非联网数据处理装置、非联网数据交互系统的制作方法

本实用新型涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种能实现非联网支付的非联网数据处理装置及非联网数据交互系统。

背景技术：

目前，市面上支持非联网操作的作为数据处理装置的电子货币卡，例如小额消费的智能卡几乎均为基于中国人民银行金融IC卡规范(行业标准《中国金融集成电路(IC)卡规范》，业内简称PBOC规范)的电子钱包或电子现金卡。其结构例如图4所示，包括电子钱包、充值消费交易明细记录模块以及相关接口。它们都属于预付费卡，即用户必须首先在服务网点或指定终端上通过现金充值或后台账户圈存的方式增加卡内余额之后才能使用。这种应用模式存在着以下的不足：预付卡充值或圈存往往需要持卡人前往服务网点、长时间排队等候，耗时且麻烦；预付费卡上的资金沉淀在发卡方银行账户，用户无法享受其带来的收益；发卡方需要投入大量人力物力财力建设充值网点、购买充值机具；以及当充值过程发生异常时，容易引起纠纷和投诉。

与此同时，随着我国征信体系的建设和完善，信用支付已被越来越多的国人接受和使用。当前国内信用支付的现状是：信用交易为全联网交易，客户的授信额度、可用额度等信息存储于银行后台，POS机等必须通过网络对接银行，进行客户身份信息、信用信息等数据的实时交互；并且，信用消费的交易流程比较复杂，交易后需要用户签字确认，有些还要输入密码，过程比较繁琐。这些现状决定了信用支付更适合对支付时长要求不高的、大额的支付场景，例如购物等，而对于公交、地铁等需要快速通行的小额支付场景则难以适用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种非联网数据处理装置及非联网数据交互系统，能实现快速非联网支付。

根据本发明的第一方面，提供一种非联网数据处理装置，包括：交互接口，用于以非接触式的方式实现与外部读取装置的数据交互；电子钱包，基于所述外部读取装置发来的消费命令，通过所述交互接口进行电子支付处理；自充值模块，根据预设的条件，在预先设定于本非联网数据处理装置中的可预支额度范围内对所述电子钱包进行充值；以及明细记录模块，用于记录所述电子钱包的电子支付履历明细、所述自充值模块的充值履历明细。

根据本发明的第二方面，提供一种非联网数据交互系统，包括：如上所述的非联网数据处理装置；以及外部读取装置，向所述非联网数据处理装置发送含有消费金额的信息的消费命令。

根据本实用新型的方案，可预支额度是预先记录在卡上，并能够在每次自动充值后非联网地更新可预支额度余额的，故在消费时POS机直接对卡进行读取和操作即可，无需联网银行后台等。

本实用新型打破了当前信用交易为全联网交易的思维定式，将支付与充值/圈存解绑，突出了IC卡作为支付手段的功能定位，用户不必预存资金到卡上，从而能够保证用户的资金不必长期被卡占用而影响其收益等。用户也无需经常关注电子钱包的钱是否够用，只要卡上的可预支额度余额没用完就能一直刷卡消费，避免了因余额不足带来的烦恼，用户体验方便友好。

根据本实用新型的方案，能够实现卡的非联网下的自充值。可预支额度可以预先设定为一个相对于单笔交易金额足够大的数额(例如在公交卡这样的单笔消费一般不超过10元的小额消费场景下，可预支额度例如可以是1000元以上等)，在消费过程中当满足预设条件(例如本实施例的自充值条件、自充值许可条件等)时，卡会自动从中划转一个用于满足本次消费的较小数额到电子钱包中，使电子钱包余额即时向上跳变，实现卡自我充值的效果。在此，优选不给卡设置充值命令接口，以防止出现因用户现金充值而造成的卡上余额的混乱。

根据本实用新型的方案，其可以不改变现有卡端的电子钱包的安全模式和算法，具有与现有支付方式一样的安全等级。且消费的交易流程及命令接口与现有预付卡相同，均可以遵循PBOC电子钱包交易规范，所以对于符合规范的POS机无需改造即可受理这类卡，可迅速实现卡片的应用和推广。并且进一步地，自充值和风险控制处理逻辑简单，所消耗的时间很少，效率高。

