專(zhuān)利名稱(chēng)：一種交易終端機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種讀寫(xiě)器，特別涉及一種交易終端機(jī)。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著非接觸IC卡在交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，公共交通卡已經(jīng)成為廣大市民出行的必備。由于應(yīng)用于交通領(lǐng)域的非接觸IC卡屬于卡上電子錢(qián)包的應(yīng)用模式，因此需要對(duì)交通卡進(jìn)行充值，只有足夠的資金，才能保證出行的順利。而非接觸IC卡本身為無(wú)源產(chǎn)品，因此需要通過(guò)特定的非接觸IC卡讀寫(xiě)器(或稱(chēng)交易終端機(jī))才能實(shí)現(xiàn)對(duì)交通卡的各種交易操作。因此交通卡的充值便利是交通卡發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，然而，雖然通過(guò)建立超市、地鐵站點(diǎn)、公交站點(diǎn)的充資網(wǎng)點(diǎn)可以滿(mǎn)足大部分充值的需求，但是，由于網(wǎng)點(diǎn)受時(shí)間、地域的限制，不可能滿(mǎn)足全部的充值需求。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的非接觸IC卡讀寫(xiě)器(交易終端設(shè)備)一般由微處理器、射頻驅(qū)動(dòng)模塊、安全模塊、天線(xiàn)、時(shí)鐘電路、通信接口驅(qū)動(dòng)模塊等幾個(gè)部分組成，其中，微處理器分別與射頻驅(qū)動(dòng)模塊、安全模塊、時(shí)鐘電路、通信接口驅(qū)動(dòng)模塊相連，射頻驅(qū)動(dòng)模塊與天線(xiàn)相連，如果需要用于網(wǎng)絡(luò)交易，還必須增加用于網(wǎng)絡(luò)安全控制的安全模塊。其中，主控微處理器為讀寫(xiě)器的核心器件，用于控制讀寫(xiě)器的正常工作；通信接口驅(qū)動(dòng)模塊用于和計(jì)算機(jī)的連接，并實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與交易終端機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信；射頻驅(qū)動(dòng)模塊和天線(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸IC卡之間的各種操作；而安全模塊主要用于對(duì)IC卡操作時(shí)的密鑰管理。但這樣一個(gè)非接觸IC卡讀寫(xiě)器(交易終端機(jī))，不僅電路復(fù)雜，成本高，而且，元器件之間的連接線(xiàn)外露，容易被非法侵入者通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)竊取卡片的操作信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)卡片中電子錢(qián)包的攻擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種交易終端機(jī)，能夠通過(guò)網(wǎng)上交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公共交通卡、高速公路ETC(電子不停車(chē)收費(fèi))儲(chǔ)值卡等的在線(xiàn)充值、移資、續(xù)期等操作；能夠降低交易終端機(jī)的制作成本，提高交易終端機(jī)的安全性能，保證使用者的財(cái)產(chǎn)安全；還能夠在脫機(jī)狀態(tài)下作為交通卡使用。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種交易終端機(jī)，包含 外殼、設(shè)置在外殼側(cè)面的數(shù)據(jù)接口、設(shè)置在外殼內(nèi)的時(shí)鐘模塊、天線(xiàn)，還包含通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的
安全集成模塊，所述的安全集成模塊與時(shí)鐘模塊的第一計(jì)時(shí)電路通過(guò)電路相連，該安全集成模塊與數(shù)據(jù)接口的接口電路通過(guò)電路相連；
