非接触性IC卡（共10篇）
非接触性IC卡 篇1
非接触式IC卡,又称感应卡、射频卡,它成功地将无线识别技术和IC卡技术结合起来,解决了无源(卡中无电源)和非接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。与传统的接触式IC卡相比较,它继承了接触式IC卡的优点,如容量大,保密性好,又克服了接触式IC卡的诸多弱点,如机械故障率高,操作不方便,IC卡芯片寿命低等,在IC卡的应有领域里又向前迈进了一大步。
一、非接触IC卡概念及工作原理
非接触IC卡系统一般由两部分组成:卡(应答器)和读卡机(阅读器)。一台典型的读卡机包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及与应答器通信的耦合元件。此外,许多读卡机还设有附加的接口(RS-232,RS-485等),以便将所获得的数据进一步传输给另外的系统(个人计算机控制装置等)。
卡是射频识别系统真正的数据载体。通常,卡由耦合元件以及微电子芯片组成。在读卡机的响应范围之外,卡处于无源状态。通常,卡没有自己的供电电源(电池)。只有在读卡机的响应范围之内,卡才是有源的。卡工作所需的能量,如同时钟脉冲和数据一样,是通过耦合单元(非接触的)传输给卡。当读卡机对卡进行读写操作时,读卡机天线发出的信号由两部分叠加组成:一部分信号是电源信号,该信号由卡的天线接收后,与其本身的LC振荡电路产生谐振,产生一个瞬间能量来供给芯片工作;另一部分信号则是数据信号,可以控制卡的芯片完成数据读取存储等动作,并通过天线返回给读卡机。
由于非接触IC卡读卡系统的硬件结构以及操作过程都得到了很大程度的简化,因此多数读卡机均采用脱机的读写卡操作方式,用户无需关心卡读写中的底层操作过程,使非接触IC卡的数据读写过程变得非常简单。
二、非接触IC卡结构
射频卡中的芯片电路由射频接口、存取控制和存储器三个模块组成。它的一般结构如下图所示:
非接触式IC卡的硬件结构是由一个天线和一个专用集成电路(ASIC)组成。其中天线是只有几组绕线的线圈,很适合于封装到符合ISO7816标准的卡片中;ASIC是由一个高速射频接口、一个控制单元和一个EEPROM组成。如上图示。
射频接口部分以其本身的共振电路接收信号并从中产生电源和工作时钟,接口还解调从读写设备传输到非接触式IC卡的数据及从非接触式IC卡传输到读写设备的数据。控制单元用于密码校验、编程模式检查、数据加密与解密等,并控制对EEP2ROM的读写操作。为了防止卡片之间出现数据干扰,非接触式IC卡具有防冲突闭合机制。当有多张卡片进入读写器的操作范围,防冲突闭合电路首先从众多卡片中选择其中的一张作为下步处理的对象,而未选中的卡片则处于空闲模式以等待下一次被选中,这样可连续处理多张卡片。另外还具有动态读写特性,即当对某张卡片进行处理时,其它卡片可进入或离开射频区域。
三、非接触式IC卡与读写器的通信
非接触式IC卡与读写器的通信流程如下图所示。其中复位应答是通过非接触式IC卡的通信协议和通信波特率与读写器进行相互验证。防冲突闭合机制是为完整地读写一个卡不受其它卡的干扰而设计的。三次相互确认是在选定要处理的卡之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行三次相互密码校验,提高了数据安全性。在三次相互确认成功之后就可以通过加密流对卡进行任何通信,如读块、写块和其它操作。
带有射频收发及相关电路的芯片与环形天线全部埋在塑料基片中,在进行读写时,读写设备向射频卡发出一组固定频率的电磁波,卡片内与读写设备发射频率相同的LC串联谐振电路,在电磁波的激励下产生共振,从而使电容内有了电荷。这个电容与射频接口模块相接,将此电容内的电荷送到射频接口模块中的一个电容内存储,当射频模块中的电容上所积累的电荷达到2V或3V时,此射频接口模块中的电容可以做为电源,为其他电路提供工作电压,从而完成将卡内数据发射出去或接受读写设备数据的任务。
工作系统由控制器、读写器、IC卡组成.按13.56MHz的工作频率,以半双工方式在读写器与IC卡之间双向传递数据.读写器将要发送的信号,编码后加载在频率为13.56MHz的载波信号上经天线向外发送,进入读写器工作区域的IC卡接收此脉冲信号,一方面卡内芯片中的射频接口模块由此信号获得电源电压、复位信号、时钟信号;同时卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断.若为读指令,控制逻辑电路则从存贮器中读取有关信息,经加密、编码、调制后经卡内天线发送给读写器,读写器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至后台计算机处理.若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM时所需的高压,以便对EEPROM中的内容进行改写.若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。
四、非接触式IC卡的应用
正是由于非接触式IC卡具有突出的特点及接触式IC卡所无法比拟的优越性,使得其在许多恶劣的环境和不适合接触式IC卡应用的条件下,有着极其广泛的应用前景。被广泛应用于电子钱包、铁路、地铁、公交、轮渡、高速公路、一般路桥收费、食堂售饭收费、门禁系统、考勤系统、身份证等领域.特别是在地铁、公交、路桥、轮渡等收费应用中。另外还可应用在电子钱包、无票旅行系统、身份证卡、零售系统、工业自动化系统、设备管理自动化系统等。由于具有高可靠的数据传输和极强的防伪保密性,更好的应用环境适应性,读写设备简单,操作速度快等优点,其技术和应用发展十分迅速。可以相信,随着大规模集成电路和制造工艺的发展及开发工具的日渐成熟,非接触式IC卡必将在我国各个领域广泛应用。
五、结语
由于非接触式IC卡具有许多接触式IC卡所无法比拟的优越性,在近年来得到迅猛发展。广阔的市场前景,为非接触式IC卡工业的发展提供了保障。已经成为一种与软件、计算机、网络技术、编码技术的发展紧密相联的产业。具有安全性、智能性和较大存贮容量的非接触式IC卡,已在金融、交通、医疗卫生、保险、电信、国防以及日常生活等各个领域得到广泛应用,以普遍提高人们生活、工作的质量及其现代化程度。
参考文献
[1]王爱英主编.智能卡技术[M].北京清华大学出版社1996.
