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2014-2015学年第2学期物联网技术课程技术报告报告题目：基于移动支付的自动售货机专业：计算机科学与技术班级：姓名：学号：任课教师：南京邮电大学计算机学院2015年3月17日1摘要从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了。从广义来讲投入硬币、纸币、信用卡等后便可以销售商品的机械，从狭义来讲就是自动销售商品的机械。从供给的条件看，自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时无人售货的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工费用上升的问题等各项优点。【1】同时移动互联网高速发展，带动移动支付的飞速发展，现在国内以支付宝为首的移动支付平台越来越便捷，支付方式主要为二维码扫描以及声波支付这两种方式都是十分便捷的，如果将移动支付与更多不同自动售货机结合，对于人们生活会更加便捷，同时节省人力。借助了当今主流热门的移动支付，弥补传统自动售货机对于现金支付的不足。本文首先介绍了自动售货机，移动支付的发展与趋势，探讨了移动支付对于自动售货机的研究意义。然后提出了具体可执行的方案，以及已经出现的经典案例进行了分析。关注移动支付的发展，就主流的移动支付方式进行了分析，结合客户端移动支付相关技术进行了介绍。最后，对于整篇文章进行了总结。关键词:物联网，自动售货机，移动支付，移动互联网2第一章自动售货机自动售货机的发明者，一般相信是生于一世纪的亚历山大港的希罗，他制造的机器接受了硬币后会给顾客一定数量的圣水。到了21世纪，出现了更多功能的自动售货机，经常可以看见的就是饮料自动售货机，还有一些香烟自动售货机，书本自动售货机等，大到有沈阳的smart自动售货机。虽然出现了各种各样的自动售货机，但是绝大部分的支付方式还是很传统的接受纸币或者硬币，但是随着移动支付的发展起来，移动支付与自动售货机的结合刻不容缓。【2】1.1自动售货机的理论背景与实际意义自动售货机是一种全新的商业零售形式，20世纪70年代自日本和欧美发展起来。它又被称为24小时营业的微型超市。在日本，70％的罐装饮料是通过自动售货机售出的；全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料自动售货机。在中国,自动售货机1999年开始进人中国市场．如今，在机场、地铁、商场、公园等客流较大的场所，已不难发现自动售货机的身影。从自动售货机的发展趋势来看，它的出现是由于劳动密集型的产业构造向技术密集型社会转变的产物。大量生产、大量消费以及消费模式和销售环境的变化，要求出现新的流通渠道；而相对的超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，人工费用也不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，无人自动售货机作为一种必须的机器便应运而生了它的售货领域非常广泛，是发达国家商品零售的一种主要方式。近几年，自动售货机逐渐被越来越多的消费者所接受。但由于售货机分布零散、范围广阔的特点，自动售货机在为消费者带来方便的同时，也为经营者在监控、管理、维护等方面带来很大的不便。目前售货机运行的各种情况都需要由人工判断，包括缺货、缺零钱、币箱已满、售货机机械故障等，经营者普遍采用人工定时巡回视察的管理办法，既费时费力，又无法及时准确获取自动售货机状态报告，给经营者增加了管理成本和难度，也有可能给消费者的正常消费造成不便。本系统的设计和实现可以使自动售货机的经营者可以根据网络统计的销售状况进行商品销售状况分析，预测商品的销售走势，确定合理的采购和配送策略，以期获得最高的投资回报率。同时售货机的一些故障信息和警报信息可以实时的传送到相应运营人员，从而可以在第一时间内发现并解决问题。