CN108711049A - 一种图形码支付系统和支付方法 - Google Patents

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钟干
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Abstract

本发明公开了一种图形码支付系统和支付方法。支付系统包括交易服务器、商户计算机、图形码显示终端和无线数据网关，图形码显示终端包括显示单元、计算单元、通信单元和输入装置；显示单元提供显示画面，通信单元为短距离无线通信模块，与无线数据网关进行通信；计算单元的功能包括：数字串码生产图形码，数据的通信流控制，加密、解密和人机交互控制；输入装置用于操作信息输入，显示单元、通信单元和输入装置均接入到计算单元，由计算单元统一控制；无线数据网关和商户计算机分别与交易服务器通过以太网连接通信。本发明能够脱离于手机实现图形码的数据下发、显示和扫码交互数据通信，在不能大面积使用手机的地方，可以实现动态图形码扫码支付。

Description

一种图形码支付系统和支付方法
[技术领域]
本发明涉及图形码移动支付，尤其涉及一种图形码支付系统和支付方法。
[背景技术]
随着移动互联网的普及，二维码(图形码)移动支付越来越广泛的被应用。现有的二维码支付装置都是基于个人手机，分静态码和动态码两种。一般快速结算的应用场景，要求使用动态二维码的方式。
现有的二维码支付方式，在有智能手机的情况下使用是非常方便的，但是在不能大面积使用手机的地方，无法推广。如学校食堂，因为学生不具备全部佩戴手机的条件，现在还是采用刷卡消费的方式。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够脱离于手机实现移动支付的图形码支付系统。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能够脱离于手机实现移动支付的图形码支付方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种图形码支付系统，包括交易服务器、商户计算机、图形码显示终端和无线数据网关，图形码显示终端包括显示单元、计算单元、通信单元和输入装置；显示单元提供显示画面，通信单元为短距离无线通信模块，与无线数据网关进行通信；计算单元的功能包括：数字串码生产图形码，数据的通信流控制，加密、解密和人机交互控制；输入装置用于操作信息输入，显示单元、通信单元和输入装置均接入到计算单元，由计算单元统一控制；无线数据网关和商户计算机分别与交易服务器通过以太网连接通信。
以上所述的图形码支付系统，显示单元为低功耗显示屏包括黑白点阵LCD或电子墨水屏。
以上所述的图形码支付系统，图形码显示终端包括蓝牙Soc，蓝牙Soc集成单片机和蓝牙通信单元；单片机为所述的计算单元，蓝牙通信单元为所述的通信单元；蓝牙Soc的ID号，作为图形码显示终端的身份识别码。
以上所述的图形码支付系统，输入装置包括矩阵键盘或指纹输入模块。
以上所述的图形码支付系统，无线数据网关包括短距离无线通信单元、微控制器和网络接入单元。
一种上述图形码支付系统的支付方法，包括以下步骤：
601)图形码显示终端在交易服务器进行注册；
602)用户开启图形码显示装置，图形码显示终端通过无线数据网关中转，与交易服务器进行通信，通信内容包括时钟校对，交易服务器获取图形码显示终端所在的无线数据网关，图形码显示终端获取当前交易服务器的标准时间；
603)图形码显示终端根据身份识别码、确认码以及交易服务器规定的时序码和加密方法，生产支付串码，并按二维码的规则转化为二维码点阵的图形码，在显示单元上进行显示；
604)商户计算机的扫码器进行扫码，扫码信息上传到交易服务器；交易服务器在后台进行交易数据处理，并将处理结果分别返回给商户计算机和图形码显示终端；交易服务器通过与图形码显示终端最近进行过通信的无线数据网关进行中转将信息传给图形码显示终端；
605)图形码显示终端将交易结果在显示单元显示，交易过程结束。
以上所述的支付方法，在步骤601)中，图形码显示终端通过无线数据网关与交易服务器进行无线注册；注册的内容包括唯一身份识别码和确认码的录入、资金账户的绑定；确认码包括输入的密码或生物特征数据。
以上所述的支付方法，在步骤602)中，图形码显示终端和无线数据网关通过低功耗蓝牙协议进行通信，通信的空中数据经过蓝牙加密。
以上所述的支付方法，包括离线支付步骤：图形码显示终端具有实时时钟的功能，当图形码显示终端无法连接到交易服务器时，通过本地的身份识别码、确认码和本地时钟生成的时序码，使用交易服务器规定的加密方法，生成支付串码，并转化为二维码显示；商户计算机扫码后，交易服务器不能立即将交易结果传输到图形码显示终端时，存储交易结果；在下一次图形码显示终端能够和服务器通信时，交易服务器首先传输上一次的交易结果信息。