[2]唐俊杰、高秦生等编著.微型计算机原理及应用[M].北京高等教育出版社,1993.11.
[3]于宏军、赵东艳编著.IC卡技术全书[M].北京电子工业出版社,1995.11.
[4]谢嘉奎主编.电子线路[M].北京:高等教育出版社,2004.
[5]黄智伟编著.射频集成电路芯片原理与应用电路设计[M].北京:电子工业出版社,2004.
非接触性IC卡 篇2
加 油 站
非接触式IC卡卡机联动管理系统
技 术 方 案
合肥天石石油设备有限公司
2010年06月25日
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-42302961 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
目 录
一、加油管理系统基本架构 ……………………………………………………………… 3
1、加油站集团中心数据管理系统整体构架………………………………………… 3
2、通讯网络配置建议………………………………………………………………… 4
3、加油站端非接触式卡机联动管理系统网络拓扑结构…………………………… 5
二、非接触式IC卡加油站管理软件功能………………………………………………… 5
（一）软件的基本功能…………………………………………………………………6
1、IC卡加油站管理系统功能………………………………………………………… 6
2、发卡充值管理系统软件功能……………………………………………………… 7
3、网络通讯软件……………………………………………………………………… 8
4、液位仪监控软件…………………………………………………………………… 9
5、web加油服务查询软件…………………………………………………………… 10
（二）加油站内加油工作流程……………………………………………………… 11
三、主要硬件介绍………………………………………………………………………… 13
1、射频IC卡机卡联动控制器……………………………………………………… 13
2、加油站通讯控制器…………………………………………………………………16
3、非接触式IC卡 ……………………………………………………………………18
四、安装培训及售后服务 …………………………………………………………………19
（一）安装和培训 ……………………………………………………………………19
（二）售后服务 …………………………………………………………………… 20
五、工作进度……………………………………………………………………………… 21
六、买方工作准备………………………………………………………………………… 21
1、加油站端线路敷设…………………………………………………………………21
2、计算机、打印机、UPS电源的准备………………………………………………21
七、改造图案……………………………………………………………………………… 23
八、成功案例……………………………………………………………………………… 24 地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-42302962 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
一、加油站管理系统基本架构
1、加油站集团数据中心管理系统整体构架如下图所示：
（集团数据中心理论值能联接256×256座加油站）
在系统中心加油站构建一个整个系统的数据中心；
数据中心服务器与系统发卡点、职能管理部门、以及中心加油站通过内部局域网连接；
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数据中心服务器与其它加油站管理计算机通过公网Internet或VPN网络连接；
数据中心服务器与远程其它加油站通过远程数据通讯软件进行数据交换。发卡点在数据中心发卡后，名单信息由数据中心传至各个加油站，各个加油站的加油消费数据又实时上传到数据中心进行汇总。
远程数据通讯软件模块具有如下功能特点：
多个加油站通过公共网或VPN进行数据交换，实现数据集中管理；
参数设置简单，使用方便；
可手动、定时（多个时间点）进行数据通讯；
通讯速度快，数据安全可靠。
远程数据通讯软件模块示意图如下：
２、通讯网络配置建议
网络建议采用电线VPN，VPN,即Virtual Private Network，是利地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 4 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-42302964 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
用IP网络来传输私有信息而形成的逻辑网络，从而为用户提供高安全性，且比专线价格低廉的资源共享和互连服务。它具有同客户原有的私有网络相同的安全性、优先级特性、易管理性和稳定性。它可以满足客户对原企业内部局域网与远程办公室间无缝连接的要求，即将网络连接扩展到客户、供货商、合作者和关键用户以形成外部网（Extranet），来降低商业运作开支和提升服务质量（包括速度、简便性和保密性上的提升）。
3、加油站端非接触式卡机联动管理系统网络拓扑结构
二、非接触式IC卡加油站管理软件功能
（一）软件基本功能描述
