CN205210953U - 基于pn512实现移动支付和位置定位的电子导游系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统，包括导游机主控器，NFC模块和多媒体播放模块；所述NFC模块主要由PN512芯片构成；导游机主控器通过SPI接口与PN512芯片实现数据通讯；N512芯片通过天线匹配模块与用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈相连接，所述高频天线线圈为PCB环状天线。本实用新型具有硬件成本低，系统软件的复杂度小，并且能够实现移动支付和Mifare卡阅读器位置定位两种工作模式有机统一的优点。

Description

基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统

技术领域

本实用新型涉及一电子导游系统，具体是一种基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统。

背景技术

电子导游机是游客在景区中使用的可以自动播放景点音频文件和视频文件的电子设备。智能电子导游机通常可以自动感应景点位置，自动播放景点解说词、指示当前游览的景点位置，以及指示游览路径，并且实现移动支付等功能。总的来说位置定位和移动支付是目前电子导游机具有的两大重要功能，也是电子导游机技术的两大发展方向。

目前现有技术中存在采用NFC技术(NFC技术是一种13.56MHz频段的近距离通信技术)实现移动支付和Mifare卡定位两大功能的技术方案，其主要技术特点是：采用NFC模拟Mifare卡方式实现小额移动支付功能，采用NFC阅读器工作模式实现Mifare卡定位功能。NFC模块可以配置成移动支付和Mifare卡阅读器两种工作模式，因此可以很方便的实现以上两种工作方式。

但是现有技术中存在上述技术方案一般是分别采用两套设计方案，单独设计两套子模块分别实现现移动支付和Mifare卡定位两大功能，并集成一块电路板上，这样就导致了硬件成本大幅度增加，并且增加了元器件的占用空间，增加系统软件的复杂度，很难做到两种工作方式的有机统一。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是：怎样提供一种硬件成本低，系统软件的复杂度小，并且能够实现移动支付和Mifare卡阅读器位置定位两种工作模式有机统一的电子导游系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案。

基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统，其特征在于，包括导游机主控器，NFC模块和多媒体播放模块；所述NFC模块主要由PN512芯片构成；

所述多媒体播放模块与所述导游机主控器通讯连接；

所述导游机主控器通过SPI接口与PN512芯片实现数据通讯；

所述PN512芯片通过天线匹配模块与用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈相连接，所述高频天线线圈为PCB环状天线；

所述PN512芯片与晶振电路连接。

进一步的，所述导游机主控器还同时与GPS模块和有源RFID模块通讯连接；所述GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；所述有源RFID模块用于识别有源RFID定位标识。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点：

本实用新型采用NXP推出的NFC射频芯片PN512型集成电路为核心器件实现NFC模块，并为NFC射频芯片配置13.56MHz高频PCB天线及匹配电路，通过软件控制模拟两种工作方式，实现智能电子导游的移动支付和Mifare卡定位功能，与现有技术中分别采用两套设计方案，单独设计两套子模块分别实现移动支付和Mifare卡定位两大功能，并集成一块电路板上的技术方案相比，节约了硬件成本，降低了电路的空间占用，并且有利于降低系统软件的复杂度，做到移动支付和Mifare卡定位两种工作方式的有机统一。

附图说明

图1是本实用新型结构图；

图2是NFC模块进行移动支付的工作过程示意图；

图3是NFC模块进行Mifare卡定位的工作过程示意图；

图4是电子导游机的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型公开了一种具有移动支付功能和位置定位功能的智能电子导游机。简言之，本实用新型智能导游机是游客在景区中使用的可以自动播放景点音视频文件、指引景区路线、实现移动支付、接收后台信息和紧急求救等功能的电子设备。

具体的，本实用新型基于NFC技术景区小额移动支付及近距离定位。

实现上述功能的主要技术要点在于：

智能电子导游机内置NFC模块(模拟成Mifare卡仿真器)，NFC模块配置一个高频天线线圈，通过电感耦合方式与NFC设备进行通信。

(1)在移动支付模式下：智能电子导游机被模拟成一个Mifare卡(电子钱包)，消费型NFC阅读器并经过3级动态密码验证过程，与智能电子导游机内置的NFC模块(Mifare卡仿真器)进行通信，并实现移动支付功能。

(2)在近距离定位模式下：NFC模块可以模拟成Mifare卡阅读器，在Mifare卡定位模式下智能电子导游机可以看做是Mifare卡阅读器，Mifare卡阅读器可以识别和读写Mifare卡。由于Mifare卡识别距离在10cm以内，因此该模式非常适合于展览馆等需要精确定位的场合。

(3)本实用新型采用NXP推出的NFC射频芯片PN512型集成电路为核心器件实现NFC模块，并为NFC射频芯片配置13.56MHz高频PCB天线及匹配电路，通过软件控制模拟两种工作方式，实现智能电子导游的移动支付和Mifare卡定位功能，节约了硬件成本，降低了电路的空间占用。

具体电路结构如图1所示，本实用新型电子导游系统包括导游机主控器，NFC模块和多媒体播放模块；NFC模块，有源RFID模块和多媒体播放模块均与所述导游机主控器通讯连接；

NFC模块配置有用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈；NFC模块主要由PN512芯片构成。

NFC技术支持NFC的设备可以在卡操作或读写器模式下交换数据。NFC模块在读写器模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场，它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在读写器模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

PN512芯片主要工作特性是：集成了RF场检测器集成了数据模式检测器，支持S2C接口，集成了NFCIP-1的RF接口，传输速率高达424kbit/s。支持的数据通讯接口有：SPI接口，高达10Mbit/s；I2C接口，快速模式为400kbit/s，高速模式为3400kbit/s；不同传输速率的串行UART，高达1228.8kbit/s，帧随RS232接口而定，接口的电压电平取决于端口的电源；8位并行接口。

