基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统，属于通信技术领域。利用卫星模块的组网服务，使用卫星模块将当前位置周边的可提供服务的设备(如售货机、共享洗衣机、共享打印机等)显示在移动端；手机移动端通过微信小程序调用摄像机扫描所需产品的动态广告页面(LED背景光面板)，获取当前使用的产品的匹配信息即ID信息，进行订单确认；支付可以选择在线订单支付，也可以选择使用离线支付，使用手机闪光灯或NFC进行支付产品。本系统提供了一种便利、低成本、易于普及的移动支付信息的交互解决方案。信息的交互解决方案。信息的交互解决方案。

【技术实现步骤摘要】
基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统


[0001]本专利技术属于通信
，涉及基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统。

技术介绍

[0002]移动支付也称手机支付，是在传统射频识别技术和互联网技术基础上发展起来的无线通信服务。用户可以通过移动终端作为电子支付工具实现消费支付的服务方式。传统非接触式移动支付是RFID
‑
SIM方案。该方案包括射频模块、天线、传统SIM卡功能等。
[0003]随着移动互联网和物联网技术的快速发展，移动终端和物联网设备的数量爆炸式增长，现有的频谱资源、成本、切换方式和能耗等给现有无线通信技术应用带来瓶颈。此外，使用RFID刷卡手机的服务存在一些安全问题，尤其是高密度的应用场景中，频带资源的不足，使得大部分用户的通信质量难以获得满足，信息受到严重的多径效应影响，给信息传递的可靠性和稳定性都带来了严重考验。例如“中间人攻击”，从而盗取个人支付信息，使个人利益受到损害。
[0004]为了应对频谱资源的匮乏和电磁波信号易被窃听的特点，光无线通信提供了一种新型的无电磁污染、安全性高和无需频谱申请的通信方案。可见光无线通信技术是将发光二极管(LED)作为通信系统信源，将传输信号调制到LED上，通过其明灭来传递信息，与此同时进行正常照明，真正做到照明与通信深度耦合的可见光无线通信。LED发光色彩丰富，可控制其工作电压，调节发光程度，调制信号使LED的发光强度发生变化，将信息发送。接收机可将人眼察觉不到的闪烁的光信号转换为电信号，随后经过滤波器、放大器等处理进行解调解码操作，最后加以显示。目前关于可见光无线通信的研究大多集中于固定位置的可见光无线通信，不便于携带。使用移动终端进行可见光无线通信研究欠缺，难以实际应用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]……
[0008]本专利技术的有益效果在于：
[0009]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0010]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0011]图1为本专利技术原理图；
[0012]图2为基于卫星模块的远程通信示意图；
[0013]图3为基于可见光无线通信的支付交易系统(在线)流程图；
[0014]图4为基于可见光无线通信的支付交易系统(离线)流程图；
[0015]图5为两个移动端之间的交互系统流程图。
具体实施方式
[0016]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0017]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0018]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0019]请参阅图1～图5，本专利技术为了兼顾交易安全性和设备便携性的需求，将移动手机端分为摄像机接收端和闪光灯发送端两个部分。
[0020]本专利技术提出的基于光无线通信的设备支付信息交互系统的主要内容如下：
[0021](一)基于卫星模块的远程通信系统
[0022]由于实际场景的产品位置无规律，需要对消费者的周边存在的产品进行搜索、所有信息需要通过服务器提供应用服务。本设计使用卫星模块可以实现对附近产品的位置精准查询，从而更加方便地选择当前使用的产品，保证交易对象的准确性。