1、加油站主机可以实时监控各把油枪的加油状态，实时采集加油数据，可按各种条件对当前及历史数据进行查询、打印；能生成班报表，以及各把油枪的月报、季报、年报等；由计算机控制加油机按设地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 5 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-42302965 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
定油量、金额或随机的方式进行加油，在计算机上可设定油机单价。
2、加油站管理系统可以对加油站的日常营业进行管理，也可以进行IC加油卡发卡储值的管理，方便用户储值、加油、查询对帐。
3、在加油站主机关闭或故障时，加油机数据也可进行存储，防止数据丢失，主机恢复后再转存储至主机。加油站主机应设置充分的网络安全防护措施，预防网络攻击及非法入侵。同时必须有安全的网络授权登陆系统。加油站主机数据存储配置成RAID多硬盘安全数据系统。
（二）软件的基本功能
1、IC卡加油站管理系统监控软件功能
IC卡加油站管理系统界面示意图及特点如下：
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应用灵活：支持储值卡、加油员卡、记账卡、优惠卡、积分卡、内部卡、调试卡等多种应用情况，方便加油站统计油料销售情况，及对员工进行业绩考核；
多级权限管理：设系统管理员、班长、操作员三级权限，操作员的各种操作形成日志，以备查询；
实时监控：在主界面实时监控各把油枪的加油状态，实时采集加油数据； 数据查询：可按各种条件对当前及历史数据库进行查询、统计、打印； 报表生成：生成班报表，以及各把油枪、各种油品、各种卡类型、各个单位（所有车）的月报、季报、年报等，报表统计有多种统计方式； 参数设置：在加油站或数据中心计算机上可设定加油机单价、油品及各种油品的优惠等级，在数据中心设置后，可自动传输到各个加油站进行更新； 脱机加油：卡机联动控制器能保存所有IC卡名单和大量的加油数据，以保证在计算机在（故障情况下）脱机时能正常加油；
收据打印：通过配置的针式打印机，可打印加油、充值收据（小票）作为凭证；（打印机及纸张，需方自己购买）
2、IC卡加油站管理系统报表分析软件
数据备份：加油数据自动备份，保证系统安全可靠；
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灰卡管理：灰卡信息自动记录，不解灰就不能加油，最大限度杜绝逃卡现象。
客户信息管理：包括客户信息（单位、姓名、编号、地址、车号、电话、油品限制、密码等）登记、修改，以及IC卡挂失/解挂，IC卡注销补办等；
充值信息查询：对IC卡充值，以及多种条件的充值信息查询统计，按单位的充值生成报表；
发票打印：可根据自动采集的加油记录打印发票，提高工作效率，并可统计任意时间段各个油品的开票情况（打印机及纸张，需方自己购买）； 数据自动查找：每一笔加油数据都有流水号，软件会定时自动查找缺少的记录，并下发命令读取数据，最大程度保证加油数据的准确性、完整性。 数据导出：所有数据均可以导出到EXCEL表中，方便二次处理。 数据汇总：按单位或卡类型汇总IC卡的累计充值、累计加油、累计余额情况。
3、IC卡发卡充值管理系统软件
非接触式IC卡发卡充值管理系统软件界面示意图及特点如下：
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系统的功能：
◆客户信息：包括客户信息（单位、姓名、编号、地址、车号、电话、油品限制、密码等）登记、修改，以及IC卡挂失/解挂。
◆充值信息：对IC卡充值，以及多种条件的充值信息查询，按单位的充值报表生成。
◆报表汇总：按某个单位某个时间段（旬、周、月，季等），生成这一时间段内的各张卡的初始金额、累计加油量、累计充值、终止余额等汇总信息。
◆收据打印：可打印充值收据作为凭证。
网络通讯软件
远程通讯系统所承担的任务是连接和管理各个加油站加油系统与数据中心之间的通讯和数据交换，其结构如下图示：
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数据中心
发卡点发卡点加油站1加油站2公共网或VPN
数据查询数据查询其具有如下功能特点：
多个加油站通过网络进行数据交换，结合数据中心管理软件实现数据集中管理；
参数设置简单，使用方便；
可手动、定时（多个时间点）进行数据通讯； 通讯速度快，数据安全可靠。
液位仪监控软件（选配）
【软件功能】：
◆进油与库存查询：自动记录油罐的液位信息、库存信息和进油数据；
◆液位仪监控：实时监控油罐油位、水位、油量、温度等情况；通过远程通讯系统，远程（数据中心）可及时了解各个加油站的油罐油位情况，方便油品配送；
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◆实时报警：对油罐低液位、高水位等情况进行报警； ◆报警记录查询：记录报警历史记录，方便查询、监管； ◆进销存管理：对加油站的进油、销售、库存进行统计，可方便掌握进销存情况，◆油罐动态校准：对于VEEDER ROOT 350R等高端产品具有动态校准功能的，液位仪软件根据获取的所有加油数据发送给油罐控制器进行动态校正，以提高液位仪的测量精度。
◆支持品牌多：支持维德路特、富兰克林、爱国者、优必得等多种主流品牌的液位仪。
（三）加油站IC卡进站加油加油流程
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加油员工携带其公司内部所发的员工卡，以下简称“加油员工卡”。
“射频卡控制器”在用户加油前、加油过程中、加油完毕均应有相关中文信息显示（LCD液晶、背光）和蜂鸣声提示，使得加油认证和加油过程操作简单、方便。
