一種能夠實現快速支付的電子秤的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種能夠實現快速支付的電子秤，該電子秤包括稱重單元、NFC單元以及電源單元，所述稱重單元與NFC支付單元連接，用于對稱重物品重量信息進行采集和測量，并將采集到的信息傳輸到NFC支付單元；所述NFC支付單元用于實現稱重物品的移動支付。本發明通過在電子秤內部集成NFC支付單元，使得電子秤在近場環境中能夠實現快速支付；NFC技術與電子秤相結合，用于實現與帶有NFC功能的終端設備或者NFC電子標簽之間的通信，可以用于身份及設備識別、電子支付、廣告推送、設備相關信息獲取等多種應用方案，并且集成后的電子秤具有體積小巧、讀取距離較遠、靈敏度高、容錯性強、識別準確等特點。
【專利說明】一種能夠實現快速支付的電子砰
【技術領域】
[0001]本發明屬于計量稱重【技術領域】，具體涉及一種在稱重的同時可以實現快速支付的電子秤的設計。
【背景技術】
[0002]50年代中期電子技術的滲入推動了衡器制造業的發展，60年代初期出現機電結合式電子衡器以來，經過40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結合型發展到現在的全電子型和數字智能型。我國電子衡器的技術裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平，電子秤重技術也從靜態稱重向動態稱重發展:計量方法從模擬測量向數字測量發展；測量特點從單參數測量向多參數測量發展，特別是對快速稱重和動態稱重的研究與應用。
[0003]近場通信(Near Field Communication, NFC)是一種短距高頻的無線電技術，在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內，其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。目前近場通信已通過成為IS0/IEC IS18092國際標準、EMCA-340標準與ETSI TS102 190標準，NFC采用主動和被動兩種讀取模式，并且在現有技術中NFC設備是指具有近場通信功能的設備。
[0004]電子秤是一種電子衡器，多用于稱重計價領域，若將NFC技術和電子秤結合在一起，可以產生很多新的功能和應用，如電子支付、信息查詢、廣告推送等，有利于提高信息化集成度。在現有技術條件下，要實現在稱重計價的同時能夠進行NFC通信的功能，需要分別購買帶通訊接口的稱重計價設備(電子秤)、NFC設備(NFC閱讀器)和電腦等多種設備，而現有技術中還不存在能夠實現快速支付的電子秤，造成了用戶在商品完成稱量后，還需至另外的結算部門進行結算才能完成商品購買的全過程，給購買者帶來了一定的不便，也帶來了一定的重復性勞動。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中電子秤不具有NFC功能的缺點而提出一種能夠實現快速支付的電子秤。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種能夠實現快速支付的電子秤，包括稱重單元、NFC單元以及電源單元，所述稱重單元與NFC支付單元連接，用于對稱重物品重量信息進行采集和測量，并將采集到的信息傳輸到NFC支付單元；所述NFC支付單元用于實現稱重物品的移動支付。
[0007]進一步的，所述稱重單元包括稱重傳感器、微控制芯片、通信接口以及顯示模組，所述微控制器芯片與稱重傳感器、顯示模組連接，用于控制其他各個元器件的工作，所述稱重傳感器用于采集被測物體的重量信息，并將得到的重量信息傳輸至微控制器芯片，所述微控制芯片計算出被測物體的價格信息，并將該價格信息傳輸至顯示模組，所述顯示模組根據微控制芯片的控制命令顯示出被測物體的重量及價格信息；所述通信接口用于與NFC支付單元進行數據交互。
[0008]進一步的，所述NFC支付單元包括匹配電路、晶振電路以及射頻芯片電路，所述射頻芯片電路與匹配電路、晶振電路以及稱重單元的微控制器芯片連接，用于實現與微控制器芯片的數據交互，所述晶振電路用于為射頻芯片提供外部時鐘，所述匹配電路與射頻芯片電路連接，用于提供對外天線接口。
[0009]進一步的，所述稱重單元的微控制芯片采用LPC1768實現。
[0010]進一步的，所述稱重傳感器采用芯片HX710實現。
[0011]進一步的，所述NFC支付單元的射頻芯片電路采用芯片TRF7970A實現。
[0012]進一步的，所述電源單元采用ASM1117的LDO電源芯片實現。
[0013]本發明的有益效果:本發明一種能夠實現快速支付的電子秤，通過在電子秤內部集成NFC支付單元，使得電子秤在近場環境中能夠實現快速支付；NFC技術與電子秤相結合，用于實現與帶有NFC功能的終端設備或者NFC電子標簽之間的通信，可以用于身份及設備識別、電子支付、廣告推送、設備相關信息獲取等多種應用方案，并且集成后的電子秤具有體積小巧、讀取距離較遠、靈敏度高、容錯性強、識別準確等特點，在實際生活應用中適用性較強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤的系統框圖；
[0015]圖2為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤的電路結構框圖；
[0016]圖3為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中稱重傳感器的電路示意圖；
