地鐵AFC系統(tǒng)中的票卡讀寫器設(shè)計(jì)探討

焦科杰

【摘要】本文主要分析了地鐵AFC系統(tǒng)中的票開讀寫器設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)結(jié)合地鐵AFC系統(tǒng)中票卡讀寫器的系統(tǒng)構(gòu)成與實(shí)際情況分析其工作原理，其可以有效提高地鐵AFC系統(tǒng)的服務(wù)水平，提高地鐵運(yùn)營效率。通過探討地鐵AFC系統(tǒng)中票卡讀寫器的設(shè)計(jì)，不斷推進(jìn)地鐵AFC系統(tǒng)中票務(wù)功能的完善。

【關(guān)鍵詞】地鐵;AFC系統(tǒng);票卡讀寫器;設(shè)計(jì)

1 地鐵AFC系統(tǒng)中票卡讀寫器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國大多數(shù)地鐵AFC系統(tǒng)的票卡讀寫器系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要是基于票卡和讀寫器的功能設(shè)計(jì)以及應(yīng)用角度來推進(jìn)其設(shè)計(jì)的優(yōu)化，進(jìn)而完成票卡處理業(yè)務(wù)。下面針對(duì)讀寫器以及票卡的不同功能和發(fā)展實(shí)踐展開分析。

1.1票卡設(shè)計(jì)

在現(xiàn)階段地鐵AFC系統(tǒng)中的票卡應(yīng)用當(dāng)中，主要是在單程卡、儲(chǔ)值卡等介質(zhì)基礎(chǔ)上，利用票卡加密技術(shù)做到票卡的重新定義：非接觸式IC卡、接觸式CPU卡以及SAN卡等。而票卡的功能結(jié)構(gòu)作用見圖1。

結(jié)合上圖，在票卡的功能結(jié)構(gòu)當(dāng)中，主要是利用射頻接口完成能量的接受以及通信信號(hào)的調(diào)制工作;并通過數(shù)字電路的方式，做到票卡的反碰撞處理;同時(shí)及時(shí)完成信號(hào)解密和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

此外，票卡的操作過程中，射頻芯片作為重要元件其作用在于：通過內(nèi)部發(fā)送器來驅(qū)動(dòng)天線完成信號(hào)能量接受，利用信號(hào)接收器完成通信的解調(diào)和調(diào)制工作

1.2 讀寫器設(shè)計(jì)

在讀寫器設(shè)計(jì)過程中，其主要以讀卡、傳輸、調(diào)試以及守護(hù)為任務(wù)目標(biāo)，通過自動(dòng)、主動(dòng)式的讀卡操作，完成對(duì)于票卡信息的錄入以及信息數(shù)據(jù)傳輸。此后，通過上位機(jī)的指令信號(hào)，將讀卡器的信號(hào)向上發(fā)送。在整個(gè)過程中，調(diào)試和守護(hù)的主要目的就是監(jiān)控讀寫器的運(yùn)行狀態(tài)，做好運(yùn)行情況的守護(hù)。

2地鐵AFC系統(tǒng)中票卡讀寫器的設(shè)計(jì)方法

結(jié)合地鐵AFC系統(tǒng)中票卡讀卡器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃，分析其設(shè)計(jì)方法是以讀寫器設(shè)計(jì)為中心，通過功能的完善提高與票卡的適配性，從而推動(dòng)票卡讀寫器系統(tǒng)的完善。結(jié)合讀寫器設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，分析其設(shè)計(jì)方法，是基于不同的讀卡器設(shè)計(jì)電路而分析其設(shè)計(jì)情況。主要的設(shè)計(jì)方法如下：

2.1任務(wù)設(shè)計(jì)

對(duì)于讀寫器的任務(wù)設(shè)計(jì)，是以其系統(tǒng)目標(biāo)為基礎(chǔ)，通過進(jìn)一步細(xì)化其讀卡、傳輸、調(diào)試和守護(hù)功能，不斷完善票務(wù)讀寫器的性能。常見的數(shù)據(jù)任務(wù)傳輸中，是以票務(wù)信息判斷為依托，通過分析其是讀卡任務(wù)或者寫卡任務(wù)的信息類型，開展下一步的操作。其中，對(duì)讀卡任務(wù)的執(zhí)行，是當(dāng)出現(xiàn)新的票卡信息之后，利用數(shù)據(jù)傳輸功能實(shí)現(xiàn)信息向上位機(jī)的傳輸，并做好數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存工作。此外，在寫卡指令的執(zhí)行中，是通過上位機(jī)指令的傳輸來做好協(xié)議的解包以及讀卡程序的執(zhí)行;同時(shí)，在寫卡過程中防止出現(xiàn)用戶中斷寫卡的行為，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)讀寫卡任務(wù)的最終完成。

