基于交通一卡通的微POS机系统设计思路

　　随着我国交通一卡通互联互通应用的不断发展， 以及跨区域、跨领域应用服务的不断拓展， 交通一卡通不仅可以全面应用于全省公交、地铁、出租车、城际轨道交通、道路客运及轮渡等公共交通工具， 还将扩展到便利店、菜市场、超市、咪表及停车场等公共服务领域， 并最终实现全国范围内交通智能卡系统的并网互认， 将为广大市民提供便利的公众出行、小额支付和公共管理服务.

　　但是， 随着各省市交通一卡通系统发卡量的不断上升， 应用范围及应用领域的日益扩大， 现有城市一卡通服务体系已经不能很好地满足和支撑庞大用户群和繁重的服务应用需求， 逐渐暴露了线下服务网点不足、客户充值不便、终端设备价格高等问题， 不仅增加了一卡通服务网点的运营压力和经营成本， 导致商户积极性不高， 也不利于合作商户的创新业务发展， 降低了用户的使用体验， 最终不利于城市一卡通业务的壮大和服务水平的提高.

　　因此， 本研究通过构建基于移动智能手机的微POS机应用平台， 以在线化软件应用为服务载体， 实现移动式的网上充消服务， 放弃传统线下网点接入模式；利用微POS机平台丰富的线上功能提升传统合作商户和连锁店的服务能力， 营造多样化的一卡通消费场景， 为市民大众提供快速、便捷的充值与消费服务， 避免了现有线下服务能力不足的缺陷， 进一步推动交通一卡通应用服务与移动互联网技术的产业合作， 促进一卡通移动电子商务平台的发展， 带动公共交通行业、小额消费行业内相关领域的经济社会效益.

　　1、微POS机系统背景分析

　　移动式微POS机系统， 主要面向商户需求开发， 提供基于智能终端的一卡通充消服务， 减少了线下网点POS机设备的购置成本， 降低一卡通应用场景的准入门槛， 实现只要通过一台智能手机即可满足持卡用户的一卡通充值与消费支付服务。同时， 通过微POS机应用平台可以推动交通一卡通的电子商务平台的发展， 实现以一卡通为载体的在线支付渠道。

　　1.1 调研分析

　　1.1.1 通卡行业的分析

　　鉴于当前全国交通一卡通互联互通应用的不断发展， 各区域及各省市间都逐步构建起跨区域互通的交通一卡通应用体系。据调查报告可得， 现已实现全国交通一卡通总发卡量7.5亿张， 覆盖全国7亿以上人口。在我国发达的一线城市， 例如北京、上海、广州等地区， 交通一卡通的累计发行量达6000至9000万张。交通一卡通行业服务具有用户群基数大、日均消费交易量大和覆盖范围广等特点。同时， 交通一卡通跨区域、跨领域应用的发展要求支持终端设备的不断普及。只有应用环境的完善， 才能促进一卡通小额消费支付应用的拓展， 从而促进用户使用习惯的培养。因此， 终端设备的普及情况关乎一卡通的应用拓展， 需要大力推动一卡通终端设备的铺设， 创建应用场景， 扩大交通一卡通的应用范围。

　　1.1.2 终端设备行业的分析

　　现有的交通一卡通终端设备多种多样， 已实现全面覆盖城市公共交通领域， 并为超市、便利店、菜市场等应用场景提供小额消费的支付途径。本文对市面上常用的一卡通车载机、读卡终端进行广泛调研， 目前市场上主要分布有雄帝、新开普、龙杰等厂商的车载机设备， 价格聚在1000至10000元间， 对于线下经营网点来说也是一种不小的成本投入。

　　从市场调研得知， 终端设备的价格都比较昂贵， 这将增加小商户的经营成本， 提高小额消费支付的应用门槛， 不利于交通一卡通小额消费的业务拓展。从商户经营者的角度分析， 对开发一种成本更低的一卡通服务终端存在硬性需求， 这也是本文所要重点研究的内容。