運(yùn)算集成模塊，所述的運(yùn)算集成模塊分別與天線(xiàn)以及時(shí)鐘模塊的第二計(jì)時(shí)電路通過(guò)電路相連。所述的安全集成模塊包含第一微處理器、數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路和身份識(shí)別電路；所述的第一微處理器分別與數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路和身份識(shí)別電路通過(guò)電路相連；所述的數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路與身份識(shí)別電路通過(guò)電路相連；所述的第一微處理器、數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路和身份識(shí)別電路集成在安全集成模塊中。所述的運(yùn)算集成模塊包含第二微處理器、射頻控制電路、加解密算法協(xié)處理電路；所述的第二微處理器通過(guò)電路分別與射頻控制電路、加解密算法協(xié)處理電路相連；所述的射頻控制電路通過(guò)感應(yīng)電路與天線(xiàn)相連；所述的第二微處理器、射頻控制電路、加解密算法協(xié)處理電路集成在運(yùn)算集成模塊中。所述的運(yùn)算集成模塊還集成有交通卡電路，所述的交通卡電路通過(guò)電路與射頻控制電路相連。所述的交易終端機(jī)的外殼表面設(shè)置有與天線(xiàn)位置相對(duì)應(yīng)的卡片感應(yīng)窗。所述的交易終端機(jī)還包含設(shè)置在外殼內(nèi)的顯示電路；所述的顯示電路的三極管基極的引出端與安全集成模塊的顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳相連；所述的顯示電路的發(fā)光二極管的陽(yáng)極端與接口電路的輸出端相連。所述的交易終端機(jī)的外殼的一角是透明的。所述的數(shù)據(jù)接口為人機(jī)接口設(shè)備模式。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、能夠?qū)步煌?、高速公路ETC(電子不停車(chē)收費(fèi))儲(chǔ)值卡等進(jìn)行在線(xiàn)充值、移資、 續(xù)期；
2、元器件大量減少、成本大幅度下降；
3、采用高集成電路，外部沒(méi)有暴露的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，安全性更高；
4、集成了交通卡電路，使得交易終端設(shè)備不僅能夠作為讀卡器使用，還能夠在脫機(jī)狀態(tài)下作為交通卡使用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的非接觸IC卡讀卡器的邏輯框圖； 圖2為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的邏輯框圖3為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的主電路原理圖； 圖4為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的運(yùn)算集成模塊的管腳分布圖； 圖5為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的運(yùn)算集成模塊的邏輯框圖； 圖6為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的天線(xiàn)的電路原理圖； 圖7為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的顯示電路的電路原理圖； 圖8為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的接口電路的電路原理圖； 圖9為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的第一計(jì)時(shí)電路的電路原理圖； 圖10為本發(fā)明一種交易終端機(jī)的第二計(jì)時(shí)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。如圖2所示，一種交易終端機(jī)，包含外殼、設(shè)置在外殼側(cè)面的數(shù)據(jù)接口、設(shè)置在外殼內(nèi)的時(shí)鐘模塊16、天線(xiàn)14，還包含通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的安全集成模塊U1、運(yùn)算集成模塊U3 ；該安全集成模塊Ul與時(shí)鐘模塊16的第一計(jì)時(shí)電路161通過(guò)電路相連，該安全集成模塊 Ul與數(shù)據(jù)接口的接口電路通過(guò)電路相連；該運(yùn)算集成模塊U3分別與天線(xiàn)14以及時(shí)鐘模塊 16的第二計(jì)時(shí)電路162通過(guò)電路相連。在本實(shí)施例中，外殼側(cè)面的數(shù)據(jù)接口為人機(jī)接口設(shè)備模式，使整個(gè)交易終端機(jī)無(wú)需安裝任何驅(qū)動(dòng)程序，支持即插即用。