“射频卡控制器”需具有脱机加油处理和存储能力，在企业网络故障或加油站内RS485通讯网络故障情况下，该设备认可利用下载的信息和认证算法对用户卡、加油员工卡进行认证，进行与计算机的脱机加油操作。待故障排除后，完整的加油记录均上传加油站管理计算机中。射频卡控制器需具备至少10000笔加油记录的存储能力。
（1）车辆进站加油
车辆进站后，需出示驾驶员用户卡，加油员工进行读卡操作，允许加油，加油员工可按照液晶上的中文提示信息进行加油操作。
加油完毕后，系统自动生成一条加油记录，该记录包含以下信息：加油枪号、加油油品、加油机总累计数、加油单价、加油升数、加油金额、该次加油序列号、加油站员工卡信息、驾驶员卡信息、车辆卡信息、加油起止时间。
（2）应急加油流程
若车辆驾驶员未携带其用户卡，或者是非卡加油的用户，或车辆“用户卡”损坏或故障，可由加油员工配发的加油员工卡进行加油。
（3）故障加油流程
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加油站应用卡机联动工作模式后，无卡情况下，加油机不能进行加油操作。为保证加油工作的稳定性，需具备脱机加油的紧急处理措施。即使在整个加油管理系统均瘫痪无法正常工作的情况下，亦可由加油站管理人员在加油机上进行设置，使得加油机可返回随机加油模式（无卡即可加油模式），保证车辆加油的顺利进行。
若射频卡卡机联动控制器因故障无法正常工作，可由加油站管理人员将系统设为脱机工作模式，以确保加油工作的进行。加油数据可由系统管理员进行数据记录的人工补足处理，添加“用户卡”卡号和“加油员工卡”卡号，以保证加油记录的完整性。
（4）其它
若用户卡等相关验证信息不符合，卡机联动控制器提供相关的提示信息，系统此时不允许加油消费。
三、主要硬件介绍
1、射频IC卡机卡联动控制器
TJ-MIF-IC-18型加油机射频IC卡卡机联动控制器已在国家级仪器仪表防爆安全监督检验站取得防爆最高级别本质安全防爆认证。
防爆合格证号：GYB06353。
防爆标志为：Ex ibⅡAT3。
◆多种加油机物理通讯接口，适用于众多品牌加油机；
◆采用嵌入式CPU设计方案，24小时连续工作，故障率地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 13 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029613 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
极低；
◆安装于加油机上，无需对原有加油机作任何改造工作，只需将通讯电缆连接至加油机通讯接口即可；
◆配有大容量FLASH存储器，可下载持卡人、车辆等信息至本地，使得系统可脱机工作；
◆管理计算机故障情况下可脱机工作，并能存储10,000条加油记录；
◆全中文点阵液晶信息显示，操作直观方便；
◆外观美观大方，配有专有持卡槽，有卡才能加油，拔卡（或余额不足）停止加油，实现卡机联动加油；
◆支持多种交易卡型：加油员卡、储值卡、调试卡、优惠卡、检测卡、积分卡、自用卡、代存卡、内部卡、抹帐卡、通用卡、记帐卡、倒库卡、转帐卡等。 可脱机工作
TJ-MIF-IC-18型加油机射频IC卡卡机联动控制器内嵌的CPU可完整实现与加油机的数据通讯、射频卡操作等功能，并配有大容量的FLASH存储器，因而即使在计算机失效的情况下，卡机联动控制器亦可工作，完成整个加油站的加油信息采集、加油控制等工作。
采用非接触式IC卡
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目前加油站一般采用接触式IC卡，此类应用最大的缺陷在于：（1）IC卡与读写器之间的数据交换需要机械接触，从而易造成各种读写故障。例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。（2）接触式IC卡表面有裸露的芯片，易造成芯片脱落、静电击穿、弯曲、损坏等问题。（3）因易受灰尘或油污等污染而导致接触不良，所以需定期维护。
非接触式IC卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的一项新技术，在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，它成功地将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡具有以下优点：可靠性高、操作方便、快捷、安全防冲突。
多种加油机物理通讯接口，适用于众多品牌加油机； 采用嵌入式CPU设计方案，24小时连续工作，故障率极低；
安装于加油机上，无需对原有加油机作任何改造工作，只需将通讯电缆连接至加油机通讯接口即可； 配有大容量FLASH存储器，可下载持卡人、车辆等信息至本地，使得系统可脱机工作；
管理计算机故障情况下可脱机工作，并能存储20,000条加油记录；
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 15 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029615 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
全中文点阵液晶信息显示，操作直观方便；
外观美观大方，配有专有持卡槽，有卡才能加油，拔卡（或余额不足）停止加油，实现卡机联动加油； 具有加油防透支功能；
支持多种交易卡型：加油员卡、储值卡、调试卡、优惠卡、检测卡、积分卡、自用卡、代存卡、内部卡、抹帐卡、通用卡、记帐卡、倒库卡、转帐卡等； 接线简单，维护方便；
通过“国家级仪器仪表防爆安全监督检验站”本质安全认证； 技术指标
（1）工作电压：交流220V，50HZ；（2）环境温度：-25摄氏度－60摄氏度（3）环境湿度：<90％
