近距离无线通信（Near Field Communication）（简称NFC）技术最早是由射频识别（Radio Frequency Identification）（简称RFID）技术发展而来，最初设想是将NFC技术与互联网络技术结合，随着RFID技术与互联网技术的发展和用户对这两项技术理解的不断加深，用户需求逐增加，目前NFC技术已经逐渐演变成一种标准的近距离无线通信技术。将NFC芯片与在手机结合，实现小额移动支付，是目前国内的一项新技术。目前移动、联通、电信及各大手机厂商和银行都纷纷加入了这个行业，积极促进NFC手机支付的发展。由于目前NFC手机支付在我国还是一项新技术，NFC手机支付功能的设计还存在着很多问题，如NFC手机开启卡模拟功能时的功耗问题，NFC手机支付易用性设计， NFC手机的测试用例也不健全，多数测试对用户使用场景考虑不周，缺少用户易用性测试等。在我国，NFC手机移动支付业务的发展具有非常好的的用户基础。根据工信部等统计，我国早在2012年初，移动电话用户数就已经突破10亿，是世界上手机用户最多的国家。手机的用户量大，需求多，对NFC手机支付也提出了更高的需求。在NFC手机支付发展的初级阶段，NFC的应用还不健全，目前NFC手机出厂需要支持安全可靠的业务下载和更新功能。针对NFC手机支付易用性设计问题、NFC手机支付普遍存在的功耗问题、测试用例不完全问题，结合目前以运营商为主导的市场格局，本文以单线通信协议（Single Wire Protocol）（简称SWP）为基础，基于android操作系统对NFC手机支付进行设计和研究。首先本文对NFC手机支付系统的需求进行了分析，通过用例图、流程图等方法重点分析了手机支付的主要功能、界面设计、支付流程、圈存流程。其次对NFC手机支付普遍存在的功耗问题、测试用例不完全问题进行分析，并提出可行的方案。然后，对基于android操作系统的NFC手机支付系统的设计与实现进行了详细描述，阐述了系统的架构，分析并设计了系统的界面设计，功耗设计、支付流程、数据传输、Android NFC消息发送机制、NFC adapter启动、以及NFC手机支付开发时驱动的调试和硬件抽象层调试；详细描述了系统的软件架构、界面设计，功耗设计以及支付流程。最后，本文针对基于android操作系统的NFC手机支付系统设计了NFC手机支付场景测试的常用测试用例，对抗干扰测试和NFC手机支付业务功能测试进行分析，并举例说明了测试用例的设计方法，同时提出了无电工作模式下卡模拟功能能力的测试方法和功耗测试方法。针对功耗的关键技术，通过对比用户使用习惯，本文提出了减少在没有检查到标签时对标签种类等判断，减少了标签检测时高功耗占用时间比例，做到了高电流只占用总时间的0.006%，总功耗由24mA降低到了0.5mA，有效的改善了NFC在卡模拟状态下的功耗问题。