如圖3、圖4所示，安全集成模塊Ul與運(yùn)算集成模塊U3的管腳的連接關(guān)系為U1 的管腳12與U3的管腳四相連，Ul的管腳17與U3的管腳5相連，Ul的管腳20與U3的管腳19相連，Ul的管腳21與U3的管腳21相連，Ul的管腳22與U3的管腳22相連。其中，如圖2所示，安全集成模塊Ul包含第一微處理器111、數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路 112和身份識(shí)別電路113 ；所述的第一微處理器111分別與數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路112和身份識(shí)別電路113通過(guò)電路相連；所述的數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路112與身份識(shí)別電路113通過(guò)電路相連；所述的第一微處理器111、數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路112和身份識(shí)別電路113集成在安全集成模塊Ul中。在本實(shí)施例中，安全集成模塊Ul選用型號(hào)為Z8D168的芯片，第一微處理器111 采用八位微處理器系統(tǒng)，用于控制整個(gè)安全集成模塊Ul的工作；數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路112為 USB驅(qū)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的USB連接；而集成在安全集成模塊Ul的身份識(shí)別電路113 則用于交易數(shù)字簽名及所必需的公鑰和證書(shū)管理體系的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)算法。如圖2所示，運(yùn)算集成模塊U3包含第二微處理器131、射頻控制電路132、加解密算法協(xié)處理電路133 ；所述的第二微處理器131通過(guò)電路分別與射頻控制電路132、加解密算法協(xié)處理電路133相連；所述的射頻控制電路132通過(guò)感應(yīng)電路與天線(xiàn)14相連；所述的第二微處理器131、射頻控制電路132、加解密算法協(xié)處理電路133集成在運(yùn)算集成模塊U3 中。如圖2所示，運(yùn)算集成模塊U3還集成有交通卡電路134，該交通卡電路134通過(guò)電路與射頻控制電路132相連。在本實(shí)施例中，運(yùn)算集成模塊U3選用型號(hào)為FM1915的芯片；第二微處理器131采用八位微處理器系統(tǒng)，用于控制外部的非接觸IC卡的讀寫(xiě)應(yīng)用控制，還用于與安全集成模塊Ul進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；射頻控制電路132，用于控制對(duì)外部非接觸IC 卡的讀寫(xiě)操作；加解密算法協(xié)處理電路133，用于實(shí)現(xiàn)與安全集成模塊Ul之間進(jìn)行的通信交互過(guò)程中的數(shù)據(jù)加密，以確保交易數(shù)據(jù)的安全性；同時(shí)芯片還集成的交通卡電路134為一張非接觸IC卡，可以使交易終端機(jī)在脫機(jī)時(shí)，作為一張公共交通卡，在交通消費(fèi)領(lǐng)域中支付使用。其中，如圖3和圖9所示，安全集成模塊Ul的管腳與第一計(jì)時(shí)電路161的連接對(duì)應(yīng)關(guān)系為U1的管腳4與第一計(jì)時(shí)電路161的輸入端XIN相連、Ul的管腳5與第一計(jì)時(shí)電路161的輸出端XOUT相連。如圖4、圖6、圖10所示，運(yùn)算集成模塊U3的管腳與第二計(jì)時(shí)電路162以及天線(xiàn)14 的連接關(guān)系為U3的管腳44與天線(xiàn)14的RX端相連，U3的管腳49與天線(xiàn)14的VMID端相連，U3的管腳55與天線(xiàn)14的LB端相連，U3的管腳56與天線(xiàn)14的LA端相連，U3的管腳 61與天線(xiàn)14的TX2端相連，U3的管腳63與天線(xiàn)14的TXl端相連，U3的管腳64與天線(xiàn)14 的TGND端相連，U3的管腳51與第二計(jì)時(shí)電路162的OSCIN端相連，U3的管腳52與第二計(jì)時(shí)電路162的OSCOUT端相連。本實(shí)施例中，選用Z8D168和FM1915這兩塊高集成度的芯片，減少外圍電路，取消裸露在外面的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，不僅節(jié)約了制造成本，還大大提高了安全性能。
本實(shí)施例中，交易終端機(jī)還包含設(shè)置在外殼內(nèi)的顯示電路15 ；如圖3、圖7和圖8 所示，該顯示電路15的三極管基極的引出端LED與安全集成模塊Ul的顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳 U118相連；所述的顯示電路的發(fā)光二極管的陽(yáng)極端VUSBl與接口電路的輸出端VUSB相連；