本发明能够脱离于手机实现图形码的数据下发、显示和扫码交互数据通信，在不能大面积使用手机的地方，例如学校食堂，可以实现动态图形码的扫码支付。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例图形码支付系统的原理框图。
图2是本发明实施例图形码显示终端的原理框图。
图3是本发明实施例无线数据网关的原理框图。
[具体实施方式]
本发明的图形码通信装置包括图形码显示终端、无线数据网关、交易服务器和商户计算机。
图形码显示终端包括显示单元、计算单元、通信单元、电源和输入装置。显示单元提供显示画面；通信单元是短距离无线通信电路，短距离无线通信电路与无线数据网关进行通信；计算单元的功能包括：数字串码生产图形码、数据的通信流控制、加密和解密、人机交互控制；输入装置用于操作信息输入。显示单元、通信单元和输入装置均接入到计算单元，由计算单元统一控制。
显示单元由低功耗显示屏组成，一种实施方式是使用黑白点阵LCD，显示的像素使用128*64点阵，可以满足一般付款二维码的显示需求。另一种实施方式可以选用功耗更低的电子墨水屏。
计算单元使用低功耗的单片机，一种实施方式是采用蓝牙Soc，型号可以采用nRF52832，集成单片机和蓝牙通信功能。蓝牙通信即为本实施方式的通信单元，采用低功耗蓝牙的方式和无线数据网关通信。蓝牙Soc具有唯一的96位ID号，作为图形码显示终端的身份识别码。
电源使用3V扣式电池，在还需要集成其他功耗稍大的实施例中，可以选用可充电锂电池。
输入装置用于人机交互信息录入，最简单实施方式是采用机械式矩阵键盘，实现按键码输入。也可以采用触摸按键和指纹输入模块的方式，使用指纹信息代替密码输入。
无线数据网关包括短距离无线通信单元、处理器和网络接入单元。短距离无线通信单元用于和图形码显示终端通信。无线数据网关可以通过频分或时分的方式和多个图形码显示终端通信。网络接入单元用于将本机接入到以太网，如有线网口、WIFI、4G网络。处理器用于硬件的控制和数据处理。
本发明无线通信单元的实施方式是使用蓝牙星型网络的主机节点，可以接入多个蓝牙低功耗从机设备，芯片nRf52840可以实现这个功能，并作为无线数据网关的微控制器。网络接入采用硬件协议栈芯片W5500，通过SPI接口和微控制器连接，实现设备接入到以太网。
交易服务器和无线数据网关通过以太网连接通信，负责交易数据的处理。交易服务器部署在广域网中，可以接受各个地区的无线数据网关接入。
商户计算机包括主机和扫码器，商户计算机的主机与交易服务器通过以太网连接通信，负责交易数据的处理。
使用本装置进行交易的过程如下：
1)图形码显示终端在交易服务器进行注册，注册内容包括唯一身份识别码和确认码的录入、资金账户的绑定。确认码指输入的密码或生物特征数据。注册过程只需进行一次，在后续的交易中都不需要再进行注册，除非信息修改。
2)用户需要进行图形码支付时，使用确认码开启图形码显示装置。图形码显示终端通过无线数据网关进行中转，和交易服务器进行通信，通信内容包括无线注册和时钟校对。在本实施例中，图形码显示终端和无线数据网关通过低功耗蓝牙协议进行通信，通信的空中数据是经过蓝牙加密的。通过这一次通信，交易服务器获取了图形码显示终端所在的无线数据网关，图形码显示终端获取当前交易服务器的标准时间。
3)图形码显示终端根据身份识别码、确认码以及交易服务器规定的时序码和加密方法，生产支付串码，并按二维码的规则转化为二维码点阵图形，在显示单元上进行显示。
4)商户计算机的扫码器进行扫码，扫码信息上传到交易服务器。交易服务器在后台进行交易数据处理，并将结果分别返回给商户计算机和图形码显示终端。交易服务器将信息传给图形码显示终端通过图形码显示终端最近进行过通信的无线数据网关进行中转。
5)图形码显示终端将交易结果在显示屏显示，交易过程结束。
上述实施例是在网络条件良好的情况下实现的，网络条件包括图形码显示终端和无线数据网关的无线通信以及无线数据网关和交易服务器的网络通信。另一种实施例是在网络条件不好时，也能完成一次交易过程，即离线支付过程。这个过程的硬件条件是图形码显示终端具有实时时钟的功能，以便生产具有时间信息的付款码。在上述过程2)中，当图形码显示终端无法连接到交易服务器时，通过本地的身份识别码、确认码和本地时钟生成的时序码，使用交易服务器规定的加密方法，生成支付串码，并转化为二维码显示。商户计算机扫码后，交易如果完成，服务器不能立即将交易结果传输到图形码显示终端，将交易结果存储。在下一次图形码显示终端能够和服务器通信时，服务器将首先传输上一次的交易结果信息。
本发明以上实施例的图形码支付系统采用短距离无线通信的、区域使用的图形码通信装置，能够脱离于手机实现图形码的数据下发、显示和扫码交互数据通信，在不能大面积使用手机的地方，例如学校食堂，可以实现了动态图形码的扫码支付功能。
本发明以上实施例的图形码显示终端，具有低功耗、低成本的特性，使用普通纽扣电池供电，续航可达数年；本发明以上实施例的图形码显示终端，可以集成于电子学生证系统，实现电子学生证一证多用。

