刷卡机交换数据，所述系统的工作模式包括以下两种模式：一、先连接模式：刷卡手机APP先使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定的标记来启动刷卡流程；二、后连接模式：刷卡手机APP先通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定的标记，识别成功后使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后启动刷卡流程；所述刷卡机的刷卡WIFI模块工作在AP模式，手机的WIFI模块工作在CLIENT模块模式；或者手机的WIFI模块和刷卡机的刷卡WIFI模块采用WIFI P2P方式连接并通信，所述刷卡机具备本地刷卡功能和刷卡中继功能，可转发刷卡数据到指定刷卡机，所述系统的用户刷卡数据保存在刷卡手机APP、刷卡机和服务器后台系统或手机后台系统中，以服务器后台系统或手机后台系统的数据为准，其次以刷卡机的数据为准。
本实施例提出使用手机WIFI模块和摄像头来实现近场刷卡：智能手机本身就具备与刷卡机通信的模块——WIFI模块，且连接稳定，传输速度快，WIFI使用到刷卡系统中，存在的问题是WIFI作用距离远，手机APP在搜索到WIFI热点信号后，无法确认与刷卡机交互的时间，也无法确认用户的刷卡意愿，本实施例则将WIFI模块和摄像头结合使用，有两种连接模式和刷卡流程：
1) WIFI先连接模式：
刷卡手机APP启动后，实时搜索刷卡机的刷卡WIFI热点信号，搜索到指定的WIFI热点信号且WIFI热点信号强度达到一定的门限值后，就与刷卡机通过WIFI建立连接，WIFI连接后调用摄像头以每秒10~20帧的速度拍摄照片，对每帧照片调用算法来识别刷卡机上特定的标记，一旦识别到特定的标记，则确认持卡人有刷卡的意愿，刷卡手机APP则启动刷卡流程和刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域的功能；
2) WIFI后连接方式：
刷卡手机APP启动后，实时搜索刷卡机的刷卡WIFI热点信号，搜索到指定的WIFI热点信号但不建立连接，而是调用摄像头以每秒10~20帧的速度拍摄照片，对每帧照片调用算法来识别刷卡机上特定的标记，一旦识别到特定的标记，则确认持卡人有刷卡的意愿，刷卡手机APP就连接刚才搜索到的WIFI热点信号，连接成功后启动刷卡流程和刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域的功能。
由于摄像头拍摄照片的景深限制和刷卡机特定标记的特殊性，用户只可能在识别允许距离内(如：距离刷卡机10mm以内)完成识别，从而达到与非接触式卡、RFID-SIM和手机NFC模块相同的作用距离而不产生误刷。
本实施例提出手机WIFI模块和刷卡机的刷卡WIFI模块的两种连接方式：1) 刷卡机的刷卡WIFI模块工作在AP模式，手机WIFI模块工作在CLIENT模式；2) 手机WIFI模块和刷卡机的刷卡WIFI模块采用WIFI P2P方式连接并通信。
本实施例提出在WIFI覆盖范围内多个刷卡机产生的WIFI误联的解决方法：1) 每个刷卡机具有不同的WIFI热点名称，每个刷卡机的标记与名称有对应关系；2) 对于WIFI后连接模式：刷卡手机APP在识别刷卡机标记后，通过标记的信息，连接指定名称的WIFI热点；3) 对于WIFI先连接模式：刷卡手机APP要判断附近WIFI热点的名称和信号幅度进行连接；刷卡手机APP将识别到的刷卡机甲(用户在这个刷卡机前)标记通过WIFI发给已WIFI连接的刷卡机乙(刷卡手机APP连接的WIFI热点所在的刷卡机)，通过乙刷卡机作为中继将数据转发到甲刷卡机完成刷卡流程。
本实施例提出用户数据(包括用户信息、余额、交易流水等等)的保存方式：1) 用户数据可以采用RSA加密算法在手机中加密保存；2) 用户数据可以采用RSA加密算法在刷卡机中加密保存；3) 用户数据可以采用RSA加密算法在后台服务器或管理智能手机中加密保存；4) 在刷卡系统中，如果用户数据发生冲突，以后台服务器或管理智能手机中的用户数据为准。
本实施例提出一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统可以在刷卡机前本地充值，也可在通过互联网实现充值。
本实施例提出一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统在刷卡部分，刷卡手机APP将WIFI模块和摄像头结合使用，刷卡机则在刷卡机安装特定标记，并使用刷卡WIFI模块与刷卡手机APP交换数据，实现基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统(一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统)