根据本实用新型的方案，能实现非联网风险控制。即，本专利将与自充值、消费控制有关的参数保存到卡上，由卡片自身进行风险控制。例如，可预支额度减少为零或已过有效期时，禁止消费；电子钱包余额下限控制自充值触发条件；单笔自充值金额和单日可自充值次数用来限制单日的自充值金额；单日可消费限额和单笔最大消费金额用来限制单日或单笔的最大消费金额。这些技术手段均发生在非联网状态下，能提高本专利卡片的非联网风险控制。

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细的描述，本实用新型的有益效果将进一步明确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1示出了本实用新型一优选实施例的非联网数据处理装置的功能模块框图。

图2为本实用新型一优选实施例的非联网数据交互系统中的非联网数据交互方法的流程示意图。

图3为本实用新型一优选实施例的非联网数据交互系统中的非联网数据交互方法的流程示意图。

图4为现有技术中的预付费卡的功能模块框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所述的非联网数据处理装置可以是IC卡、NFC手机、智能穿戴设备等任何可行的形态，只要具备本实用新型的方案的结构、能实现本实用新型的功能即可。以下描述并不对所述装置的具体形态进行限定。

图1示出了根据本实用新型所述非联网数据处理装置的功能模块框图。如图1所示，所述非联网数据处理装置包括：交互接口1、自充值模块2、明细记录模块3、以及电子钱包4。其中，交互接口1用于实现与外部读取装置，例如读卡器等的数据交互；电子钱包4用于通过交互接口1与外部读取装置进行电子支付处理；自充值模块2根据预设的条件，在预先设定的额度范围内对电子钱包4进行充值；明细记录模块3用于记录本非联网数据处理装置的各种操作记录明细。

下面对各功能模块逐一进行具体说明。

所述交互接口1为用于实现该非联网数据处理装置与所述外部读取装置业务数据等的交互的接口，通过该交互接口1，所述非联网数据处理装置以非接触式的方式、例如拍卡或挥卡的方式实现后述的可预支额度设定、电子支付、明细记录读写等与所述外部读取装置的数据交互。

所述自充值模块2包括：额度设定模块，接受并保持由例如金融机构等的外部专用设备介由交互接口1预先设定的可预支额度；充值控制模块，预设有自充值条件；额度调用模块，在所述额度设定模块所被设定的可预支额度的余额范围内，按照所述充值控制模块中预设的自充值条件为电子钱包4充值。关于此处所说的充值，从技术实现的角度来讲，例如可以使电子钱包4中的表示电子钱币余额的参数增加一定的数值，同时使表示可预支额度的参数减少相应的数值。所述自充值条件，在一个实施例中可以被设定为：电子钱包4的余额低于预定的余额下限，或者来自外部的消费命令所指定的消费金额大于当前的电子钱包4的余额。另外，该自充值条件可以还包括充值许可条件，其在一个实施例中可以被设定为：可预支额度的余额够用(大于或等于单笔自充值金额)且未过期，并且当日可自充值次数未用完。

所述电子钱包4含有表示当前可用的电子钱币的参数，能通过交互接口1与外部读取装置进行涉及该参数的数据交互，实现电子支付功能。该电子钱包可以还包括消费条件控制模块，根据预设的消费许可条件，判断能否响应来自外部的消费命令，执行电子钱包消费命令处理。关于所述消费许可条件，在一个实施例中可以被设定为：来自外部的消费命令所指定的消费金额小于或等于预设的单笔消费金额上限，且该笔消费后的当日消费总额低于预设的单日消费总额上限。

所述明细记录模块3用于记录本非联网数据处理装置的各种操作记录明细，例如可以包括用于记录所述可预支额度设定的履历的额度设定明细、用于记录所述额度调用的履历的额度调用明细、用于记录所述消费的履历的消费明细。此处所述额度设定明细，至少包括所述专用外部设备的身份信息、进行额度设定的日期时间、以及所设的可预支额度。此处所述额度调用明细，至少包括额度调用的日期时间、所调用的具体额度数值。此处所述消费明细，至少包括进行消费的对象设备(POS机等外部读取设备)的识别信息、消费金额、消费日期时间。

在此，为保证数据的完整性，当发生自充值或消费时，若内部各参数数据的调整等执行成功，则本非联网数据处理装置对各种数据进行原子性更新，即要么所有数据都更新成功，要么一个字节都不更新，而不会出现只更新一部分的情况。所述数据包括可预支余额、额度调用参数、可预支额度的余额、电子钱包余额、以及所记录的各明细等。

