基于NFC安全支付的智能售卖系统研究

戴志琳+万凯+王秋卜

摘 要 针对生活中自动售卖机存在的在线支付速度慢，纸币支付成功率低等特点，文章结合自动售卖机和大学校园内广泛使用的一卡通，设计了基于NFC安全支付的智能售卖系统，大大提高了使用效率，为用户节省了购买时间。同时结合NFC技术抗干扰能力强、通信迅速、可加密安全性高等特点，使用户的财产安全得以保障，不会出现资金被盗取的安全隐患，在如今这个自动智能逐渐普及的时代应用前景十分宽广。

关键词 自动售卖机；NFC；安全支付；抗干扰；可加密

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）182-0094-02

1 系统总体设计框架

整个系统包括提供安全存储载体的NFC卡和NFC卡信息响应模块以及包括控制核心、出货装置在内的NFC应用系统。NFC卡是将RFID读卡器与智能卡的功能整合、具有安全支付功能的NFC密码产品；NFC响应模块是与外部NFC卡进行信息交互的模块，在与NFC卡交互信息后，提供安全存储；NFC应用系统包括控制核心、出货装置在内，以单片机为控制核心，处理NFC响应模块的信息，正确处理信息以后，控制出货装置正确出货[ 1 ]。

2 系统总体设计方案

整个系统由射频系统，中心系统和交互系统3个部分组成。射频系统主要是由RC522模块构成，可以对卡进行识别读卡操作。中心系统主要用来处理与射频模块的信息交互，让整个系统得以正常工作。交互系统是由显示模块电路，支付系统以及出货系统构成，当用户选择按键购买后达到出货的目的[2]。

2.1 基于收发一体芯片的NFC模块设计

本系统采用集成收发一体芯片TRF7970A和具有主被动模式的NFC模块，TRF7970A是一款频率工作在13.56MHz的集成模拟器件。其主要功能为近场通信，应用十分宽广。它有3种工作模式：RFID/NFC读取器、NFC对等点、卡仿真模式，具体执行哪个工作方式主要根据引脚电平来设置。当引脚EN被设定为高电平时，稳压器以及振荡器启动。当电源和振荡器频率已稳定时，系统输出频率变为13.56MHz。然后单片机便可以通过编程来对芯片进行相应的控制来选择工作在哪个工作模式。

2.2 基于ARM Cortex-M3的单片机处理系统

中心系统由电源电路、串口电路、最小系统3部分组成。电源电路提供3.3V电压，使系统正常工作。串口电路中心芯片是SP2328，其作用扩展串口通信，来进行TTL电平转换，进行外部通信。通过按键系统传输过来的数据信息从而使系统实现对NFC卡相应的扣费与返钱功能[ 3 ]。

2.3 基于4×4矩阵键盘的交互系统

由显示模块电路，自锁电路，矩阵按键电路组成。矩阵按键在自动售卖系统上起选择货物的功能，而显示模块电路在自动售货机购买中起确认功能，显示你是否要购买所选的商品，开锁电路由继电器、三极管、二极管、电阻组成，在系统中通过相应命令的发出让售货机出货的作用，从而在用户刷卡后与用户完成交易。

2.4 系统调试成果

整个系统经过调试之后，可以实现刷卡消费出货的功能，用户只需要选择想要购买的东西，然后拿NFC卡往刷卡的地方轻轻一贴就可以进行消费，消费成功后系统会对NFC卡进行扣费处理，并且出货系统相应的会掉出你想要的货物从而实现自动售卖功能。

3 结论

未来随着NFC技术的应用，由于NFC技术相对于RFID来说具有距离近、带宽高、能耗低等特点，通过NFC卡和NFC技术的结合，用户通过NFC卡就可以更加安全地进行付账购买，十分便利。而且NFC技术在单块芯片上综合了非接触式读写器、非接触式卡和对等功能，依赖读写器设备通过提供电感RF耦合提供电源，使芯片无需电源。NFC具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，NFC在识别和连通市场之间开辟了新的领域。并且随着时代的发展，人们的收入增加，也代表着人们的消费水平能力大大提高。使用NFC卡支付进行消费必将成为社会主流。现如今NFC卡支付已经应用到公交系统中了，随着社会的不断进步，必将普及到生活的每个角落[4]。

参考文献

[1]李菁.RFID在移动支付中的应用[J].学术探讨，2011（10）：20-24.

[2]蒋华，孙強.近距离无线通信技术标准解析[J].信息技术与标准化， 2006（5）：26-30.

[3]赵一夔.基于ARM Cortex-M3的嵌入式系统设计与实现[M].西安： 西安电子科技大学，2010.

[4]缪尔宁.基于NFC技术的移动近场支付模式分析[J].金融电子化，2012（8）：73-74.