NFC技术是一种短距离无线通信技术，具有安全、可靠、连接快捷、与多种非接触式智能卡标准兼容等特点，非常适合移动支付应用。国内外针对NFC移动支付已有多项研究与应用，取得了好的经济效益。研究与推广NFC移动支付技术，有着广阔的商业前景，能够为国内市场带来繁荣。　　基于这一背景，本文对NFC移动支付系统进行了研究与设计，选取高级加密标准(AES)作为系统安全模块，并对密钥扩展算法进行了改进。综上，本文研究内容如下:　　第一，研究了NFC技术基本概念，重点阐述了NFC技术的工作原理、通信模式、操作方式，介绍了NFC技术的标准规范、架构、技术特点与应用场景，为读者提供NFC技术理论基础。通过将NFC技术与其它近程无线通信技术进行对比，指出每种技术的特点与适用的场合。　　第二，对AES算法的研究是本文的一个重点。研究了AES算法的原理、设计准则、加解密结构，在理解算法思想的基础上，在Linux下用C语言对算法进行编程。针对AES密钥扩展算法的特点，借鉴单向性思路与随机函数的特点，提出了两种改进方案，并将各种改进方案从抗攻击强度、运行效率两方面进行对比。　　第三，对NFC移动支付系统的硬件架构进行了研究。对系统各个硬件模块的结构、作用进行了详细分析，描述了系统内部数据通信过程，并总结系统整体运行机制。分析了多种NFC技术典型应用方案的设计原理、特点、优缺点，给出多款NFC控制器芯片在系统连接、结构、功能、接口等方面的异同点，并对PN531芯片的数据表、用户手册进行了更深层次的研究。此外，还对系统进行核心模块硬件选型并确定接口类型。　　第四，设计了NFC移动支付系统的软件架构，分析了系统总体需求，描述了系统各个模块功能、程序设计思路，从硬件核心层、操作系统层、应用软件层三个方面编写了软件系统的核心功能模块，如系统各子模块程序、NFC设备通信程序、设备接口驱动程序等。还搭建了嵌入式系统开发环境，为系统正常运行提供环境保障。　　论文最后对工作进行了总结，提出了今后研究的方向。