[0023]商家通过地图标注，将所有产品的线下地址信息标注到导航地图中，这样用户在移动终端的地图上就可以看到商家的信息。通过地图标注，方便用户导航至所需产品。
[0024]在本专利技术中，用户在微信小程序中通过卫星模块实现自身定位，并且在电子地图中显示周围设备。用户在地图中查看设备详情，进行下单操作。卫星模块不仅作为导航模块，而且作为一种链接移动端和后台服务端的通讯方式。
[0025]本专利技术提供的一种基于卫星模块的远程通信的方法，包括：商家设备通过设置在固定设备内的图像传感器检测设备内物品种类，并且判断是否缺货。将设备内的物品信息通过卫星模块发送至服务器，服务器通过地面基站网络或者卫星网络将处理结果返回传输给设备及移动端。设备端接收允许信号后，相应电机动作，等待取物。移动端接收扣款结果。
管理终端通过接收信息判断是否需要进行补货以及该区域内何种物品畅销。
[0026](二)基于光无线通信的支付交易系统
[0027]本系统在结构上和传统的可见光通信(VLC)系统基本相同，主要分为两部分：发送端和接收端。考虑到实际应用场景中蜂窝网络信号的优劣以及不同场景，设计了三种不同的交易情况，发送端和接收端也不同。
[0028]针对在线交易，发送端是产品(例如：售货柜等)的广告显示页面，广告页面在正常显示广告的基础上，将ID信息通过LED驱动电路，使LED快速闪烁将ID信息动态表示。接收端是移动端的CMOS摄像头，使用CMOS摄像头的卷帘快门效应，将闪烁的ID信息以照片的信息可视化，通过软件解码将信息恢复显示。该方案避免占用频谱的情况下，实现高速信息通信，并有效解决了商家使用静态收款码时，静态码被替换、造成损失的情况。
[0029]鉴于本专利技术中，采用摄像头作为接收机，与传统PD接收机的接收信号与信道增益不同。
[0030]传统LED直流信道增益H
led,r
为：
[0031][0032][0033]其中，m为朗伯指数，A为PD接收机表面积，d为发射机到接收机的距离，φ为发射角，为接收角，中为最大接收视场角，n为折光率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统，其特征在于：包括发送子系统和接收子系统；所述发送子系统包括：(2.1)输入信息模块；用户输入移动终端的交易请求信息或商户输入产品ID信息，通过软件程序将多种数据信息进行整合，经过采样、量化和预编码的编译成数字信号；(2.2)信息调制模块；以微型控制器为核心输出二进制波形，与设计振荡电路输出的载波信号共同输入调制芯片，将数字信号转换为相应的调制信号；(2.3)LED驱动模块；将调制编码完成的信号经过运算放大器模块进行放大，然后经过多阶带通滤波器进行滤除噪声，最后经过偏置模块，使高低变化的信号叠加在一个直流电压上，由此电压驱动LED进行工作；(2.4)LED传输模块；LED发光板或者闪光灯作为信息输出源，将信息通过可见光无线信道进行传输。2.根据权利要求1所述的基于可见光无线通信的设备支付信息交互系统，其特征在于：所述接收子系统具体包括如下步骤包括：(3.1)获取信号模块；按照环境的不同，包括两种接收方式；一种是高速光电二极管，一种是移动端摄像头；高速光电二极管通过对光信号转变为电信号，进行信息采集；移动端摄像头通过卷帘效应，将非人眼观察到的闪烁光信号生成为红绿蓝图像或者视频，实现信号可视化；(3.2)信号处理模块；使用光电二极管作为接收器，明灭变换的光信号变为高低变换的电流信号；在信道中传输后，信号可能受到背景光噪声以及接收机电路产生的散粒噪声和热噪声，采用多阶带通滤波器进行去噪，以及采用运放电路对信号进行放大，并使用模数模块将模拟信号转变为中央处理器读取的数字信号；使用摄像头作为接收器，闪烁的光信号转变为图像或视频，则对该图像或视频进行处理，首先进行帧提取，接着进行RGB图像灰度转换、直方图均衡化、选取非曝光区的灰度列、去噪、平滑灰度值、设定阈值、二值化等，进行信息预处理；(3.3)信息判决模块；采用光电二极管，需要使用判决电路，对电压信号进行信号判决，借此将不规则信号恢复成方波信号，判断数据；采用摄像头，需要进行软件程序判决信息，对预处理以后的图像信息进行像素信息判决，判断原始数据流；(3.4)信息解码模块；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，韩照中，刘焕淋，胡陈毅，吴志倩，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：