基于RFID移动支付终端的设计与实现

目录

摘要： (1)

Abstract (1)

1、引言 (2)

1.1、移动支付的现状及前景 (2)

1.2、课题研究的意义 (2)

1.3、系统结构框图 (2)

2、Mifare 1 S50卡 (3)

2.1、Mifare 1 S50卡工作原理 (3)

2.2、MF1卡的特性和存储结构 (3)

2.3、MF1卡的控制属性 (4)

3、读写器的设计 (7)

3.1、MF RC522概述 (7)

3.2、引脚说明 (7)

3.3、特性和功能框图 (9)

3.4、读写器硬件电路 (10)

4、嵌入式系统 (12)

4.1、嵌入式系统和物联网 (12)

4.2、S3C2440A的简介 (13)

4.3、S3C2440A硬件电路 (13)

4.4、开源Linux的移植 (14)

4.5、SPI驱动和wifi移植 (14)

5、系统软件设计 (15)

5.1、系统的软件流程 (15)

5.2、读写器的操作程序 (16)

5.2.1、数据传输指令 (16)

5.2.2、验证指令 (17)

5.2.3、读写块操作 (17)

5.3、服务端程序 (18)

5.4、客户端程序 (19)

5.4.1、读卡操作演示 (21)

5.4.2、充值操作演示 (22)

5.4.3、扣费操作演示 (24)

6、总结 (25)

致谢 (25)

参考文献 (26)

附录 (28)

基于RFID移动支付终端的设计与实现

陈福林

摘要：本设计将ARM、linux的嵌入式技术与RFID技术相结合，对于实现移动支付终端的低功耗、便携式和网络化具有特别的意义。首先是采用MF RC522芯片设计与制作读写器，实现对Mifare卡的读写操作；其次是使用S3C2440A芯片和linux 搭建嵌入式系统，作为各模块沟通和处理的枢纽；最后是运用开发软件编写服务端和MFC、Qt界面客户端的程序，使得各模块通过SPI和wifi通信的方式协同工作。结合实物和软件的设计、制作与调试，实现了一个性能稳定和使用灵活的可移动终端系统。

关键词：移动支付；RFID；ARM；linux；wifi；Mifare

Design and implementation of mobile payment terminal

based on RFID

Abstract: This design combined RFID technology with embedded technology of ARM、Linux，that will have a special meaning in achieving low-power，portable and networking of the whole system. First, using the MF RC522 chip to design and making the reader, to realize the read-write operation for Mifare card; Second, using the S3C2440A chips and Linux kernel to construct the embedded systems, which serves as the communicating and the processing hub of every module. Finally, using the developed software to write the server and MFC、Qt interface client program makes every module working together by way of SPI, network and serial communication. Combining material object with software designing, producting and debugging, achieving a flexible and stable performance mobile payment terminal.

Key words: mobile payment; RFID; ARM; Linux; wifi; Mifare

1、引言

1.1、移动支付的现状及前景

移动支付作为支付手段的一种具有很多的优点，比如消费者可以不必携带巨额资金去消费，不用担心资金丢失被盗等安全性问题。既满足方便了消费着也可以扩大内需。它的应用已经涉及到我们生活的方方面面，是我国通向信息化时代的一个必不可少的工具。移动支付终端种类日益丰富，但与此同时也带来了诸多的问题，比如联网质量差、带宽低，处理能力差，续航时间短等突出问题。未来移动支付终端会随着国内移动互联网的发展，以及经济技术的进步，朝着多元化的方向发展，比如wifi、3G或4G通信，更为持久的续航和强大的处理能力等方向[1]。

1.2、课题研究的意义

随着物联网和移动通信技术的发展，移动支付终端的应用市场潜力巨大[2]。目前移动支付终端的发展向着便携化、小型化、集成化、智能化和网络化等方向迈进。RFID和嵌入式作为移动支付终端的两个关键技术，势必也要适应这一趋势要求，即满足长时间的续航、处理和联网等能力，实现一个可以不依赖于场地和网络电缆铺设，以及需要设置多个支付点的应用场景。然而目前广大消费者使用的银行磁条卡容易被复制，存在很大的安全隐患，未来全国银行卡将推广芯片卡[3]，本课题就选用了Mifare 1 S50芯片卡；再者多数的支付终端都是基于裸机程序的单片机充当的控制系统，无法实现复杂的智能化和网络化的功能。这些不足使其无法满足上述的发展要求。正是基于这些考虑，设计一个结合ARM和linux嵌入式技术与RFID 技术的移动支付终端更具有现实意义[4]。

1.3、系统结构框图

一个典型的移动支付终端是由射频标签（如Mifare 1 S50卡）、读写器和计算机系统构成。本设计中使用了Mifare 1 S50卡和MF RC522作为其射频标签和读写器部分，计算机系统可以包含嵌入式系统和PC机。系统结构框图如图1所示。嵌入式系统的核心构件是S3C2440A的ARM芯片和嵌入式linux，嵌入式系统与读写器和PC机之间的通信方式分别采用SPI、UART或wifi的通信方式。用户可以通过嵌入式系统上的触控屏操作QT客户端程序进行支付，也可以通过运行在PC机