1.2自动售货机设计的主要内容3（1）此自动售货机可以投入五角、一元的硬币；（2）如果顾客投入硬币在限定的时间内（2分钟）不按任何按键，自动售货机将退还所投硬币；（3）当投入硬币的总值等于或才超过物品价值时，对应的物品指示灯亮绿灯；（4）当物品对应的指示灯亮绿灯时，按下按下相应的按键，相应的物品排出，同时指示灯绿灯闪烁；（5）如果顾客投入硬币总值超过所选物品的价值时，自动售货机会自动将余款退还顾客；（6）当顾客成功购买完一件物品后20秒无操作，自动售货机会自动将余款退还顾客；（7）如果顾客投入硬币后又不想买物品，按下退款按键，自动售货机会自动将余款退还顾客；（8）找零时顾客可选择退一元的还是五角的；（9）当物品不足时，对应的物品指示灯亮红灯，顾客按下相应的按键无反应（不出物品，不减余额），并向总部发送所缺物品。1.3自动售货机设计的基本思路本次设计的题目是自动售货机，主要是应用西门子S7-200型PLC的梯形图来设计控制程序，并简单介绍相关的知识，如：PLC的定义、PLC的编程语言、PLC的硬件组成等。根据设计内容和控制要求画出顺序功能图和梯形图，再根据PLC的相关知识设计出它的外部接线图，结合梯形图和外部接线图分析说明该设计的控制原理过程。本次设计的重要部分是第三章的设计部分，即自动售货机梯形图的设计。首先就得根据设计内容和控制要求准确画出它的顺序功能图，再根据所画出的顺序功能图准确设计出它的梯形图，这样才能真正理解本次智能抢答器的控制原理。【3】第二章移动支付移动支付也称为手机支付，就是允许用户使用其移动终端（通常是手机）对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式。单位或个人通过移动设备、互联网或者近距离传感直接或间接向银行金融机构发送支付指令产生货币支付与资金转移行为，从而实现移动支付功能。移动支付将终端设备、互联网、应用提供商以及金融机构相融合，为用户提供货币支付、缴费等金融业务。4移动支付主要分为近场支付和远程支付两种，所谓近场支付，就是用手机刷卡的方式坐车、买东西等，很便利。远程支付是指：通过发送支付指令（如网银、电话银行、手机支付等）或借助支付工具（如通过邮寄、汇款）进行的支付方式，如掌中付推出的掌中电商，掌中充值，掌中视频等属于远程支付。目前支付标准不统一给相关的推广工作造成了很多困惑。移动支付标准的制定工作已经持续了三年多，主要是银联和中国移动两大阵营在比赛。数据研究公司IDC的报告显示，2017年全球移动支付的金额将突破1万亿美元。强大的数据意味着，今后几年全球移动支付业务将呈现持续走强趋势。2.1移动支付的两种模式客户若要使用移动支付业务，前提是须将手机号码与银行卡进行捆绑，此后在交易过程中所支付的金额会直接从银行卡上扣减。在此前提下，移动支付可以分为两种模式。第一种是非面对面的支付模式，主要迎合了客户不希望亲临现场就可进行交易的需求。客户可使用短信、语音、WAP、K-Java、USSD等操作方式，完成日常生活中的水电煤气、物业管理、交通罚款等公共事业缴费，或者用于彩票购买、手机订票、手机投保等交易。这种支付模式不受时间、地点约束，无需排队，为客户提供了极大的便利。在国外如爱立信公司的Mobilee-Pay解决方案，在国内如北京联动优势科技有限公司的“手机钱包”业务，都支持这种支付模式。在当前2G/2.5G的通信环境下，手机还只能浏览一些简单的网页，要进行网上购物还不太现实。因此,可以考虑将非面对面的移动支付与基于PC的网上支付结合起来，构建成统一的电子支付系统。例如与支付宝结合，现在支付宝是用客户的E-mail登录，如果服务提供商之间加强协作，使客户用手机号码也能登录，这样就可以将移动支付与网上支付合并为一个ID，既方便于管理银行账户，又扩展了非面对面移动支付的应用范围。与支付宝一样，手机号码已采用实名登记，因此较好得保证了客户的信用度。移动支付的另一种模式是面对面的支付模式。如今，人们虽然能够足不出户地在网上购物，但网上购物永远也满足不了人们在商场里亲身购物时所体验到的人文享受。