（4）工作方式：24小时连续工作（5）状态显示：LCD点阵液晶显示
（6）卡信息存储：可存储50,000张加油卡信息存储（7）记录存储：可存储20,000条加油记录（8）工作功率：<15W
2、加油站通讯控制器
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 16 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029616 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
◆连接简便，电源线、前庭控制器与管理计算机的通讯线均为标准线缆；
◆采用嵌入式CPU设计方案，24小时连续工作，故障率极低； ◆最多可连接256台加油机；
◆多种加油机物理通讯接口，适用于众多品牌加油机； ◆管理计算机故障情况下可脱机工作，并能存储50,000条加油记录；
◆与管理计算机采用RS232通讯，管理计算机无需配置其它硬件；
◆各通道通讯状态有LED指示灯显示，易于进行工作状态判断
产品特点如下：
连接简便，电源线、前庭控制器与管理计算机的通讯线均为标准线缆；
采用嵌入式CPU设计方案，24小时连续工作，故障率极低； 最多可连接256台加油机；
多种加油机物理通讯接口，适用于众多品牌加油机； 管理计算机故障情况下可脱机工作，并能存储50,000条加油记录；
与管理计算机采用RS232通讯，管理计算机无需配置其它硬地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 17 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029617 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
件；
各通道通讯状态有LED指示灯显示，易于进行工作状态判断； 技术指标
（1）工作电压：交流220V，50HZ；（2）环境温度：-25摄氏度－60摄氏度（3）环境湿度：<90％
（4）工作方式：24小时连续工作（5）状态显示：LED指示灯显示
（6）记录存储：可存储50,000条加油记录（7）工作功率：<15W
3、非接触式IC卡
非接触式IC卡采用MIFARE 1 IC 智能(射频)卡，卡内芯片为原装进口飞利浦公司的MIFARE 1 IC S50芯片（如查实为国产芯片或其它冒牌芯片按卡片总金额2倍扣罚）。MIFARE 1 IC 智能(射频)卡的特点是：
◆Mifare 1 IC 智能(射频)卡采用先进的芯片制造工艺制作。建有高速的 CMOS EEPROM MCU，天线等。
◆卡片上无源，工作时的电源能量由卡片读写器天线发送无线电载波信号耦合到卡片上天线而产生电能，一般可达 2V 以上，供卡片上 IC 工作，工作频率 13.56MHZ。
◆Mifare 1射频卡所具有的独特的 MIFARE RF非接触式接口地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 18 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029618 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
标准已被制定为国际标准ISO/IEC 14443 TYPE A 标准。
◆射频卡标准操作距离为 100mm。
◆Mifare 1 IC 智能(射频)卡上具有先进的数据通信加密并双向验证密码系统。
◆且具有防重叠功能能在同一时间处理重叠在卡片读写器天线的有效工作距离内的多张重叠的卡片。
◆Mifare 1 IC 智能(射频)卡与读写器通信使用握手式半双工通信协议CRC 协处理器符合 CCITT 标准。
◆卡片制造时具有唯一的卡片系列号，没有重复的相同的两张卡片。
◆卡片上内建 8K 位EEPROM 存储容量并划分为 16 个扇区，每个扇区划分为4个数据存储块，每个扇区可由多种方式的密码管理。
◆卡片上的数据读写可超过 10 万次以上数据保存期可达 10 年以上。
四、安装培训及售后服务
（一）安装和培训
1、卖方负责整个加油站IC卡管理系统改造所有硬件和软件的安装工作（加油机到站厅内的数据线敷设由买方负责），买方予以配合。
2、安装施工时卖方应遵守买方的有关安全管理制度，服从地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 19 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029619 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
现场指挥。
3、卖方负责买方有关管理人员和操作人员的培训，培训时卖方应提供书面的操作手册，培训采用讲课和现场操作指导等方式，培训内容为软件操作和有关设备维护维修等。卖方应确保培训效果，保证所有操作人员均能熟练操作。
（二）售后服务
1、主要职责
◇提供技术咨询、故障诊断、软件升级服务。
◇24小时接受用户故障保修，提供电话支持、远程维护和现场服务。
◇定期进行回访，提高用户满意度。
2、服务承诺
◇以客户为中心，真诚服务。
◇1小时内电话予以响应。
◇如系统存在技术故障，24小时内到达现场服务，进行功能完善和修改。
3、技术支持
◇对问题解决过程进行监督、跟踪。
◇所有的电话问题进行记录。
◇进行远端诊测、维护、技术支持。
◇当电话支持无效时，我们将派遣技术人员第一时间内提供现场服务，解决问题。
4、服务跟踪