如圖3和圖8所示，接口電路的輸入信號(hào)管腳與安全集成模塊Ul的管腳對(duì)應(yīng)關(guān)系為Ul 的管腳3與接口電路的RESUP端相連，Ul的管腳7與接口電路的DP端相連，Ul的管腳8與接口電路的DM端相連。交易終端機(jī)的外殼的一角是透明的，當(dāng)交易終端機(jī)與外部設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連接后，顯示電路15的發(fā)光二極管即導(dǎo)通并發(fā)光，從而可在透明的一角顯示出亮光，從而給使用者以提示。本實(shí)施例中，交易終端機(jī)的外殼表面還設(shè)置有與天線(xiàn)14位置相對(duì)應(yīng)的卡片感應(yīng)窗，便于使用者操作。本實(shí)施例中，由于采用集成電路和極少的外圍貼片電路，使得整個(gè)交易終端機(jī)可以被設(shè)計(jì)為一個(gè)迷你型的讀寫(xiě)器，大小和一張非接觸IC卡相同，僅厚度稍微增加一些；同時(shí)交易終端機(jī)的印制電路采用黑膠固化，不可被拆卸，一旦拆卸，位于印制電路板上的集成電路自動(dòng)損毀，從而進(jìn)一步確保交易終端機(jī)的安全。當(dāng)本發(fā)明的交易終端機(jī)使用時(shí)，正常交易分為兩個(gè)過(guò)程尋卡及卡基本信息獲取和正常交易過(guò)程。在尋卡及卡基本信息獲取過(guò)程中，由外部的交易系統(tǒng)發(fā)起的尋卡命令首先通過(guò)安全集成模塊Ul的數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路112送入第一微處理器111，再由第一微處理器111將命令透?jìng)鞯竭\(yùn)算集成模塊U3的第二微處理器131，第二微處理器131將信號(hào)傳遞給射頻控制電路132，并由射頻控制電路132檢測(cè)在天線(xiàn)端是否存在非接觸IC卡，如果存在則將結(jié)果返回第二微處理器131，由第二微處理器131返回安全集成模塊Ul直至交易系統(tǒng)。交易系統(tǒng)計(jì)算讀卡密鑰，并對(duì)交易及密鑰進(jìn)行數(shù)字簽名后送入安全集成模塊Ul中，安全集成模塊 Ul的身份識(shí)別電路113對(duì)密文進(jìn)行驗(yàn)簽，驗(yàn)簽成功后將密文傳送到運(yùn)算集成模塊U3，運(yùn)算集成模塊U3的加解密算法協(xié)處理電路133進(jìn)行解密獲得卡片的操作密鑰，并根據(jù)交易系統(tǒng)的操作指令對(duì)卡片進(jìn)行基本信息的讀取，完成后將獲得的卡片基本信息通過(guò)安全集成模塊 Ul回送到交易系統(tǒng)中。完成尋卡及獲取卡片基本信息后，即進(jìn)入卡片的正常交易過(guò)程。此時(shí)交易請(qǐng)求命令包括卡片的交易密鑰進(jìn)行數(shù)字簽名后送入到安全集成模塊Ul中，安全集成模塊Ul的身份識(shí)別電路113對(duì)接收的交易報(bào)文進(jìn)行驗(yàn)簽，驗(yàn)簽成功后將交易報(bào)文傳送到運(yùn)算集成模塊 U3，運(yùn)算集成模塊U3的加解密算法協(xié)處理電路133對(duì)交易報(bào)文進(jìn)行解密獲得交易命令及操作密鑰。在對(duì)卡片認(rèn)證成功后，則由安全集成模塊Ul的第一微處理器111控制整個(gè)交易的單步操作，由運(yùn)算集成模塊U3的第二微處理器131完成對(duì)卡片的交易操作，包括對(duì)電子錢(qián)包的改寫(xiě)。為確保交易的正確性，在完成交易后，再對(duì)卡內(nèi)電子錢(qián)包進(jìn)行一次回讀確認(rèn)操作，一旦錢(qián)包的值和交易結(jié)果相符，則認(rèn)為交易成功，交易操作的最終結(jié)果由運(yùn)算集成模塊 U3回傳到安全集成模塊Ul，并最終回送到交易系統(tǒng)中。綜上所述，本發(fā)明一種交易終端機(jī)，能夠通過(guò)網(wǎng)上交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公共交通卡、高速公路ETC(電子不停車(chē)收費(fèi))儲(chǔ)值卡等的在線(xiàn)充值、移資、續(xù)期等操作；能夠降低交易終端機(jī)的制作成本，提高交易終端機(jī)的安全性能，保證使用者的財(cái)產(chǎn)安全；還能夠在脫機(jī)使用時(shí)，在交通領(lǐng)域作為交通非接觸IC卡使用。 