基于RFID的移动小额支付可信交易系统研发(下)

接上篇

3.2 读写机具的射频电路抗干扰技术

射频电路采用专用集成电路，配合EMC感应线圈设计，增加滤波处理，减少高次谐波的干扰，防止感应存在死区(无法读卡的区域)，减少交易过程出现异常的几率(图4)。

(1)射频电路芯片电路设计

天线线圈的电感：

L：天线线圈的长度

N：天线线圈的圈数，一般为4圈

D：天线线圈的直径或者导体的宽度

p：由天线的技术而定的N的指数因子，如表2所描述。

天线的品质因数Qcoil：

一般天线的品质因数 30

实际中，品质因数Qcoil>30的增加量，对RFID卡的操作距离无明显帮助。品质因数必须Qcoil<60，以确保数据通讯的稳定可靠，否则天线的有效工作距离范围内存在死区。

本系统的射频部分关键电阻采用1%精度，关键电容采用NPO材料电容，保证系统温度稳定性和刷卡感应区场强性能的一致性。同时品质因数控制在30~40之间。

3.3 嵌入式交易控制流程技术

系统根据卡的数据存储格式，设计嵌入式交易控制流程，对异常数据进行自动纠正和恢复处理，实现异常扣款过程的自动恢复。流程如图5所示。

系统根据卡的数据存储格式，设计嵌入式交易控制流程，对异常数据进行自动纠正和恢复处理，实现异常扣款过程的自动恢复。交易控制流程图流程如图6所示。

非接触卡在进入和离开感应区的时间是随机的，当其离开感应区的时刻及其对各数据块和标志的影响情况，如表3。

流程以DataA为基准，对DataA的修改是否有效，由flag来判定。

参照失败原因及系统写卡流程，做如下几点分析：解决了写卡与读卡距离的差异。因为写数据块前，先起用写标志，这样，写数据块的时间，卡已经处于可写卡的感应区范围内;解决了卡运动轨迹不规范带来的写卡异常。一次写卡命令需要6ms。根据流程，完整写一次卡需要3次写卡命令，2次写标志，1次写数据。前面2次写卡失败都可以在流程中得到自动恢复，只要最后一写标志的时间处于感应区就可以完成正确的写卡动作，有效消耗时间是6ms。这样，无论卡从何种空间位置穿过感应区，都可以有效完成正确的写卡动作。

3.4 网络通讯加密机制

如图6所示。

3.5 模块化设计技术

系统硬件采用模块化设计，将整体硬件平台分解为读卡基站模块、交互的显示模块、键盘模块、语音模块、数据通讯模块、数据存储模块、以及电源模块组成(图7)，确保整个系统的稳定可靠性。

● CPU模块：采用ARM Cortex-M3内核的MCU——STM32F07C，主频最高72MHz，结合FLASH实现数据和字库信息的存储，利用PHY网络接口芯片，实现有线的Ethernet通讯。

● FM1702读卡模块：与IC卡进行数据交互的物理接口芯片，由主MCU进行控制读取IC卡相应信息。

● Txt2wave模块：采用XFS3031CN实现文字转语音，实现全语音的功能。

● GPRS通讯模块：SIM900A专用GPRS通讯技术实现数据无线远传。

● 触摸键盘模块：STC12C5201AD独立处理qt1084实现电容式触摸键盘。

● GPS定位模块:GMS668专用卫星定位模块。

● 电源处理模块：MP24943：最大输入电压 55V，最大负载电流3A。

● LCD显示模块:lcd128x64点阵液晶。

3.6 流水号分析技术

以“记录流水号”作为可信交易依据，流水号从1开始编码，最大支持65535，不管是消费机刷卡消费，还是用发卡器充值退款，针对任何写卡操作，都会先读出RFID卡中流水号，然后加1写入卡中，最后再次读出卡流水号进行比较验证，确保整个交易写卡过程的准确性。针对交易异常记录，系统提供自动查帐、人工处理方式，系统仅查出交易异常记录，用不同颜色着重标识区分，以便人工纠正。如图8所示。

4 工程应用及结论

本系统通过数据双备份技术，实现交易数据的可靠性;通过嵌入式交易控制流程技术，解决交易过程误写卡问题，保证交易过程的正确性;通过通讯加密机制，解决采集交易记录的准确性;同时采用流水号分析技术，进一步防止错误交易流程的产生，实现交易流程的稳定性。

本系统成功应用于中国电信一卡通系统，运行稳定可靠，交易可信。系统结合NFC (Near Field Communication)及pboc2.0(《中国金融集成电路(IC)卡规范》(JR/T 0025-2005)(业内简称pboc2.0))，应用前景将更广阔。