摘要：跟着移动通讯的大规划推行，移动付出现已成为各方聚集的热门议。本文针对移动付出体系规划了一款双操控器的读卡器，主操控器首要进行串行通讯，从操控器首要承受主操控器指令，依据发送的曼切斯特编码流完结刷卡间隔的操控。这个规划从必定程度上处理了读卡器不能接纳低频数据的问题。
跟着移动终端通讯技能的遍及，手机现已不仅仅是简略的通话东西，文娱、购物成为了时下盛行的事务，移动付出也成为现在最具代表性的事务之一。移动付出也称为手机付出，是指用户经过移动终端(手机)作为电子付出东西完结消费付出的一种服务方法，移动付出让手机称为随身携带的电子钱包，能够完结电子付出、身份认证、防伪、票务、广告等各种功用。
从我国互联网协会与新华社《金融国际》联合发布的《2014我国互联网金融开展陈述》中得悉的陈述显现，上一年我国手机付出用户规划达1.25亿，同比增加 126%，手机付出、网络银行、金融证券等相关各类移动运用累计下载量超越4亿次。在电商方面，2014年我国网上零售商场买卖规划达28 637.2亿元，增速为45%，持续坚持高增加的态势，移动网购买卖规划达8 616.6亿元，增速达229.3%。在移动付出方面，2014年，第三方移动付出买卖规划达77 660亿元，继2013年环比增加率到达800%的爆发式增加后，再度迎来近500%的环比增加，持续坚持高速开展。
1 移动付出形式
现在移动付出首要的商业运用形式有3种，第一种是是将用户的手机号码和后台用户的付出账号绑定，经过短信进行付出。第二种是运用GPRS或CDMA网络的客户端浏览器，输入账户信息进行付出。第三种对错触摸式移动付出形式，首要运用在公交、地铁等移动付出的运用。现在，我国移动付出范畴首要选用第3种形式来完结付出。非触摸式移动付出形式现在首要有3个计划，别离是双界面SIMPASS、NFC、RFID-SIM，这3个计划的运用形式和技能各有不同。 SIMPASS计划功用有限，有必要外带天线，因为不同的手机SIM卡的方位也是不同的，需求进行适配。NFC(Near Field Communication)计划安全性高，作业安稳，支撑手机点对点通讯和主/被迫通讯形式，但此计划需求定制支撑NFC卡的手机，现在市面上支撑 NFC的手机较少，推行难度大，关于国内电信运营商操控工业也非常晦气。RFID—SIM计划将射频模块、天线、传统SIM卡功用都集成在SIM卡中，用户在拨打电话或收发短信的一起也能经过射频模块完结非触摸移动付出买卖;一起，此计划选用2.4 GHz的通讯频率，用户只需求替换SIM卡，而不必替换手机即可完结移动付出消费，用户承受度高，可快速发卡，从工业链操控的视点来看是运营商的最佳挑选。
2 读卡器的硬件规划
射频辨认体系作业的频段首要有：125 kHz、13.56 MHz、860～930 MHz、2.45 GHz和5.8 GHz等，每一种频率都有自己的特性，别离适用于不同的范畴。因为2.4 GHz频段无须授权就可运用，数据传输的速度快，受金属影响不大，只需替换运用的RFID—SIM卡即可完结移动付出，所以本文首要针对2.4 GHz频段来规划。
移动付出体系由3部分组成，别离是：读卡器、POS机和RFID—SIM卡。链接示意图如图1所示。读卡器是POS机和RFID—SIM卡通讯的枢纽，首要担任解析POS机和RFID—SIM卡上的信号;POS机首要担任终端事务的处理，首要担任向读卡器发送或承受信息;RFID—SIM卡首要是承受和处理读卡器发来的信息。
读卡器的硬件电路模块如图2所示，首要由4部分组成，别离是：电源模块、主操控器模块、从操控器模块、射频收发模块。首要担任凹凸频信号传输以及与POS机、RFID—SIM卡的通讯。
2.1 电源模块
在读卡器中，电源模块除了为读卡器内部各个模块供电之外，还要操控读卡器的供电形式。选用直流或许经过USB输入+5 V后，再经过电平转化芯片(MAX1818)发生3.3 V输入电压给其他模块。
2.2 主控模块
主控模块是读卡器的中心部分，读卡器与POS机之间的数据便是经过它传递的，首要担任对射频模块、间隔操控模块和避免抵触检测的初始化。本文选用了国民技能股份有限公司的Z32H256UF芯片，该芯片的首要性能是：1)多种通讯接口，包含USB接口，IS07816主操控器、UART接口、SPI接口、 FLASH/RAM主接口、27路GPIO接口;2)内置振动操控器和PPL，可外接4～12 MHz晶体;3)能够完结片上密钥办理、片上签名和身份验证;4)支撑低功耗，芯片功耗小于500 mV(5 V@96 M主频)和300 mV(5 V@24 M主频)。
2.3 射频模块
本文运用Nordic公司的nRF24L01芯片来完结射频信号收发，nRF24IjD1是一款GFSK单片射频收发芯片，作业于 2.4～2.5 GHz ISM频段。该芯片包含：频率发生器、功率放大器、增强型SchockBurstTM形式操控器、晶体振动器、调制器和解调器。首要特性是：1)运用全球敞开的2.4 GHz频段，具有80个可选作业频道，频道切换时间短，满意多频通讯及跳频的需求，射频通道默认设置为2.4 G，频宽设置为1 MHz。2)无线速率经过装备寄存器可挑选1 Mbps或2 Mbps。3)作业在增强型SchockBurstTM形式，具有主动应对及主动重发功用，减少了主控MCU(Z32)的作业量。即：数据发送完结后，芯片当即进入接纳形式，等候对方的应对信号，若未收到，回来发送形式从头发送数据，直到收到正确的应对或重发超越最大次数停止。4)低功耗运用：当作业在发射形式下，发射功率为-6 dBm时电流耗费为9 mA，接纳形式时为12.3 mA;掉电形式和待机形式下电流耗费更低。5)内置了CRC校验、数据包辨认、载波检测等功用，以及很少的外围元件。6)数据通讯时洽谈通讯地址和频率以保证信号的正确安稳的发送。7)作业频率、发射功率、通道地址、数据通讯速率等作业参数均能够经过软件设置来完结。
2.4 低频模块
低频模块首要由C8051F330芯片、放大器、低频线圈组成，首要担任低频信号的发生、放大和发射。C8051F330芯片选用20脚MLP封装，具有片内上电复位、时钟振动器，VDD监视器、10位电流输出DAC、25 MHz内部振动器、768字节片内RAM、全双工UART、SPI端口、128字节特别功用寄存器、17个I/O端口、8KB可在体系编程的FLASH存储器，其间的8KB可在体系编程的FLASH存储器可用于非易失性数据存储，答应现场更新8051固件。用户软件对一切外设具有彻底的操控，能够关断任何一个或一切外设以节约功耗。
3 结束语
国务院开展研究中心金融研究所发布的《我国网络付出安全白皮书》猜测，移动付出将出现爆发式增加;估计到2017年，我国移动付出商场买卖规划将打破2万亿元。未来几年增加率将超越50%。本文规划的读卡器能支撑现在市面上大部分的手机完结移动付出的功用，读卡器规划成主从模块设置的方法，主操控器模块进行串行通讯，从操控器模块首要承受主操控器指令，完结刷卡举例的操控，具有广泛的运用远景。