在一个具体实施例中，本非联网数据处理装置可以为公交乘车卡，可预支额度例如是一个相对于单次消费金额、即乘车费足够大的金额，例如若单次公交乘车费一般在10元以下时，可预支额度可以预先设定为1000元等。所述自充值条件例如为：电子钱包的余额低于10元，或者乘车刷卡时的具体乘车费已大于当前的电子钱包的余额。另外，所述充值许可条件例如可以被设定为：可预支额度的余额够用且未过有效期(例如1个月等)，并且当日可自充值次数(例如10次)未用完。另外，所述消费许可条件例如可以被设定为：来自公交刷卡机的消费命令所指定的消费金额小于或等于预设的单笔消费金额上限(例如20元)，且该笔消费后的当日消费总额低于预设的单日消费总额上限(例如100元)。

在刷卡乘车过程中当满足上述自充值条件时，所述额度调用模块自动为电子钱包4充值，即自动划转一个预先设定的小数额(例如20元)到电子钱包，使电子钱包余额向上跳变，实现乘车卡自充值的效果。另外，本实施例中优选不为乘车卡设置充值命令接口，而是始终使其按照可预支额度进行预支式消费，并按照一定周期(例如1个月)去金融机构或公交公司或者利用网络平台，按照所记录的额度调用明细、消费明细等统一结算，由此防止出现因用户随时的现金充值而造成的卡余额混乱。在此情况下，例如当所述乘车卡的所述可预支额度的余额为0时，此后的消费将被禁止。

根据本实用新型的方案，由于省略了对乘车卡的日常充值操作，从而一方面节省了充值业务的人力物力资源消耗，另一方面调高了工作效率。

在本实用新型的方案中，将与自充值、消费控制有关的参数都保存在非联网数据处理装置(例如乘车卡)上，无需联网即可进行自动充值，并且由其自身进行充值和消费风险控制。例如，当所述可预支额度减少为零或已过有效期时，禁止消费；利用所述电子钱包余额下限控制自充值触发条件；单笔自充值金额和单日可自充值次数用来限制单日的自充值金额；单日可消费限额和单笔最大消费金额用来限制单日或单笔的最大消费金额等。

图2和图3示出了本实用新型一个具体实施例的非联网数据交互方法的流程图，在本例中，所述非联网数据处理装置被具体化为乘车卡的刷卡消费处理的流程。其中，设乘车卡的电子钱包的自充值条件为：电子钱包的余额低于预设的余额下限时进行自充值，或者本次消费金额大于电子钱包余额。充值许可条件为：可预支额度的余额够用(大于或等于单笔自充值金额)且未过有效期，且当日可自充值次数未用完。消费许可条件为：消费金额小于等于预设的单笔消费金额上限，且本次消费后的当日消费总额低于预设的单日消费总额上限。图2示出了其中的卡验证过程的步骤，图3示出了其中的刷卡交易过程的步骤。

首先，如图2所示，在用户持乘车卡靠近POS机进行挥卡或拍卡方式的刷卡交易时，POS机向乘车卡发出读卡命令(S201)，乘车卡介由交互接口1收到该读卡命令后，将包含预设在本卡中的卡识别信息(例如卡号等)和电子钱包4的钱包余额信息的读卡应答信号通过交互接口1返回给POS机(S202)。收到乘车卡返回来的读卡应答信号后，POS机基于卡识别信息验证该乘车卡是否真实有效(S203)，若无效(N)，则报错，表示刷卡失败，无法继续进行交易(S204)；若有效(Y)，则进入图3所示的刷卡交易过程。

在此需要说明的是，图2所示的卡验证过程并非本实用新型的必要技术特征，可以根据实际需要适当设定有无。

图3表示了刷卡交易过程的例示性流程。如图3所示，在每次消费时，在POS机与乘车卡之间先执行交易成功可能性的判断过程。具体来说，首先，POS机向乘车卡发送包含本次消费金额信息的消费初始化命令(S301)。乘车卡介由交互接口1收到该消费初始化命令后，其自充值模块进行是否满足自充值条件的判断(S302)。若判断结果为否(N)，即表示当前电子钱包内的余额充足，则将作为临时参数的“临时钱包余额”设为等于当前电子钱包余额(S304)，然后进入到由电子钱包4进行的电子钱包消费初始化命令处理(S307)，介由交互接口1向POS机返回一个包含“临时钱包余额”参数的消费初始化应答(S308)。