此后，在調(diào)試任務(wù)當(dāng)中，則通過調(diào)試票務(wù)讀寫系統(tǒng)的應(yīng)用程序、監(jiān)控讀寫卡操作流程的方法，對(duì)于設(shè)備的調(diào)試信息進(jìn)行傳輸和日志文件的儲(chǔ)存，做到工作狀態(tài)的有效監(jiān)控。最后，在守護(hù)任務(wù)設(shè)計(jì)當(dāng)中，則是重點(diǎn)突出其監(jiān)控功能，全面監(jiān)測(cè)讀卡任務(wù)的執(zhí)行情況以及數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的完成度等，防止程序異常而造成設(shè)備故障。

2.2電路設(shè)計(jì)

在票卡讀寫器的電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，以MFRC500芯片為例，為了保障其內(nèi)部的核心芯片處理器能夠發(fā)揮功能，需要針對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)組好電路的規(guī)劃設(shè)計(jì)。MFRC500芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2。

結(jié)合上圖，在票卡讀寫器的電路設(shè)計(jì)當(dāng)中主要是進(jìn)一步規(guī)范射頻區(qū)域、接口區(qū)域的電路規(guī)劃來保障其應(yīng)用。其中，在射頻區(qū)當(dāng)中，是做好調(diào)制解調(diào)器以及供電線路的規(guī)劃，確保電源供電與天線的連接效果。而在接口區(qū)規(guī)劃當(dāng)中，一端是與單片機(jī)的連接端口，另一端是與射頻區(qū)相連接的收發(fā)器、數(shù)據(jù)緩沖器以及寄存器等設(shè)備端口和控制單元。針對(duì)這部分的電路設(shè)計(jì)中，需要保障各控制端元和數(shù)據(jù)處理模塊與天線的連接性，從而使其能夠有效進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳輸。

2.3程序設(shè)計(jì)

基于讀卡任務(wù)中可能出現(xiàn)多個(gè)票卡進(jìn)行感應(yīng)區(qū)的情況，在票卡讀寫器設(shè)計(jì)中，需要推動(dòng)程序設(shè)計(jì)的完善來提高讀卡的防沖突效果。具體在程序設(shè)計(jì)過程中，加強(qiáng)防沖突設(shè)計(jì)、卡片選擇設(shè)計(jì)以及防撞設(shè)計(jì)等，做到票卡的準(zhǔn)確識(shí)別。在程序工作流程規(guī)劃中，包括了票卡詢問、防沖突設(shè)計(jì)、票卡選擇、卡片認(rèn)證、數(shù)據(jù)讀取、寫卡以及增減值等具體操作。

2.4 處理方案設(shè)計(jì)

隨著地鐵AFC系統(tǒng)的不斷完善，票卡讀寫器的性能也在不斷發(fā)展。這就導(dǎo)致了在票卡讀寫器設(shè)計(jì)過程中，會(huì)由于票卡的更新、結(jié)構(gòu)變化、業(yè)務(wù)規(guī)則改變等影響到讀寫器的處理方式。由此，在票卡讀寫器的處理方案設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)對(duì)票卡設(shè)計(jì)情況，是通過由IC卡推入市場(chǎng)的方法，提高票卡的性價(jià)比。在票卡結(jié)構(gòu)變更中，是加強(qiáng)地鐵與公交、地鐵與出租車的聯(lián)合，推出涵蓋多種功能的票卡產(chǎn)品，滿足地鐵運(yùn)營的多種需求。針對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)則改變的情況，要不斷推進(jìn)票卡讀寫器的性能完善，即使發(fā)生業(yè)務(wù)規(guī)則改變的情況，也不會(huì)影響到票卡讀寫器的應(yīng)用。最后，針對(duì)票卡版本的不同，則是加強(qiáng)票卡讀卡器的性能完善，使其區(qū)分儲(chǔ)值卡、單程票等票卡結(jié)構(gòu);并充分改變票卡讀卡器的軟硬件構(gòu)造或者中間件設(shè)備等，不斷推進(jìn)票卡讀卡器處理方案的完善。

3 總結(jié)

綜上所述，對(duì)地鐵AFC系統(tǒng)中的票卡讀卡器設(shè)計(jì)分析，可以大大提高其讀寫性能，并在保障數(shù)據(jù)傳輸效果的基礎(chǔ)上，提升票卡讀寫器的任務(wù)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)以及處理方案設(shè)計(jì)水平。對(duì)于地鐵AFC系統(tǒng)中的票卡讀寫器設(shè)計(jì)研究，仍然需要從現(xiàn)有的設(shè)備出發(fā)，逐步推進(jìn)地鐵AFC系統(tǒng)的票卡讀寫器升級(jí)優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】

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