亲身购物的过程就是一种休闲方式，那么在此过程中如何使交易最为简便呢？面对面的移动支付可以满足人们的需求，这有点类似于人们在商场内的刷卡消费。曾经出现过用发送短信的方式来完成这种支付，但是短信在发送、回复的过程中信道易受干扰，期间的延时难以预计，而且零售交易金额少但次数多，频繁地发送短信容易使消费者产生厌烦情绪。因此，今后的趋势是在客户的手机与商家的终端之间采用近距离无线通信方式，客户只需将手机靠近终端，再输入密码就可以完成支付。较早的移动设备普遍采用红外线技术进行近距离通信。其缺点有二，首先是发射端和5接收端必须处在笔直的视线内且要精确对准，另外，红外通信缺乏有效的安全协议。作为建立个人局域网（PAN）的一种技术，蓝牙目前广泛应用于手持设备的无线连接，然而在人员密集的地方它的连接速度存在问题。射频识别（RFID）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性，实现对目标物体的自动识别。RFID被业界公认为是一项极具发展前途的应用技术，今后，面对面的移动支付将主要基于该技术。客户只需将内置RFID芯片的手机或PDA靠近商家的阅读器，阅读器识别用户ID和存储在芯片内的金额，并传送交易信息及电子签名至支付平台实现扣款，系统内部接口遵循移动运营商专门制定的标准协议《小额支付交易协议MPTP1.1》和《小额支付通信协议MPCP1.0》。当前，在亚洲有日本、韩国、新加坡，在欧洲有英国、法国、德国，已经应用RFID技术开展移动支付业务。日本第一大通信运营商NTTDoCoMo的FeliCa手机就是一个成功的典型，从2005年推出至今已经吸引了4000万用户，可见其发展潜力之大。随着RFID技术的成熟，基于该技术的面对面的移动支付系统在中国的实施也只是时间上的问题。移动支付系统框架图移动支付系统框架如图所示，虚线框(A)为非面对面的支付模式，虚线框（B）为面对面的支付模式，两种模式有各自的适用场合，今后的手机将同时具备这两方面的功能。2.2移动支付技术支持移动支付技术实现方案主要有五种：双界面JAVAcard，SIMPass，RFID-SIM，NFC和智能SD卡。【4】1、双界面CPU卡（基于13.56MHz）1)简介双界面CPU卡是一种同时支持接触式与非接触式两种通讯方式的CPU卡，接触接口和非接触接口共用一个CPU进行控制，接触模式和非接触模式自动选择。2)构成：卡片包括一个微处理器芯片和一个与微处理器相连的天线线圈。3)优点：具有信息量大、防伪安全性高、可脱机作业，可多功能开发，数据传输稳定，存储容量大，数据传输稳定等优点。2、SIMPass技术（基于13.56MHz）SIMPass是一种多功能的SIM卡，支持SIM卡功能和移动支付的功能。SIMPass运行于手机内，为解决非接触界面工作所需的天线布置问题给予了两种解决方案：定制手机方案和低成本天线组方案。SIMass是一张双界面的多功能应用智能卡，具有非接触和接触两个界面。接触界面上6可以实现SIM应用，完成手机卡的通信功能；非接触界面可以同时支持各种非接触应用。3、RFID-SIM（基于2.4GHz）RFID-SIM是双界面智能卡技术向手机领域渗透的产品。RFID-SIM既有SIM卡的功能，也可实现近距离无线通信。4、NFC技术（基于13.56MHz）NFC是一种非接触式识别和互联技术。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当做RFID无源标签来支付使用，也可以当做RFID读写器来数据交换和采集。5、智能SD卡在SIM卡的封装形势下，EEPROM容量已经达到极限。通过使用智能SD卡来扩大SIM卡的容量，可以满足业务拓展的需要。第三章移动支付应用自动售货机与推广3.1移动支付应用自动售货机案例这两年关于移动支付应用于自动售货机上面的案例不少见，就国内支付宝而言。9月4日，支付宝宣布与国内11家自动售货机运营商达成合作协议，上述运营商将全面采用支付宝“当面付”产品实现交易