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種交易終端機(jī)，包含外殼、設(shè)置在外殼側(cè)面的數(shù)據(jù)接口、設(shè)置在外殼內(nèi)的時(shí)鐘模塊(16)、天線(xiàn)(14)，其特征在于，還包含通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的安全集成模塊(U1)，所述的安全集成模塊(Ul)與時(shí)鐘模塊(16)的第一計(jì)時(shí)電路(161) 通過(guò)電路相連，該安全集成模塊(Ul)與數(shù)據(jù)接口的接口電路通過(guò)電路相連；運(yùn)算集成模塊(U3)，所述的運(yùn)算集成模塊(U3)分別與天線(xiàn)(14)以及時(shí)鐘模塊(16)的第二計(jì)時(shí)電路(162)通過(guò)電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的安全集成模塊(Ul)包含集成在該安全集成模塊(Ul)中的第一微處理器(111)、數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路(112)和身份識(shí)別電路(113)；所述的第一微處理器(111)分別與數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)電路(112)和身份識(shí)別電路 (113)通過(guò)電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的運(yùn)算集成模塊(U3)包含集成在該運(yùn)算集成模塊(U3)中的第二微處理器(131)、射頻控制電路(132)、加解密算法協(xié)處理電路(133)；所述的第二微處理器(131)通過(guò)電路分別與射頻控制電路(132)、加解密算法協(xié)處理電路(133)相連；所述的射頻控制電路(132)通過(guò)電磁感應(yīng)與天線(xiàn)(14)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的運(yùn)算集成模塊(U3)還集成有交通卡電路(134)，所述的交通卡電路(134)通過(guò)電磁感應(yīng)與天線(xiàn)(14)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的交易終端機(jī)的外殼表面設(shè)置有與天線(xiàn)(14)位置相對(duì)應(yīng)的卡片感應(yīng)窗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的交易終端機(jī)還包含設(shè)置在外殼內(nèi)的顯示電路(15)；所述的顯示電路(15)的三極管基極的引出端(LED)與安全集成模塊(Ul)的顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)管腳(U118)相連；所述的顯示電路的發(fā)光二極管的陽(yáng)極端 (VUSBl)與接口電路的輸出端(VUSB)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的交易終端機(jī)的外殼的一角是透明的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的交易終端機(jī)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)接口為人機(jī)接口設(shè)備模式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種交易終端機(jī)，包含外殼、設(shè)置在外殼側(cè)面的數(shù)據(jù)接口、設(shè)置在外殼內(nèi)的時(shí)鐘模塊、天線(xiàn)，還包含通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連的安全集成模塊，所述的安全集成模塊與時(shí)鐘模塊的第一計(jì)時(shí)電路通過(guò)電路相連，該安全集成模塊與數(shù)據(jù)接口的接口電路通過(guò)電路相連；運(yùn)算集成模塊，所述的運(yùn)算集成模塊分別與天線(xiàn)以及時(shí)鐘模塊的第二計(jì)時(shí)電路通過(guò)電路相連。本發(fā)明能夠通過(guò)網(wǎng)上交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)公共交通卡、高速公路ETC(電子不停車(chē)收費(fèi))儲(chǔ)值卡等的在線(xiàn)充值、移資、續(xù)期等操作；能夠降低交易終端機(jī)的制作成本，提高交易終端機(jī)的安全性能，保證使用者的財(cái)產(chǎn)安全；還能夠在脫機(jī)使用時(shí)，在交通領(lǐng)域作為交通非接觸IC卡使用。
文檔編號(hào)G07F7/10GK102324140SQ20111030619
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者應(yīng)鵬, 張弛, 徐振宇, 徐驍驊, 王君青, 胡振清, 謝志剛, 陳宇, 顧春輝, 馬曉楓 申請(qǐng)人:上海公共交通卡股份有限公司