　　1.2 应用场景分析

　　鉴于当前交通一卡通固定服务网点分布不均匀， 服务功能覆盖范围还不够广泛等发展现状， 现有的服务体系已经不能很好地满足人们日常生产生活的应用需求。同时， 随着人们对于小额消费支付应用需求的日益迫切， 研发基于交通一卡通的微POS机应用平台具有其重要意义。

　　微POS机应用平台以手机为一卡通服务终端的应用载体， 扩大其合作商户的范围， 不仅满足各便利店和连锁商家的终端应用， 还为菜市场、街边摊位、快递、早餐店和小吃店等个体商家提供更便捷的小额消费支付应用， 有效地避免无零钱交易的等现象的出现， 提高了消费支付的效率[5,6].

　　同时， 微POS机应用平台可实现与移动电商平台的业务对接， 可以为用户提供在线刷卡支付应用， 以支付网上购物的消费费用， 从而丰富了移动电商平台的支付渠道。

图1-1微POS机应用场景

　　2、微POS机系统设计思路

　　2.1 系统设计思路

图2-1微POS机系统架构设计

　　微POS机应用平台的系统模块设计主要包括手机APP、APPMall、会员系统、支付平台、空充平台、消费平台、电子钱包、网充平台和移动电商平台等九大模块， 外部还可实现与第三代联机充值系统、合作商城等进行业务对接， 从而满足对交通一卡通移动式的充值与消费应用。微POS机应用平台的系统架构设计如上图2-1所示。

　　其中， 支付平台、空充平台和消费平台作为微POS机应用平台的重要功能模块， 其主要功能设计如下：

　　（1） 支付平台：主要负责为第三方支付机构提供资金流通渠道， 并进行相应的资金管理， 支持支付宝、微信、银联等主流第三方账户资金接入；

　　（2） 空充平台：主要实现以NFC手机或网充终端为前置交互设备的空中充值服务， 利用该技术支持用户通过手机对一卡通进行移动式的读写功能， 以完成交易过程；

　　（3） 消费平台：主要为微POS机应用平台提供基于NFC/OTG的交通卡消费应用功能， 以满足用户在商城和便利店消费、约租车支付等多种小额消费场景的使用需求。

图2-2系统功能框架

　　2.2 系统关键技术设计

　　本系统在研发和设计过程中， 涉及以下关键技术。

　　（1） 系统身份校验技术：本系统商户注册时提交了身份证、银行等个人信息， 提交成功后， 需要后台人工审核和数据监控， 防止个人信息的泄露和恶意的信息篡改， 保证信息的真实性和完整性， 同样防止了非法商户使用他人信息， 冒用他人的交易。

　　本系统通过以下接口中完成接入身份校验技术：

　　Mallczmid Action!Create Auto Load Order.action
　　Mallczmid Action!check App Reg.action
　　Mallczmid Action!APPLogin.action

　　其中， 身份信息JSON参数描述如下：

　　data.packagename:调用充值SDK的app包名
　　data.appmd5:调用充值SDK的app的md5签名
　　data.sign:身份验证码

　　（2） APP接口服务管理系统 （APPMall） 主要功能：手机APP所有的交易均通过APPMALL来进行传达， 后台服务系统的数据均由APPMALL来上传下载， 并随机生成相应的签名sign字符， 保证信息不被破坏， 防止了恶意程序利用网络资源的方式对后台各个服务系统的破坏。

　　（3） 商户用户注册的登陆密码、支付密码等重要信息， 采用两次MD5加密技术， 生成乱码存储， 防止密码泄露。用户充值、消费的金额采用十六进制的形式进行传送， 避免恶意程序中途拦截进行修改， 保证金额的安全。