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 20 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029620 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
◇系统投入试运行后，技术人员负责定期掌握系统在试运行期的状况，确保系统处于正常状态。
◇组织技术人员定期进行电话回访，了解客户对软件系统的使用情况，出现故障及时解决。
◇每月出具维护情况分析表。
5、服务范围
在质保期内，属于质量问题的，供方提供免费服务。若因人为或自然灾害造成的故障，供方将提供有偿服务。
五、工作进度
1、合同签订后
10天内，需方做好相应的改造工作（计算机外设等后台相关设备）；
2、合同签订后20个工作日内，供方至需方现场进行安装并交付给需方试运行；
3、硬件安装调试后3个工作日内，供方完善软件功能的测试，并交付给需方使用、培训需方使用人员，全面投入运营。
六、买方工作准备
1、加油站端线路敷设
每台加油机需敷设一根数据通讯线路，从加油站管理计算机端到加油机防爆接线盒敷设一根屏蔽双绞线。
系统使用屏蔽双绞线中的2芯。配置该屏蔽双绞线可选4芯地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 21 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029621 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
或8芯，未用线芯作为备用。
2、计算机、打印机、UPS电源的准备（或者根据需方要求配制）
（1）系统需配置的计算机最低配置为：
单站：计算机正常配制即可。内存1G以上，硬盘250G以上（推荐：联想商务电脑）。
集团：计算机内存4G以上，硬盘320G以上。另配一台交换机。
（推荐：联想商务电脑）。
（2）打印机建议采用型号为： HP激光打印机（打印报表较适合）；
爱普生票据（打印充值收据和加油收据较适合）。（3）UPS电源建议采用型号为：
美国山特UPS1000W（建议每台计算机配制一台）。3.多站集中式管理（根据需方要求选择）
1.可将各个站的每台加油机的数据通讯线路用光纤线缆集中在一个地方，来进行处理和管理。光纤价格大约：1.5元/米（站与站距离近的适合这一种）
2.可组建VPN网络，将各个站形成一个局域网络，来对数据进行处理和管理。VPN网络的维护费用，估计在700元/月。（站与站距离较远的适合这一种）
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 22 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029622 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
七、改造图案
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 23 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029623 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
八、成功案例：
2005年以后部分典型案例： ▲上海新格有色金属有限公司加油站
▲杭州钢铁厂加油站
辽宁志达集团所属
辽宁方圆国家标准样品油有限公司
（用户卡数量：5000张）
▲张家港市沙钢集团加油站(2个站)
▲辽宁方圆志达加油站
▲苏州鸿达石化设备安装有限公司
▲辽宁方圆光明加油站
▲苏州望亭电厂加油站
▲辽宁方圆龙湾加油站
▲南京蓝燕石化鲍亭加油站
▲辽宁方圆东城一号站
▲中海集装箱运输上海公司加油站
▲辽宁方圆东城二号站
▲南京中江企业发展有限公司(2个站）
▲辽宁方圆东城四号站
▲宁波大榭招商国际码头有限公司加油站
▲辽宁方圆东城五号站
▲吉林松原中星加油加气站
▲辽宁方圆东城六号站
▲上海鼎铭集装箱储运有限公司加油站
▲辽宁方圆永昌加油站
▲南京长安福特马自达有限公司加油站
▲辽宁方圆锦化加油站
▲宝钢集团浦钢加油站
▲辽宁方圆兴城一号加油站
▲中国石油上海洋山深水港加油站
▲辽宁方圆兴城三号加油站
▲中国石油新疆喀什信德加油站
▲辽宁方圆化机加油站
▲上海巴士一汽公共交通有限公司加油站
▲辽宁方圆北港加油站
(公交)（车卡：1000，人卡：5000）
▲辽宁方圆海月加油站
▲宁波港集团北仑第二集装箱有限公司加地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 24 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029624 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
油站
▲四川射洪宏源加油加气站 ▲山西阳城加油站
▲上海交通投资集团沪太路加油站（公交）（车卡：1000，人卡：5000）
▲辽宁方圆连山加油站 ▲辽宁方圆兴城四号站 ▲辽宁方圆新华加油站 ▲辽宁方圆兴城二号站 ▲辽宁方圆兴城五号站 ▲辽宁方圆北港加油站 ▲ 上海交通投资集团国江路加油站（公交）（车卡：1000，人卡：5000）
部分卡片样张
地址：合肥市新站区胜利北路新鸿安商务广场B309 邮编：230001 25 电话：0551-4230296 4230864 *** 传真：0551-423029625 网址： 邮箱：ts0551@vip.163.com QQ:1020077356 加油站非接触式IC卡卡机联动管理系统技术方案
IC卡电影票(外三则) 篇3
