基于NFC安全支付的智能售賣系統研究

戴志琳+萬凱+王秋卜

摘 要 針對生活中自動售賣機存在的在線支付速度慢，紙幣支付成功率低等特點，文章結合自動售賣機和大學校園內廣泛使用的一卡通，設計了基于NFC安全支付的智能售賣系統，大大提高了使用效率，為用戶節省了購買時間。同時結合NFC技術抗干擾能力強、通信迅速、可加密安全性高等特點，使用戶的財產安全得以保障，不會出現資金被盜取的安全隱患，在如今這個自動智能逐漸普及的時代應用前景十分寬廣。

關鍵詞 自動售賣機；NFC；安全支付；抗干擾；可加密

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）182-0094-02

1 系統總體設計框架

整個系統包括提供安全存儲載體的NFC卡和NFC卡信息響應模塊以及包括控制核心、出貨裝置在內的NFC應用系統。NFC卡是將RFID讀卡器與智能卡的功能整合、具有安全支付功能的NFC密碼產品；NFC響應模塊是與外部NFC卡進行信息交互的模塊，在與NFC卡交互信息后，提供安全存儲；NFC應用系統包括控制核心、出貨裝置在內，以單片機為控制核心，處理NFC響應模塊的信息，正確處理信息以后，控制出貨裝置正確出貨[ 1 ]。

2 系統總體設計方案

整個系統由射頻系統，中心系統和交互系統3個部分組成。射頻系統主要是由RC522模塊構成，可以對卡進行識別讀卡操作。中心系統主要用來處理與射頻模塊的信息交互，讓整個系統得以正常工作。交互系統是由顯示模塊電路，支付系統以及出貨系統構成，當用戶選擇按鍵購買后達到出貨的目的[2]。

2.1 基于收發一體芯片的NFC模塊設計

本系統采用集成收發一體芯片TRF7970A和具有主被動模式的NFC模塊，TRF7970A是一款頻率工作在13.56MHz的集成模擬器件。其主要功能為近場通信，應用十分寬廣。它有3種工作模式：RFID/NFC讀取器、NFC對等點、卡仿真模式，具體執行哪個工作方式主要根據引腳電平來設置。當引腳EN被設定為高電平時，穩壓器以及振蕩器啟動。當電源和振蕩器頻率已穩定時，系統輸出頻率變為13.56MHz。然后單片機便可以通過編程來對芯片進行相應的控制來選擇工作在哪個工作模式。

2.2 基于ARM Cortex-M3的單片機處理系統

中心系統由電源電路、串口電路、最小系統3部分組成。電源電路提供3.3V電壓，使系統正常工作。串口電路中心芯片是SP2328，其作用擴展串口通信，來進行TTL電平轉換，進行外部通信。通過按鍵系統傳輸過來的數據信息從而使系統實現對NFC卡相應的扣費與返錢功能[ 3 ]。

2.3 基于4×4矩陣鍵盤的交互系統

由顯示模塊電路，自鎖電路，矩陣按鍵電路組成。矩陣按鍵在自動售賣系統上起選擇貨物的功能，而顯示模塊電路在自動售貨機購買中起確認功能，顯示你是否要購買所選的商品，開鎖電路由繼電器、三極管、二極管、電阻組成，在系統中通過相應命令的發出讓售貨機出貨的作用，從而在用戶刷卡后與用戶完成交易。

2.4 系統調試成果

整個系統經過調試之后，可以實現刷卡消費出貨的功能，用戶只需要選擇想要購買的東西，然后拿NFC卡往刷卡的地方輕輕一貼就可以進行消費，消費成功后系統會對NFC卡進行扣費處理，并且出貨系統相應的會掉出你想要的貨物從而實現自動售賣功能。

3 結論

未來隨著NFC技術的應用，由于NFC技術相對于RFID來說具有距離近、帶寬高、能耗低等特點，通過NFC卡和NFC技術的結合，用戶通過NFC卡就可以更加安全地進行付賬購買，十分便利。而且NFC技術在單塊芯片上綜合了非接觸式讀寫器、非接觸式卡和對等功能，依賴讀寫器設備通過提供電感RF耦合提供電源，使芯片無需電源。NFC具有成本低廉、方便易用和更富直觀性等特點，NFC在識別和連通市場之間開辟了新的領域。并且隨著時代的發展，人們的收入增加，也代表著人們的消費水平能力大大提高。使用NFC卡支付進行消費必將成為社會主流。現如今NFC卡支付已經應用到公交系統中了，隨著社會的不斷進步，必將普及到生活的每個角落[4]。

參考文獻

[1]李菁.RFID在移動支付中的應用[J].學術探討，2011（10）：20-24.

[2]蔣華，孫強.近距離無線通信技術標準解析[J].信息技術與標準化， 2006（5）：26-30.

[3]趙一夔.基于ARM Cortex-M3的嵌入式系統設計與實現[M].西安： 西安電子科技大學，2010.

[4]繆爾寧.基于NFC技術的移動近場支付模式分析[J].金融電子化，2012（8）：73-74.