CN209044798U - 基于近场通信的充值装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于近场通信的充值装置，包括与充值主机设备通信连接的USB接口J1，输入与USB接口J1的电源端VCC连接的直流稳压电路，与直流稳压电路的输出连接的IC卡插口电路，数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D‑连接、数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+连接、且串行口与IC卡插口电路连接的STC8系列的微控制器U2，以及与微控制器U2连接、且采用近近场通信充值的NFC电路。通过上述方案，本实用新型具有结构简单、轻便便于携带、操作简便、节省时间等优点，在充值技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及充值技术领域，尤其是一种基于近场通信的充值装置。
背景技术
目前，传统的基于近场通信的充值装置的结构较为复杂，且均未公开其具体结构，如专利申请号为“201810506865.3”、名称为“一种非接触式IC卡充值系统及其充值方法”的实用新型专利申请技术，其包括IC卡读写器、智能终端、支付平台和数据中心、消防管理系统。另外，传统的充值装置还存在以下不足之处：第一，充值密码长，充值花费较长时间。在充值过程容易导致用户眼花缭乱，出现短暂性的忘记而不得不重新输入。如此而引发的耗时，浪费电的问题；第二，传统的充值装置无法对设备的信息进行回传读取。
因此，急需要提出一种结构简单、操作简便的基于近场通信的充值装置。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于近场通信的充值装置，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于近场通信的充值装置，包括与充值主机设备通信连接的USB接口J1，输入与USB接口J1的电源端VCC连接的直流稳压电路，与直流稳压电路的输出连接的IC卡插口电路，数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-连接、数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+连接、且串行口与IC卡插口电路连接的STC8系列的微控制器U2，以及与微控制器U2连接、且采用近近场通信充值的NFC电路；所述IC卡插口电路、微控制器U2和NFC电路均外接低压直流。
进一步地，所述直流稳压电路包括电源输入端VIN与USB接口J1的电源端VCC连接、接地端GND接地、电源输出端OUT与IC卡插口电路连接的直流稳压芯片U1，一端与直流稳压芯片U1的电源输入端VIN连接、且另一端接地的电容C1，以及一端与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、且另一端接地的电容C3。
更进一步地，所述IC卡插口电路包括数据信号端I/O与微控制器U2的串行口P0.3连接、复位信号端RST与微控制器U2的串行口P0.1连接、时钟信号CLK与微控制器U2的串行口P0.2连接、且型号为FM4442的IC卡芯片U3，发射极与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、集电极与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且基极经限流电路R7连接至微控制器U2的串行口P1.7连接的PNP的三极管Q1，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的时钟信号CLK之间的电阻R8，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的复位信号端RST之间的电阻R9，一端与三极管Q1的集电极连接、且另一端接地的电容C4，连接在三极管Q1的基极与发射极之间的电阻R6，连接在IC卡芯片U3的数据信号端I/O与工作电源端VCC之间的电阻R11，以及串联后一端与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且另一端接地的电阻R12和发光二极管D2；所述IC卡芯片U3置于IC卡座内，且在所述IC卡座内设置用于检测是否有IC卡插入IC卡座内的检测节点；所述检测节点的一端接地、且另一端与微控制器U2的外部中端口P3.3连接；所述微控制器U2的外部中端口P3.3与三极管Q1的发射极之间连接有一限流电阻R10。
优选地，所述NFC电路包括时钟信号端SCL与微控制器U2的串行口P1.5连接、数据总线端SDA与微控制器U2的串行口P1.4连接、电源负端VSS接地、且型号为M24SR02-Y的NFC芯片U4，一端与NFC芯片U4的电源输入端VCC连接、且另一端接地的电容C5，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与时钟信号端SCL之间的电阻R13，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与据总线端SDA之间的电阻R14，连接在NFC芯片U4的AC0引脚与AC1引脚之间的近场天线，一端与NFC芯片U4的AC0引脚连接、且另一端接地的电容C6，以及一端与NFC芯片U4的AC1引脚连接、且另一端接地的电容C7；所述NFC芯片U4的电源输入端VCC外接低压直流。
进一步地，所述基于近场通信的充值装置，还包括连接在微控制器U2的数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-之间的电阻R1，连接在微控制器U2的数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+之间的电阻R2，一端与微控制器U2的数据发送端TXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R3，串联后一端与微控制器U2的数据接收端RXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R4和分立式二极管D1，以及一端与微控制器U2的串行口P3.4连接、且另一端与分立式二极管D1连接的电阻R5。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型巧妙地采用近场通信获取数据交换，改变了传统手动键盘输入方式，使充值操作更为便捷。另外，本实用新型采用接触式的IC卡建立串口通讯，以实现数据交换和密码输入操作。如此设计的好处在于，节省手动输入密码的时间，其数据交换快，本实用新型采用直接插入到充值主机设备USB口完成充值、数据回传。