[0017]圖4為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中顯示模組的電路示意圖；
[0018]圖5為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中微控制器芯片的電路示意圖；
[0019]圖6為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中電源單元的電路示意圖；
[0020]圖7為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中晶振電路的示意圖；
[0021]圖8為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中匹配電路的示意圖；
[0022]圖9為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤中射頻芯片電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的說明。
[0024]如圖1所示為本發明實施例的一種能夠實現快速支付的電子秤的系統框圖，包括稱重單元、NFC單元以及電源單元，所述稱重單元與NFC支付單元連接，用于對稱重物品重量信息進行采集和測量，并將采集到的信息傳輸到NFC支付單元；所述NFC支付單元用于實現稱重物品的移動支付。其中，所述稱重單元包括稱重傳感器、微控制芯片、通信接口以及顯示模組，所述微控制器芯片與稱重傳感器、顯示模組連接，用于控制其他各個元器件的工作，所述稱重傳感器用于采集被測物體的重量信息，并將得到的重量信息傳輸至微控制器芯片，所述微控制芯片計算出被測物體的價格信息，并將該價格信息傳輸至顯示模組，所述顯示模組根據微控制芯片的控制命令顯示出被測物體的重量及價格信息；所述通信接口用于與NFC支付單元進行數據交互。所述NFC支付單元包括匹配電路、晶振電路以及射頻芯片電路，所述射頻芯片電路與匹配電路、晶振電路以及稱重單元的微控制器芯片連接，用于實現與微控制器芯片的數據交互，所述晶振電路用于為射頻芯片提供外部時鐘，所述匹配電路與射頻芯片電路連接，用于提供對外天線接口。
[0025]本發明通過在電子秤內部集成NFC支付單元，使現有的電子秤能夠實現在被測物品完成稱量后即可快速支付對應的價格費用，填補了現有技術中不存在快速支付的電子秤的空白，解決了用戶在購買商品結束后不能直接在完成商品稱量的地方實現直接支付的問題，提升了用戶的購買體驗，并且能夠在現有市場中實現較大規模的應用。為了本領域技術人員能夠理解并且實施本發明技術方案，下面將結合具體的電路結構對本發明方案進行詳細說明:
[0026]如圖2所示為本發明一種能夠實現快速支付的電子秤的電路結構框圖，其中，所述稱重單元的微控制芯片采用LPC1768實現，稱重傳感器采用芯片HX710實現，顯示驅動器及顯示器采用CS5817顯示模塊實現，所述NFC支付單元的射頻芯片電路采用芯片TRF7970A實現；
[0027]根據圖2所示的電路結構，其中，微控制芯片LPC1768通過SPI串行接口與射頻芯片電路芯片TRF7970A進行數據交互，其引腳RX_IN1和RX_IN2作為射頻芯片電路芯片的輸入信號端，引腳TX_0UT作為射頻芯片電路芯片的輸出信號端，所述匹配電路采用RC電路實現，引腳ANTl和ANT2作為對外天線接口 ；所述晶振電路與射頻芯片電路連接，其提供的時鐘采用13.56MHz ;所述微控制芯片LPC1768通過I2C總線與CS5817顯示模塊、稱重傳感器芯片HX710連接；電源單元將5V電壓轉換為3.3V電壓提供到微控制芯片LPC1768和射頻芯片電路芯片TRF7970A，并且其采用ASMl117的低壓差LDO線性穩壓芯片實現。下面通過每個元器件的具體電路結構示意圖對本發明進行詳細說明:
[0028]如圖3所示為稱重傳感器的電路示意圖，U2即為稱重傳感器HX710芯片，I腳接
3.3V電壓作為參考電壓，7腳和8腳分別經過C9、C10濾波接3.3V電壓，3腳和4腳分別接入傳感器的模擬信號正端和負端，5腳為時鐘信號SCL，6腳為數據信號SD0，通過5腳和6腳與微控制器芯片連接，實現將采集得到的被測物品的重量數據傳輸至微控制器芯片。
[0029]如圖4所示為顯示模組的電路示意圖，其中的U23芯片，即CS5817是顯示模組的主要組成部分，它為一款數碼管驅動芯片，用于數碼管的顯示。25腳連接3.3V電壓給芯片供電，11腳接地，9腳為I2C的SCL時鐘信號，10腳為I2C的SDA數據信號，通過9腳和10腳與微控制器芯片相連接，接收顯示指令，其余引腳均為數碼管控制引腳，控制各數碼管的顯不O
[0030]如圖5所示為微控制器芯片的電路示意圖，其中CPU芯片，即U5選擇的是NXP公司的LPC1768芯片，LPC1768芯片為ARM架構的處理器，主頻高達IOOMhz，該微控制器芯片的作用是接收稱重傳感器傳輸的重量信息并進行處理，關聯上商品和價格等信息后，保存下來，或者傳輸至顯示模組，顯示商品的重量和價格信息。
[0031]如圖6所示為電源單元的電路示意圖，其中U3即ASMl117，為LDO電源芯片，它屬于低壓差(LDO)線性穩壓芯片，LDO線性穩壓芯片成本低，噪音低，靜態電流小，同時它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個旁路電容，這樣就大大簡化了芯片的外圍電路。再加上本發明方案采用單電源設計，整個電路設計的體積就進一步得到了縮小。U3的I腳為芯片接地端，外接GND，圖中5V電壓同時經過C25、C26濾波輸入給U3的3腳，U3的4腳為電壓輸出腳，經過C23、C24濾波之后輸出3.3V電壓。在本發明實施例中，各個子單元的工作電壓均為3.3V。
