基于物联网的智能缴费系统设计和实现

姚铮

摘 要：燃气是能源供应的重要部分，基于物联网实现智能缴费已经得到广泛的重视。水电气缴费是人们的生活中的必要，基于物联网技术的能源管理系统，可以为用户提供方便、快捷的付费需求。在智能缴费系统中，智能表计和手机终端应用NFC技术，用户可以通过移动支付技术与能源公司、银行实现信息交互，从而达到支付目的。

关键词：物联网 智能缴费 系统设计 智能表计 NFC技术

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0016-01

我国燃气用量日益增多，燃气在能源生产和消费结构的比重也将大幅度增长，预计2015年天然气消费量可达到2600亿m3，而随之扩大的就是城市燃气管网规模。因此，要进一步提高燃气管网资产利用效率和效益，为用户提供安全、可靠的燃气供应。从我国能源管理领域出发，该文设计并实现了一个基于物联网技术的新型能源管理系统。此系统利用NFC技术，使用户通过手机来完成与智能表计、能源运营公司的信息交互，再通过移动支付，实现抄缴过程一体化，避免了传统的水、电、气缴费过程中繁琐的步骤。

1 系统功能

1.1 系统的整体功能要求

首先用户必须使用有NFC功能的手机，利用网络与移动支付平台实现信息交互，并且利用移动支付途径来购买燃气，之后存到NFC接口的表计内。NFC接口所接收到的表计用量信息以及用户状态信息直接回馈到相关运营部门。

1.2 NFC手机接口的调用

手机系统为Android平台，NFC手机可以提供两个API，一个是与本地NFC适配器进行交互的顶层类，位于android nfc package中，其能够以NDEF数据格式来表示出被检测到的tags；一个是查询tag属性，操作I/O的类，其位于android nfc.tech.package中，其能够表示出tag对NFC的不同技术标准。手机接口调用两个API，能够满足手机与NFC适配器数据交互的目的，以便能够实现对NFC的识别。

1.3 NFC表计管理

燃气公司用户NFC表计的管理可分为两部分。一个是用户的自主管理，也就是用户对自身所用燃气量、缴费记录等的查询服务；另一个燃气公司为用户安装NFC标签的燃气表，实现远程管理操作。

1.4 远程支付

用户所使用的NFC手机可以通过函数库，完成与燃气公司、银行的安全通信。用户利用手机连接网络，完成从银行到燃气公司转账，从而实现移动支付。

2 系统设计

2.1 移动支付终端系统

将NFC手机接触或贴近NFC表计时，NFC通信模块将找到NFC适配器磁场，接收手机所传出的信号，通过对电流的感应来获取手机所发出的数据信息，同时传达已经加密存储在NFC通信模块安全芯片中的相关信息。移动云集终端系统结构有三个子系统，分别为燃气公司服务子系统、NFC手机终端子系统、NFC表计子系统，如图1所示。

2.2 燃气公司服务子系统

燃气公司服务子系统有两个部分，一个是表计管理模块，另一个是远程支付模块。表计就是用户所安装的燃气表，管理模块由表计安装、用户自主管理、远程支付以及数据传输四个部分构成。在这个系统中，要应用到NetPayClient函数库，其作用是实现应用编程接口，其与燃气公司等运营商与用户实现网上系统的集成，远程支付模块利用NetPayClient进行调用，设计和实现移动终端的远程支付功能。

2.3 NFC手机终端子系统

将Android系统中的两个API实施调用，手机接口调用模块负责完成移动支付软件和NFC适配器的信息交互工作。为了能够避免电子标签的伪造，必须保证仅有授权实体才对相关标签进行信息读取和操作，可以设置安全的身份认证。

3 系统测试

测试结果是从申请到支付功能的整体过程实现。

（1）用户进行燃气公司服务子系统，进行注册、申请。燃气公司从系统中对用户进行识别和受理，为用户提供服务。

（2）用户将NFC手机触及或贴近NFC燃气表，燃气信息将显示在手机上，之后传送到燃气公司分析后给予回应，实现实时查询。

（3）用户利用手机通过网络进入缴费页面，燃气公司的服务系统将显示出用户的个人账户，用户就可以通过网银进行燃气移动支付。

4 结语

燃气缴费与人们的生活息息相关，以往的燃气缴费过程繁琐，而基于物联网的智能缴费能够解决人们方便、快捷的缴费需求。该文将NFC技术与移动终端进行联合，实现了远程支付的全新模式。

参考文献

[1] 容信启.民生燃气缴费系统的开发及TSA+的应用[J].电信技术，2012（S1）：183-187.

[2] 孙浩.智能燃气网的研究进展与展望[J].城市公用事业，2013（3）：40-42，56.endprint