通过上述方案，本实用新型具有结构简单、轻便便于携带、操作简便、节省时间等优点，在充值技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的充值流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图2所示，本实施例提供了一种基于近场通信的充值装置，需要说明的是，本实施例是基于结构的改进，并未对芯片的软件程序进行改进，本领域的技术人员根据本实施例记载的内容，采用常规程序片段组合便能实现本技术，因此，在此不再赘述软件程序的具体内容。该基于近场通信的充值装置包括与充值主机设备通信连接的USB接口J1，输入与USB接口J1的电源端VCC连接的直流稳压电路，与直流稳压电路的输出连接的IC卡插口电路，数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-连接、数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+连接、且串行口与IC卡插口电路连接的STC8系列的微控制器U2，与微控制器U2连接、且采用近近场通信充值的NFC电路，连接在微控制器U2的数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-之间的电阻R1，连接在微控制器U2的数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+之间的电阻R2，一端与微控制器U2的数据发送端TXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R3，串联后一端与微控制器U2的数据接收端RXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R4和分立式二极管D1，以及一端与微控制器U2的串行口P3.4连接、且另一端与分立式二极管D1连接的电阻R5。该IC卡插口电路、微控制器U2和NFC电路均外接低压直流3.3V。
在本实施例中，该直流稳压电路包括电源输入端VIN与USB接口J1的电源端VCC连接、接地端GND接地、电源输出端OUT与IC卡插口电路连接的直流稳压芯片U1，一端与直流稳压芯片U1的电源输入端VIN连接、且另一端接地的电容C1，以及一端与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、且另一端接地的电容C3。其中，本实施例的直流稳压电路通过电容C1和电容C3进行充放电稳压。
在本实施例中，通过设置IC卡座，并将IC卡置于其中，该IC卡插口电路包括数据信号端I/O与微控制器U2的串行口P0.3连接、复位信号端RST与微控制器U2的串行口P0.1连接、时钟信号CLK与微控制器U2的串行口P0.2连接、且型号为FM4442的IC卡芯片U3，发射极与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、集电极与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且基极经限流电路R7连接至微控制器U2的串行口P1.7连接的PNP的三极管Q1，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的时钟信号CLK之间的电阻R8，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的复位信号端RST之间的电阻R9，一端与三极管Q1的集电极连接、且另一端接地的电容C4，连接在三极管Q1的基极与发射极之间的电阻R6，连接在IC卡芯片U3的数据信号端I/O与工作电源端VCC之间的电阻R11，以及串联后一端与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且另一端接地的电阻R12和发光二极管D2。另外，在所述IC卡座内设置用于检测是否有IC卡插入IC卡座内的检测节点；所述检测节点的一端接地、且另一端与微控制器U2的外部中端口P3.3连接；所述微控制器U2的外部中端口P3.3与三极管Q1的发射极之间连接有一限流电阻R10。与此同时，该NFC电路包括时钟信号端SCL与微控制器U2的串行口P1.5连接、数据总线端SDA与微控制器U2的串行口P1.4连接、电源负端VSS接地、且型号为M24SR02-Y的NFC芯片U4，一端与NFC芯片U4的电源输入端VCC连接、且另一端接地的电容C5，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与时钟信号端SCL之间的电阻R13，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与据总线端SDA之间的电阻R14，连接在NFC芯片U4的AC0引脚与AC1引脚之间的近场天线，一端与NFC芯片U4的AC0引脚连接、且另一端接地的电容C6，以及一端与NFC芯片U4的AC1引脚连接、且另一端接地的电容C7。在本实施例中，微控制器U2通过串行口P0.3与IC卡芯片U3进行数据传输，与此同时，微控制器U2通过串行口P1.4数据传输。
下面简要说明本实施例的基于近场通信的充值装置的充值实现流程：
第一步，充值主机设备向USB接口J1下发握手协议，并获取通信连接响应，当通信响应成功后，进入第二步。
第二步，判定所述IC卡座内是否插有IC卡以及是否有NFC卡贴合所述近场天线，若IC卡座内插有IC卡、且存在NFC卡贴合所述近场天线，则进入第三步；若IC卡座内未插有IC卡、且无NFC卡贴合所述近场天线，则不进行任何操作。
(21)当IC卡座内插有IC卡、且无NFC卡贴合所述近场天线，则获取IC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID，并判断IC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致；若一致，则进入(22)；否则不进行任何操作。
(22)获取IC卡的哈希托普值HashTop和充值主机设备运行工况、时间和状态代码等信息，并更新IC卡的电子资产信息。
(23)当IC卡座内未插有IC卡、且存在NFC卡贴合所述近场天线，则获取NFC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID，判断所述NFC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致；若一致，则获取充值主机设备的哈希托普值HashTop并充值，进入(24)；否则不进行任何操作。
(24)获取充值主机设备运行工况、时间和状态代码等信息，并更新NFC卡的电子资产信息。