另一方面，若在步骤S302中判断为是(Y)，即表示当前电子钱包的余额低于预先设定的余额下限，或者本次消费金额大于钱包余额，则进一步判断可预支额度的余额是否够用，不够用的话(即N)介由交互接口1向POS机返回错误码(S306)，表示本次消费无法继续进行，POS机侧基于该错误码，例如提示“余额不足”等，并结束本次消费操作。若步骤S303中判断结果为是(Y)，即表示还有可预支额度可用，则进入步骤S305，由额度调用模块将作为临时参数的“临时钱包余额”设为等于当前电子钱包余额与预先设定的单笔自充值金额的合计值，然后由电子钱包4进行电子钱包消费初始化命令处理(S307)，进而通过交互接口1向POS机返回一个包含“临时钱包余额”参数的消费初始化应答(S308)。

在此，所谓“电子钱包消费初始化命令处理”，例如可以是执行调取电子钱包交易序号、取随机数等符合PBOC中国金融集成电路卡规范的处理，在此省略其具体说明。另外，所谓“消费初始化应答”，除所述临时钱包余额参数外，例如可以还包括电子钱包交易序号、随机数等。

接下来，POS机收到该乘车卡返回的消费初始化应答后，判断其中所含的临时钱包余额是否满足本次消费(S309)，若不满足(N)，则进行报错提示(S310)，表示本次消费无法继续进行。若在步骤S309中判断为是(Y)，则将至少包含交易日期时间信息的消费命令发送给乘车卡(S311)，开始执行电子支付处理过程。

乘车卡介由交互接口1收到该消费命令后，由额度调整模块判断临时钱包余额参数是否有增值(S312)，若否(N)，即表示临时钱包余额就等于当前电子钱包余额(步骤S304的路径)，则直接进入电子钱包消费命令处理(S315)，由电子钱包4执行例如符合PBOC中国金融集成电路卡规范的相关处理。

并且，在步骤S316中分别由自充值模块、明细记录模块对以下非易失性存储数据执行原子性更新：

·电子钱包余额＝当前电子钱包余额+单笔自充值金额(此时为0)-本次消费金额；

·可预支额度余额＝当前可预支额度余额-单笔自充值金额(此时为0)；

·记录至少包括自充值金额、自充值日期时间的自充值明细(非必须)；

·记录至少包括本次消费交易金额、本次消费交易日期时间的消费明细；

·记录当日累计消费金额、当日累计自充值次数。

其中，电子钱包余额、可预支额度的余额、以及当日累计消费金额、当日累计自充值次数可以是盖写性更新，自充值明细和消费明细可以是追加式的日志性更新。另外，由于此时不发生自充值，故也可以不记录自充值明细，以免造成记录数据冗余。

接下来，电子钱包4通过交互接口1向POS机返回至少包含用于验证本次消费交易的交易验证信息(例如交易验证码等)、以及表示电子钱包消费命令处理是否成功的信息的消费命令应答(S317)，POS机在收到该应答后判断乘车卡是否命令执行成功(S320)，否的话报错(S321)，是的话执行设备交易处理(S322)，例如记录乘车卡号、消费交易金额、日期时间等，并结束整个交易流程(S323)。

另一方面，若在步骤S312中判断为是(Y)，即临时钱包余额参数有增值(步骤S305的路径)，则由充值控制模块判断是否满足自充值许可条件(S313)。若不满足(S313的N)，则介由交互模块1向POS机返回错误码(S318)，表示余额不足，本次电子钱包消费命令处理不成功。若在步骤S313中判定满足自充值许可条件(S313的Y)，则由电子钱包4中的消费条件控制模块进一步判断是否满足消费许可条件(S314)，若不满足，则介由交互模块1向POS机返回错误码(S319)，表示不满足消费条件，本次电子钱包消费命令处理不成功。若在步骤S314中判定满足消费许可条件，则进入电子钱包消费命令处理(S315)，并在步骤S316中进行以下非易失性存储数据的原子性更新：