用我发明的IC卡电影票，就可以避免这一问题的发生了：当缴纳电影费用后，卡上的显示屏会出现电影放映的日期、时间和座位号。由于每个座位的扶手上都装有一个电脑识别装置，当在扶手上插入符合要求的电影票卡时，椅子才会自动展开；而且人离开座位时，椅子又会自动收起。
不错吧!这种IC卡电影票还可以反复使用，避免了纸张的浪费。
便于开启瓶子
曾智凡
我发现从超市买回的桔片爽、老干妈、米酒等瓶子特别难开，就连成人看着那光滑的金属瓶盖和玻璃瓶身有时候也是无可奈何。
于是，我想到了在瓶盖外侧面和瓶身下部外壁上设计一些凸起的软橡胶颗粒(见右图)。这些颗粒能有效地增大开瓶时的摩擦力，让人们再也不用为开不了这类瓶子而犯愁了。
照明叉衣杆
冯荣辉
叉衣杆主要是用于方便在高处铁丝上挂、取衣物，但在黑夜没有照明的情况下，由于无法看清需挂或所挂部位，就无法使用叉衣杆来挂、取衣物了。
因此，我发明了一种具有照明装置的叉衣杆，就能从根本上解决这一问题了，具体的方案如下(见右图)：
叉衣杆为内空结构，手持部位的内部有两节五号电池，外部有一开关；在叉头内部有一照明小电珠，小电珠的顶端与叉头圆弧的孔平齐；小电珠是通过导线与电池实现连接的。使用时，打开开关即可照明挂、取衣物了。
带灯吊扇
危填亿
目前吊扇一般安装于顶灯(白炽灯或日光灯)的下方，晚上吊扇工作时，让人感觉照明的顶灯一闪一闪的，很不舒服，长期这样还会对人的视力造成一定的影响。
非接触性IC卡 篇4
经过多年的发展和推广, IC卡已经广泛地应用于金融、电信、国防和公共事业等领域。
IC卡按卡与外界数据传送的形式来分, 有接触式IC卡和非接触式IC卡两种。当前使用广泛的是接触型IC卡, 在这种卡片上, IC芯片有8个触点可与外界接触。非接触式IC卡又称射频卡 (Radio Frequency card) , 它与读卡设备之间无需接触, 采用无线耦合和电磁感应方式与读卡设备之间进行通信[1]。与接触式IC卡和磁卡相比, 非接触式IC卡具有操作方便、读写卡的速度快、防水、防污染、寿命长、能够适应各种恶劣环境等优点。按照工作频率, 非接触式IC卡可以分为低频卡和高频卡两类, 低频卡的工作频率为125 kHz, 高频卡的工作频率为13.56 MHz。兼容ISO14443A的非接触式IC卡的工作频率为13.56 MHz, 卡内无需电池, 其工作电源由空间电磁感应所产生的感应电池提供[2]。Philips公司的Mifare系列非接触式IC卡兼容ISO14443A规范, 具有高强度加密机制, 性能优良, 应用广泛[3]。
读写器是所有IC卡应用系统的必须基础设备, 目前市场上的绝大多数读写器都要与PC机连接才能正常使用, 而且与PC机的接口一般为传统的RS 232接口。在此将讨论采用USB技术的便携式非接触式IC卡读写器的实现方法。
1 便携式USB读写器的硬件原理
这里所设计的便携式带USB接口的IC卡读写器由微控制器 (MCU) 、射频发射和接收处理单元、USB接口电路、电源电路、液晶显示 (LCD) 模块、实时时钟以及外部Flash存储器组成。它的结构如图1所示。
读写器以8位单片机AT89S52作为主控制单元。
读写器的射频 (Radio Frequency) 发射和接收处理单元是单片机与非接触式IC卡之间的“桥梁”, 它一方面可以将单片机发送给IC卡的指令和数据调制在13.56 MHz的振荡信号上, 通过高频天线发射出去;另一方面接收来自IC卡的应答信息, 并将其解调成数字信号传送给单片机, 实现单片机与IC卡之间的双向通信, 它与单片机之间采用并行接口方式连接。
FT245BM是USB接口单元的主要元件, 它是单片机与PC机之间的通信“桥梁”, 其内部包含一个串行接口引擎 (SIE) , 实现数据的并行转串行和串行转并行过程[4]。
DS12C887为系统提供实时时钟, 液晶显示模块HY12864E平时显示时间, 读卡时显示所读到的内容。
上述元器件以周密的逻辑设计配合, 通过程序控制完成对非接触式IC卡的读写。
由于内置了锂离子电池及其充电电路, 因此读写器可以脱机使用, 大大增加了灵活性。脱机使用时, 读卡的同时将读卡记录存储在读写器的闪存中。并可以通过USB接口与PC机进行通信, 以进行PC机对读写器的控制操作, 如发送数据到IC卡、调阅读卡记录等。
2 读写器的硬件电路
2.1 微控制器
微控制器采用AT89S52芯片, 该器件使用Atmel公司的高密度非易失性存储器制造技术, 可以通过一根并口线方便地进行在系统编程 (In System Programming) [5]。
2.2 RC500芯片介绍
RC500是Philips公司为Mifare卡设计的专用读卡芯片, 它是应用于13.56 MHz非接触式通信中高集成度IC系列中的一员。该系列利用先进的调制和解调概念, 完全集成了在13.56 MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。
并行微控制器接口自动检测连接的8位并行接口的类型, 它包含一个易用的双向FIFO缓冲区和一个可配置的中断输出。这样就为连接各种MCU提供了很大的灵活性。数据处理部分执行数据的并行-串行转换。它支持的帧包括CRC和奇偶校验, 以完全透明的方式进行操作, 因而支持ISO14443A的所有层。状态和控制部分允许对器件进行配置以适应环境的影响, 并使性能调节到最佳状态。当与MIFARE Standard产品和MIFARE产品通信时, 使用高速CRYPTO1流密码单元和一个可靠的非易失性密钥存储器。模拟电路包含一个具有极低阻抗桥驱动器输出的发送部分。接收器可以检测到并解码非常弱的应答信号。