　　（4） 本系统为用户部署第三方在线支付平台， 商户需要登录一卡通在线账户进行充值账户， 采用加密的支付方式， 输入用户银行卡信息， 避免敏感数据被黑客监控。

　　（5） 本系统需要传输、存储、修改大量数据信息， 这些重要数据信息是企业重要的业务支撑， 因此选择当前主流的Oracle关系型数据库进行存储与管理。

　　（6） 本系统采用Eclipse 64位开发工具， 对于Eclipse体系结构的核心是动态发现插件， 每一个插件都是先有扩展点的基础上开发的， 可利用插件扩展点的添加实现任务平台新增功能， 这个扩展点在Eclipse中添加新功能。本系统通过Eclipse的插件针对业务需求实现功能添加和删除， 系统配置十分灵活， 扩展性强。

　　（7） 由于是使用Eclipse工具进行开发， 插件的运行方式是动态的， 真正使用到这个插件的时候， 这个插件才会被调入内存， 当插件不再被使用时， 会在相应的时候被清理出内存， 因此不用担心插件安装增加Eclipse运行时占用内存， 从做到了系统高效地运行。

　　（8） 本系统每次交互都必须token的认证：APP与APPMall的交互参数分为消息头参数和消息体参数 （透传接口除外， 例如透传空充接口、透传消费写卡接口、透传socket接口等） , 都是JSON格式， 消息头参数通过http消息头中的header参数传递， 消息体参数通过http消息体中的body参数传递。身份认证信息在消息头中传递， 接口业务数据在消息体中传递。

　　2.3 应用模式设计

　　2.3.1 NFC手机应用模式

　　NFC, 又称近距离无线通信， 是一种短距离的高频无线通信技术， 允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输 （在十厘米内） 交换数据。其由免接触式射频识别 （RFID） 演变而来， 并向下兼容RFID, 主要用于手机等手持设备中提供M2M的通信。由于近场通讯具有天然的安全性， 因此， NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。

　　NFC应用模式主要针对于NFC手机， 通过NFC近距离通信功能对交通一卡通进行读卡和写卡操作[8].

图2-3 NFC应用模式的产品示意图

图2-4 NFC手机交易流程设计

　　2.3.2 OTG应用模式

　　OTG技术主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接， 并实现数据交换。OTG应用能应用于如数码照相机、摄像机、打印机等设备间多种不同制式连接器， 实现多达7种制式的存储卡间数据交换方式。

　　本OTG应用模式主要用于解决不具备NFC功能的智能手机实现与一卡通数据交互的功能， 通过OTG转换数据线与网充终端进行数据连接， 从而实现对交通一卡通的读写卡。

图2-5 OTG应用模式产品示意图

图2-6 OTG交易流程设计

　　3、应用案例

　　微POS机应用平台主要建立在城市交通一卡通应用体系的基础上， 实现覆盖交通一卡通应用场景， 推动交通一卡通小额消费支付应用的发展。

　　微POS机应用只需要一台智能手机作为应用载体即可实现对一卡通的读卡与写卡， 从而大大降低了商户的经营成本， 且提高了终端设备的移动性， 可实现移动式的一卡通充值与消费应用功能。

　　微POS机应用平台已在广东省试点应用， 并与地市某连锁便利店进行了一卡通业务合作， 为该连锁便利店提供了低成本、更便捷的移动式的充消一体化应用终端， 目前已覆盖当地便利店59间， 月交易量大3300人次， 并呈现逐步上升趋势， 表明市场对本产品的推广表现出来极大的热情。

图2-7微POS机商户应用界面

　　4、结论

　　基于交通一卡通的微POS机应用平台利用智能手机实现交通一卡通的终端应用服务， 实现手机终端与POS机终端并行使用的情况， 降低了一卡通终端设备的购置成本， 且进一步优化与完善网上充付平台的应用环境， 大大推动了一卡通充值与消费支付应用场景的发展， 从而有利于市民可以使用APP对交通卡进行移动式的充值与消费支付， 促进交通一卡通向跨区域、多领域方向快速发展。

　　但是， 该系统平台应用在设备普及业务推广方面还有待提高， 需要进一步研究其应用模式。同时， 该平台与移动电商平台的业务合作还不紧密， 还没构建形成一个完善的移动商务平台， 需要逐步搭建起基于交通一卡通在线消费支付的移动电商平台， 这都是该研究所需要深入研究的问题。