·电子钱包余额＝当前电子钱包余额+单笔自充值金额(此时为预先设定的非0的单笔自充值金额)-本次消费交易金额；

·可预支额度余额＝当前可预支额度余额-单笔自充值金额(此时为预先设定的非0的单笔自充值金额)；

·记录至少包括自充值金额、自充值日期时间的自充值明细；

·记录至少包括本次消费金额、本次消费日期时间的消费明细；

·记录当日累计消费金额、当日累计自充值次数。

同样地，其中电子钱包余额、可预支额度余额、以及当日累计消费金额、当日累计自充值次数是盖写性更新，自充值明细和消费明细是追加式的日志性更新。

然后，电子钱包4通过交互接口1向POS机返回至少包含用于验证本次消费交易的交易验证信息(例如交易验证码等)、以及表示电子钱包消费命令处理是否成功的信息的消费命令应答(S317)，POS机在收到该应答后判断乘车卡是否命令执行成功(S320)，否的话报错(S321)，是的话执行设备交易处理(S322)，例如记录乘车卡号、消费交易金额、日期时间等，并结束整个交易流程(S323)。

在此需要说明的是，可预支额度可以是系统预先针对各卡统一设定的，也可以是根据特定用户需求或卡的等级等分别设定的。另外，在本例中，单笔自充值金额是预先设定的固定数值，但在变形例中，也可以不是固定值，而是为满足本次消费交易而在可预支额度余额范围内的机动值，即可以使单笔自充值金额等于本次消费交易金额与当前电子钱包余额的差值。由此，只要本次消费交易金额并没有超出当前电子钱包余额与可预支额度余额之和，就能一次性完成交易成功可能性的判断。

以上对本实用新型的非联网数据处理装置及方法进行了描述，本实用新型的非联网数据处理装置例如可以具体化为公交乘车卡、以及小额消费支付卡等。下面描述本实用新型所具有的优点，在此需要说明的是，以下优点仅为例示，并非表示本实用新型要同时具备以下全部优点：

根据本实用新型的方案，可预支额度是预先记录在卡上，并能够在每次消费后非联网地更新可预支额度余额的，故在消费时POS机直接对卡进行读取和操作即可，无需联网银行后台等。

本实用新型打破了当前信用交易为全联网交易的思维定式，将支付与充值/圈存解绑，突出了IC卡作为支付手段的功能定位，用户不必预存资金到卡上，从而能够保证用户的资金不必长期被卡占用而影响其收益等。用户也无需经常关注电子钱包的钱是否够用，只要卡上的可预支额度余额没用完就能一直刷卡消费，避免了因余额不足带来的烦恼，用户体验方便友好。

根据本实用新型的方案，能够实现卡的非联网下的自充值。可预支额度可以预先设定为一个相对于单笔交易金额足够大的数额(例如在公交卡这样的单笔消费一般不超过10元的小额消费场景下，可预支额度例如可以是1000元以上等)，在消费过程中当满足预设条件(例如本实施例的自充值条件、自充值许可条件等)时，卡会自动从中划转一个用于满足本次消费的较小数额到电子钱包中，使电子钱包余额即时向上跳变，实现卡自我充值的效果。在此，优选不给卡设置充值命令接口，以防止出现因用户现金充值而造成的卡上余额的混乱。

根据本实用新型的方案，其可以不改变现有卡端的电子钱包的安全模式和算法，具有与现有支付方式一样的安全等级。且消费的交易流程及命令接口与现有预付卡相同，均可以遵循PBOC电子钱包交易规范，所以对于符合规范的POS机无需改造即可受理这类卡，可迅速实现卡片的应用和推广。并且进一步地，自充值和风险控制处理逻辑简单，所消耗的时间很少，效率高。

根据本实用新型的方案，能实现非联网风险控制。即，本专利将与自充值、消费控制有关的参数保存到卡上，由卡片自身进行风险控制。例如，可预支额度及电子钱包余额减少为零或已过有效期时，禁止消费；电子钱包余额下限控制自充值触发条件；单笔自充值金额和单日可自充值次数用来限制单日的自充值金额；单日可消费限额和单笔最大消费金额用来限制单日或单笔的最大消费金额。这些技术手段均发生在非联网状态下，能提高本专利卡片的非联网风险控制。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。