本实施例应用上述系统的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，包括依次连接的用户智能手机、刷卡机(消费或者充值)和后台服务器管理智能手机，参照图1：
一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统(参照图1):
1) 用用户智能手机替代原有的卡，将用户数据加密保存在手机中；
2) 刷卡流程：
用户使用刷卡手机APP通过WIFI和摄像头与刷卡机交互，刷卡机将交易数据实时通过USB接口、以太网模块或通信WIFI模块传输到基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统的后台服务器或管理智能手机上，由后台管理服务器软件或后台管理手机APP完成刷卡流程，并将交易结果数据发回刷卡机，通过刷卡机将交易结果数据发送到用户智能手机中加密保存。
3) 充值流程：
用户可以使用刷卡手机APP在刷卡机前本地充值，通过WIFI和摄像头与刷卡机交互，在刷卡机前使用现金或支付宝等方式充值，系统管理员收到款项后，通过后台管理服务器软件或后台管理手机APP和刷卡机的数据进行同步，并将充值完成后的数据分别保存在刷卡机和用户智能手机中；
用户也可以使用刷卡手机APP的支付接口进行网络充值，后台管理服务器软件或后台管理手机APP收到款项后，向刷卡手机APP发送充值应答，并同步刷卡机数据；充值完成后的数据分别保存在刷卡机和用户智能手机中。
本发明提供的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，对智能手机的硬件要求不高，只需具备WIFI模块和摄像头这两种智能手机标配的模块，且对模块性能指标不做要求，就能够使用一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，不要求手机具备NFC功能，也不要求订制SIM卡，解决了NFC刷卡系统和RFID-SIM刷卡系统对手机和SIM卡的限制，同时解决了传统刷卡系统对非接触式卡的依赖，可以做到在一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统中，一机在手，刷遍各种应用场；刷卡系统用途广泛，在门禁、考勤、消费(包括餐饮消费、停车消费、出行消费、会员消费等)和身份认证等等领域都有应用，能够实现对传统非接触刷卡系统、NFC刷卡系统和RFID-SIM刷卡系统的挑战和取代，市场前景巨大。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡手机APP使用WIFI模块与刷卡机建立通信链路，使用摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定标记来启动刷卡流程，有先连接模式和后连接模式两种连接模式，刷卡手机APP与刷卡机交互，实现与后台管理服务器软件或后台管理手机APP的数据交换，完成门禁、考勤、消费和身份认证功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡机在刷卡机上设置有特定标记，并且通过刷卡WIFI模块与刷卡手机APP交换数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡手机APP通过摄像头进行拍照结合算法识别刷卡机上的特定标记，并且通过WIFI模块与刷卡机交换数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述系统的连接模式包括以下两种模式：
一、先连接模式：刷卡手机APP先使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定标记来启动刷卡流程；
二、后连接模式：刷卡手机APP先通过摄像头拍照并结合算法识别刷卡机上特定的标记，识别成功后使用WIFI模块和刷卡机建立通信链路，然后启动刷卡流程。
5.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡机的刷卡WIFI模块工作在AP模式，手机的WIFI模块工作在CLIENT模式；或者手机的WIFI模块和刷卡机的刷卡WIFI模块采用WIFI P2P方式连接并通信。
6.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述刷卡机具备本地刷卡功能和刷卡中继功能，可转发刷卡数据到指定刷卡机。
7.根据权利要求1所述的一种基于WIFI和摄像头的手机APP刷卡系统，其特征在于，所述系统的用户数据保存在刷卡手机APP、刷卡机和服务器后台系统或手机后台系统中，以服务器后台系统或手机后台系统的数据为准，其次以刷卡机的数据为准。
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