(25)IC卡座内未插有IC卡或无NFC卡贴合所述近场天线，则判断IC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致或NFC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致；若IC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID一致或NFC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID一致，则进入(26)；否则不进行任何操作。
(26)获取NFC卡或IC卡的哈希托普值HashTop并充值，进入(27)。
(27)获取充值主机设备运行工况、时间和状态代码等信息，并更新NFC卡和IC卡的电子资产信息。
第三步，分别获取充值主机设备、NFC卡和IC卡的产品料号识别码PPID，判定所述充值主机设备、NFC卡和IC卡的产品料号识别码PPID是否一致；若一致，则进入第四步。
当充值主机设备、NFC卡和IC卡的产品料号识别码PPID不相同(包括两两均不相同或三者之间均不相同)，则分别进入(21)判断IC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致，以及进入(23)判断NFC卡和充值主机设备的产品料号识别码PPID是否一致。
第四步，分别获取NFC卡和IC卡的哈希托普值HashTop，判定所述NFC卡和IC卡的哈希托普值HashTop是否一致；若一致，则进入第五步。
第五步，向NFC卡发送IC卡的产品料号识别码PPID并进行充值，获取充值主机设备运行工况、时间和状态代码等信息，并更新NFC卡和IC卡的电子资产信息。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于近场通信的充值装置，其特征在于，包括与充值主机设备通信连接的USB接口J1，输入与USB接口J1的电源端VCC连接的直流稳压电路，与直流稳压电路的输出连接的IC卡插口电路，数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-连接、数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+连接、且串行口与IC卡插口电路连接的STC8系列的微控制器U2，以及与微控制器U2连接、且采用近近场通信充值的NFC电路；所述IC卡插口电路、微控制器U2和NFC电路均外接低压直流。
2.根据权利要求1所述的基于近场通信的充值装置，其特征在于，所述直流稳压电路包括电源输入端VIN与USB接口J1的电源端VCC连接、接地端GND接地、电源输出端OUT与IC卡插口电路连接的直流稳压芯片U1，一端与直流稳压芯片U1的电源输入端VIN连接、且另一端接地的电容C1，以及一端与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、且另一端接地的电容C3。
3.根据权利要求2所述的基于近场通信的充值装置，其特征在于，所述IC卡插口电路包括数据信号端I/O与微控制器U2的串行口P0.3连接、复位信号端RST与微控制器U2的串行口P0.1连接、时钟信号CLK与微控制器U2的串行口P0.2连接、且型号为FM4442的IC卡芯片U3，发射极与直流稳压芯片U1的电源输出端OUT连接、集电极与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且基极经限流电路R7连接至微控制器U2的串行口P1.7连接的PNP的三极管Q1，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的时钟信号CLK之间的电阻R8，连接在三极管Q1的集电极与IC卡芯片U3的复位信号端RST之间的电阻R9，一端与三极管Q1的集电极连接、且另一端接地的电容C4，连接在三极管Q1的基极与发射极之间的电阻R6，连接在IC卡芯片U3的数据信号端I/O与工作电源端VCC之间的电阻R11，以及串联后一端与IC卡芯片U3的工作电源端VCC连接、且另一端接地的电阻R12和发光二极管D2；所述IC卡芯片U3置于IC卡座内，且在所述IC卡座内设置用于检测是否有IC卡插入IC卡座内的检测节点；所述检测节点的一端接地、且另一端与微控制器U2的外部中端口P3.3连接；所述微控制器U2的外部中端口P3.3与三极管Q1的发射极之间连接有一限流电阻R10。
4.根据权利要求1所述的基于近场通信的充值装置，其特征在于，所述NFC电路包括时钟信号端SCL与微控制器U2的串行口P1.5连接、数据总线端SDA与微控制器U2的串行口P1.4连接、电源负端VSS接地、且型号为M24SR02-Y的NFC芯片U4，一端与NFC芯片U4的电源输入端VCC连接、且另一端接地的电容C5，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与时钟信号端SCL之间的电阻R13，连接在NFC芯片U4的电源输入端VCC与据总线端SDA之间的电阻R14，连接在NFC芯片U4的AC0引脚与AC1引脚之间的近场天线，一端与NFC芯片U4的AC0引脚连接、且另一端接地的电容C6，以及一端与NFC芯片U4的AC1引脚连接、且另一端接地的电容C7；所述NFC芯片U4的电源输入端VCC外接低压直流。
5.根据权利要求1～4任一项所述的基于近场通信的充值装置，其特征在于，还包括连接在微控制器U2的数据接收端RXD与USB接口J1的数据负信号端D-之间的电阻R1，连接在微控制器U2的数据发送端TXD与USB接口J1的数据正信号端D+之间的电阻R2，一端与微控制器U2的数据发送端TXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R3，串联后一端与微控制器U2的数据接收端RXD连接、且另一端外接低压直流的电阻R4和分立式二极管D1，以及一端与微控制器U2的串行口P3.4连接、且另一端与分立式二极管D1连接的电阻R5。
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| CN109657508A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-19 | 深圳前海澔勉离网电器有限公司 | 基于近场通信的充值装置及其实现方法 |
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2018
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Cited By (2)
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