[0032]TRF7970A芯片是TI公司出的NFC芯片，支持近場通信標準NFCIP-1 (ISO/IEC18092)和NFCIP-2 (IS0/IEC21481)，和Felica的完全集成協議處理。針對所有三位速率(106kbps，212kbps, 424kbps)和卡仿真的集成編碼器、解碼器和數組幀NFC發送方、有源和無源目標方操作，并且它能夠執行以下三種模式中的任一模式:RFID/NFC讀取器、NFC對等點、或者卡仿真模式。
[0033]下面對NFC支付單元的各個電路模塊進行說明:
[0034]如圖7所示為晶振電路的示意圖，其提供的時鐘采用13.56MHz。
[0035]如圖8所示為匹配電路的示意圖，其引腳RX_IN1和RX_IN2作為射頻芯片電路芯片的輸入信號端，引腳TX_0UT作為射頻芯片電路芯片的輸出信號端，所述匹配電路采用RC電路實現，引腳ANTl和ANT2作為對外天線接口。
[0036]如圖9所示為射頻芯片電路的示意圖，其采用TRF7970A實現，芯片TRF7970A有2個接收器輸入:RX_IN1 (引腳8)和RX_IN2(引腳9)。每個輸入被連接至一個外部電容電壓分配器以確保2個輸入中至少有I個輸入上的來自標簽的經調制信號可用。此架構消除了由標簽到讀取器的任何可能的通信漏洞，RX.1N1和RX_IN2這2個輸入被復用成2個接收器，即主接收器和輔助接收器，但在具體工作過程中，一般只用主接收器接收，而輔助接收器用于信號質量監控。TRF7970A通過22腳和20腳連接到微控制器芯片，接口是SPI接口。
[0037]本發明與其它同類電子秤相比，采用模塊式結構，除了可以稱重計價以外，還可以在HF頻段工作；支持的協議包括:IS014443TypeA、IS014443TypeB、IS018092。通過NFC模塊，完成電子支付、卡模擬、點對點通信等功能，使得電子秤不僅僅只是一臺稱重的秤，而且擁有電子支付、身份識別、點對點通信等多項功能，使得它的應用能夠更加多樣化。
[0038]在實際的應用中，比如電子支付交易時，本發明所述電子秤會先通過稱重計價方式計算出交易金額，并通過NFC模塊與消費者的帶有NFC功能的終端設備或NFC電子標簽通信，扣除消費者相應賬戶的交易金額，并形成交易數據傳送給處理器，同時電子秤將采集到的交易數據，并通過有線或無線網絡與服務器數據中心交換數據，方便記錄交易信息，用于資金結算。并且還可以增加票據打印模塊，根據用戶需要，打印相應的信息，如物品名稱、重量、單價、總價等信息。
[0039]本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護范圍但不局限于這樣的特別陳述和實施例。凡是根據上述描述做出各種可能的等同替換或改變，均被認為屬于本發明的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，包括稱重單元、NFC單元以及電源單元，所述稱重單元與NFC支付單元連接，用于對稱重物品重量信息進行采集和測量，并將采集到的信息傳輸到NFC支付單元；所述NFC支付單元用于實現稱重物品的移動支付。
2.如權利要求1所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述稱重單元包括稱重傳感器、微控制芯片、通信接口以及顯示模組，所述微控制器芯片與稱重傳感器、顯示模組連接，用于控制其他各個元器件的工作，所述稱重傳感器用于采集被測物體的重量信息，并將得到的重量信息傳輸至微控制器芯片，所述微控制芯片計算出被測物體的價格信息，并將該價格信息傳輸至顯示模組，所述顯示模組根據微控制芯片的控制命令顯示出被測物體的重量及價格信息；所述通信接口用于與NFC支付單元進行數據交互。
3.如權利要求1所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述NFC支付單元包括匹配電路、晶振電路以及射頻芯片電路，所述射頻芯片電路與匹配電路、晶振電路以及稱重單元的微控制器芯片連接，用于實現與微控制器芯片的數據交互，所述晶振電路用于為射頻芯片提供外部時鐘，所述匹配電路與射頻芯片電路連接，用于提供對外天線接口。
4.如權利要求2所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述稱重單元的微控制芯片采用LPC1768實現。
5.如權利要求2所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述稱重傳感器采用芯片HX710實現。
6.如權利要求3所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述NFC支付單元的射頻芯片電路采用芯片TRF7970A實現。
7.如權利要求1至6任一項所述的一種能夠實現快速支付的電子秤，其特征在于，所述電源單元采用ASMl117的LDO電源芯片實現。
【文檔編號】G07G1/12GK104019877SQ201410280597
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】劉川杰, 羅芯, 丁川, 吳朗, 李昌峻, 李健, 靳淦, 徐彬, 陳極, 王菲, 葉歡 申請人:成都九洲電子信息系統股份有限公司