本实用新型导游机主控器通过SPI接口与PN512芯片实现数据通讯；

PN512芯片的中断请求端IRQ和复位端NRSTPD还分别与导游机主控器的两位数据输入输出端相连接；

PN512芯片通过天线匹配模块与用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈相连接，所述高频天线线圈为PCB环状天线；

PN512芯片还与晶振电路连接。

其中天线匹配模块和晶振电路采用常规技术实现即可。

导游机主控器还同时与GPS模块和有源RFID模块通讯连接；GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；有源RFID模块用于识别有源RFID定位标识。

本实用新型工作原理及工作过程如下：

(一)各主要模块工作要点如下：

NFC(NearFieldCommunication)模块为近距离无线通讯模块，其采用非接触式识别和互联技术进行通讯，该NFC模块用于实现移动支付功能和10cm以内的近距离景点定位功能。

有源RFID(RadioFrequencyIdentification)模块为有源射频识别模块，适用于小区域景点定位，通信距离为0.5米至200米，分成433MHz、900MHz和2.45GHz三个通信频段。

GPS(GlobalPositioningSystem)模块为全球定位系统模块，用于实现大区域景点定位，定位精度约4米。GPS模块配置有微波天线，GPS模块负责接收太空GPS定位信号，并计算出导游机当前所在位置。导游机主控器实时计算GPS方位信号，并与导游机存储的GPS地图不断对比，并锁定导游机所在景点区域。

多媒体播放模块是输出装置，其包括景点语音和景点电子地图两种输出模式。

(二)NFC模块实现移动支付和位置定位的具体工作过程如下：

如图2和图3所示，所述移动支付智能电子导游机内置的NFC模块配置有高频天线线圈，所述NFC模块利用高频天线线圈通过电感耦合方式与消费型NFC阅读器或者Mifare卡定位标识进行通信。

如图2所示，NFC移动支付过程中，游客不需要输入密码，景区运营商对所有NFC模块均设置了交易密码。实际上，在移动支付模式下，NFC模块进行Mifare卡仿真，使得移动支付智能电子导游机被模拟成一个Mifare卡(电子钱包)，Mifare卡可以存储小额资金。消费型NFC阅读器经过3级动态密码验证过程，与移动支付智能电子导游机内置的NFC模块进行通信，并实现移动支付功能。

如图3所示，实现位置定位过程中，也即是寻找Mifare卡定位标识的过程中，NFC模块可以模拟成Mifare卡，也可以作为阅读器使用。实际上，在Mifare卡定位模式下，移动支付智能电子导游机可以看作是NFC阅读器，NFC阅读器可以读取Mifare卡定位标识的ID及数据块。该模式下NFC阅读器是通信过程的主动方，Mifare卡定位标识是通信过程中的被动方，与NFC移动支付过程刚好相反。

有源RFID模块，GPS模块的和其他未涉及的部分的具体电路结构，不属于本实用新型改进，均可采用现有成熟技术，其工作过程在此也不再赘述。

(三)系统整机工作过程如下：

如图4所示，本实用新型整机工作可采用以下步骤，步骤S1：导游机主控器对NFC模块、有源RFID模块、GPS模块及多媒体播放模块进行初始化；

步骤S2：所述导游机主控器判断其是否在如图2所示的消费型NFC阅读器的磁场范围内，如果该导游机主控器在该磁场范围内，并且收到消费型NFC阅读器发出的扣款命令，则进入步骤S3，否则进入步骤S4；

步骤S3：所述NFC模块进行移动支付处理，NFC模块完成移动支付处理后进入步骤S4；其中，所述移动支付一般都是小额消费，移动支付不需要游客输入交易密码，只要移动支付智能电子导游机内存有足够的金额即可；

步骤S4：所述导游机主控器1寻找如图3所示的Mifare卡定位标识，当读取到Mifare卡定位标识的ID时，则进入步骤S7，否则进入步骤S5；

步骤S5：对于需要进行有源RFID定位的景点，导游机主控器寻找有源RFID定位标识，当识别到有源RFID定位标识时，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

步骤S6：导游机主控器实时计算GPS方位信号，并与其存储的GPS地图不断对比，当锁定了定位区域，则进入步骤S7，如果在设定的时间内没有锁定到定位区域，则重新进入步骤S2；

步骤S7：所述多媒体播放模块5进行多媒体处理。

所述Mifare卡定位标识、有源RFID定位标识及GPS锁定都可以定位某具体景点，导游机主控器1总是控制多媒体播放模块以最新的定位信息播放定位景点对应的语音及更新电子地图显示内容。

本实用新型电子导游机在工作过程中，导游机主控器综合NFC模块、GPS模块及有源RFID模块的各种输入条件，根据其内部预设的判断条件确定多媒体播放模块的输出形式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统，其特征在于，包括导游机主控器，NFC模块和多媒体播放模块；所述NFC模块主要由PN512芯片构成；

所述多媒体播放模块与所述导游机主控器通讯连接；

所述导游机主控器通过SPI接口与PN512芯片实现数据通讯；

所述PN512芯片通过天线匹配模块与用于与消费型NFC阅读器和Mifare卡定位标识通讯的高频天线线圈相连接，所述高频天线线圈为PCB环状天线；

所述PN512芯片与晶振电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于PN512实现移动支付和位置定位的电子导游系统，其特征在于，所述导游机主控器还同时与GPS模块和有源RFID模块通讯连接；所述GPS模块配置有用于接收太空GPS定位信号的微波天线；所述有源RFID模块用于识别有源RFID定位标识。