Claims (9)

1.一种图形码支付系统，包括交易服务器和商户计算机，其特征在于，包括图形码显示终端和无线数据网关，图形码显示终端包括显示单元、计算单元、通信单元和输入装置；显示单元提供显示画面，通信单元为短距离无线通信模块，与无线数据网关进行通信；计算单元的功能包括：数字串码生产图形码，数据的通信流控制，加密、解密和人机交互控制；输入装置用于操作信息输入，显示单元、通信单元和输入装置均接入到计算单元，由计算单元统一控制；无线数据网关和商户计算机分别与交易服务器通过以太网连接通信。
2.根据权利要求1所述的图形码支付系统，其特征在于，显示单元为低功耗显示屏包括黑白点阵LCD或电子墨水屏。
3.根据权利要求1所述的图形码支付系统，其特征在于，图形码显示终端包括蓝牙Soc，蓝牙Soc集成单片机和蓝牙通信单元；单片机为所述的计算单元，蓝牙通信单元为所述的通信单元；蓝牙Soc的ID号，作为图形码显示终端的身份识别码。
4.根据权利要求1所述的图形码支付系统，其特征在于，输入装置包括矩阵键盘或指纹输入模块。
5.根据权利要求1所述的图形码支付系统，其特征在于，无线数据网关包括短距离无线通信单元、微控制器和网络接入单元。
6.一种权利要求1所述图形码支付系统的支付方法，其特征在于，包括以下步骤：
601)图形码显示终端在交易服务器进行注册；
602)用户开启图形码显示装置，图形码显示终端通过无线数据网关中转，与交易服务器进行通信，通信内容包括时钟校对，交易服务器获取图形码显示终端所在的无线数据网关，图形码显示终端获取当前交易服务器的标准时间；
603)图形码显示终端根据身份识别码、确认码以及交易服务器规定的时序码和加密方法，生产支付串码，并按二维码的规则转化为二维码点阵的图形码，在显示单元上进行显示；
604)商户计算机的扫码器进行扫码，扫码信息上传到交易服务器；交易服务器在后台进行交易数据处理，并将处理结果分别返回给商户计算机和图形码显示终端；交易服务器通过与图形码显示终端最近进行过通信的无线数据网关进行中转将信息传给图形码显示终端；
605)图形码显示终端将交易结果在显示单元显示，交易过程结束。
7.根据权利要求6所述的支付方法，其特征在于，在步骤601)中，图形码显示终端通过无线数据网关与交易服务器进行无线注册；注册的内容包括唯一身份识别码和确认码的录入、资金账户的绑定；确认码包括输入的密码或生物特征数据。
8.根据权利要求6所述的支付方法，其特征在于，在步骤602)中，图形码显示终端和无线数据网关通过低功耗蓝牙协议进行通信，通信的空中数据经过蓝牙加密。
9.根据权利要求6所述的支付方法，其特征在于，包括离线支付步骤：图形码显示终端具有实时时钟的功能，当图形码显示终端无法连接到交易服务器时，通过本地的身份识别码、确认码和本地时钟生成的时序码，使用交易服务器规定的加密方法，生产支付串码，并转化为二维码显示；商户计算机扫码后，交易服务器不能立即将交易结果传输到图形码显示终端时，存储交易结果；在下一次图形码显示终端能够和服务器通信时，交易服务器首先传输上一次的交易结果信息。
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