RC500的工作频率为13.56 MHz, 它可以在有效的发射空间内形成一个13.56 MHz的交流电磁场, 为处于发射区域的非接触式IC卡提供能量, 同时卡或RC500需要传送的数据信息也被调制在这个频率上[6]。RC500与非接触式IC卡之间能量的传递和数据双向传输的过程是初级和次级两个线圈之间的耦合过程, 从读写器发射给卡的数据信息在调制前采用米勒 (Miller) 编码, 而从卡到读写器的数据信息采用曼彻斯特 (Manchester) 编码。
2.3 FT245BM芯片介绍
FT245BM是一种单片的USB到并行的双向接口芯片。它与单片机之间利用8个双向数据线和4个握手协议实现并行接口。其片内的串行接口引擎和USB协议引擎可以完成USB 2.0规范的所有协议和功能。FT245BM工作时需要一个6 MHz外部晶振, 通过片内的时钟倍频电路可以为SIE提供一个48 MHz的工作时钟, 同时还为片内的微控制器接口单元、串行存储器接口单元提供一个12 MHz的工作时钟。
2.4 硬件电路
带USB接口的非接触式IC卡读写器的硬件电路原理图的主体部分如图3所示。
FT245BM的并行数据总线和AT89S52的P0口相连;它的读写控制信号undefined分别与AT89S52的P3.0和P3.1相连;undefined为发送缓冲区空信号, 与P3.4相连;undefined为接收缓冲区满信号, 与P3.5相连。要从读写器发送数据到PC机, 只需当undefined为低时将WR由高变低即可将数据写入缓冲区, 模块可以自动处理。当PC机通过USB向读写器发送数据时, undefined会变低通知单片机有数据要接收, 通过将undefined由低变高即可读到数据。单片机可以通过中断方式接收来自FT245BM的数据, 由于两个外部中断都被占用, 所以用定时/计数器扩展了一个INT接口[7]。FT245BM的外部连接一个串行的E2PROM (93C46) , 用于存放USB器件标识码、读写器标识符和说明、设备序列号等信息。
RC500内部包含256个可寻址寄存器, 其数据总线与AT89S52的数据总线相连;其复位控制输入信号与AT89S52的P1.6相连, 单片机可以控制RC500复位[8];RC500的输出中断请求与单片机的外部中断INT1相连, 以随时接收RC500传过来的数据。
3 软件的实现
3.1 读写器中单片机的软件
读写器内软件的功能包括等待刷卡、接收并处理接收到的PC传来的数据包、存储刷卡记录、LCD显示相关信息等。软件包括主程序、IC卡读写/密码验证等操作、时间显示以及与PC通信中断服务程序[9]。
主程序和通信中断服务程序的流程图如图4所示。
3.2 PC端的软件
读写器通过USB接口与PC相连, PC端必须安装并运行FT245BM的驱动程序和读写器应用程序。
通过使用FTDI公司提供的虚拟串口驱动程序, 对应用程序, 外设看起来如同一个标准的COM口[10]。设置波特率的命令可以忽略, 因为无论波特率如何设定, 设备总是以它所能达到的最大速度进行传输。同时无需关心USB接口的枚举、端点、管道、事务和传输方式等复杂的问题。
4 结 语
该系统结构简单实用, 在实际运行中具有很高的可靠性, 同时具备一定的可扩展性, 并可以通过USB接口与计算机相连接, 以进行数据通信。由于体积小, 重量轻, 具有很好的便携性, 扩大了其使用范围。在此实现了可脱机使用的便携式的非接触式IC卡读写器。
参考文献
[1]王爱英.智能卡技术IC卡[M].北京:清华大学出版社, 2005.
[2]曹乃森, 孙亚伟.无线射频卡的原理与应用[J].电子技术, 2009 (1) :31-33.
[3]王香和.非接触式IC卡分类及特点分析[J].电子与电脑, 2007 (06) :97-98.
[4][美]Ludwig R.射频电路设计理论与应用[M].北京:电子工业出版社, 2002.
[5]萧世文.USB 2.0硬件设计[M].北京:清华大学出版社, 2006.
[6]何立民.单片机高级教程应用与设计[M].2版.北京:北京航空航天大学出版社, 2007.
[7]Philips Semiconductors.MF RC500-Highly IntegratedISO14443A Read IC[Z].2001.
[8]彭小峰, 张里.基于非接触式IC卡的考勤管理信息系统设计[J].重庆工学院学报:自然科学版, 2008 (10) :161-165.
[9]曾统一, 靳斌.一种基于Mifare卡的射频读写器的设计与实现[J].微计算机信息, 2008 (24) :293-294.
安监局IC卡 篇5
(证书全国通用，网站查询认证，本消息长期有效，外地学员亦可报名）
根据《中华人民共和国安全生产法》第23条规定：“生产经营单位的特种作业人员必须按照国家有关规定经专门的安全作业培训，取得特种操作资格证书，方可上岗作业。”特种作业人员，安全责任重大，必须持证上岗，规范操作。
一、申请培训、办理条件
年满18周岁，身体健康，高中以上文化，直接从事特种作业技术工作、工程技术人员和生产管理人员。
二、证书查询
非接触性IC卡 篇6
随着计算机技术、网络技术、自动识别技术不断发展和成熟, 建立一个采用非接触I C卡高速公路收费系统已经不存在技术上难题。目前在广东、山东、浙江、广西、江西、安徽、福建等省已经建立了相应的非接触联网高速公路收费系统。因此建立辽宁省非接触式I C卡高速公路收费系统迫在眉睫。
1 非接触式IC卡智能高速公路收费流程
非接触式I C卡智能高速公路收费流程是首先在出、入口收费车道安装车牌自动识别系统。车辆在驶入收费车道检测线圈时, 通过车辆检测线圈感应联动, 入口车道摄像机抓拍该车图像, 车牌识别软件利用二值特征和灰度特征相结合的方式, 识别出牌照字符和汉字信息, 进行车型判别。此时驾驶员使用非接触式I C进行刷卡, 将车辆信息 (车辆牌照、通行时间、通过站点、I C卡号等) 存储到计算机中, 同时通过计算机网络将相应信息传送到其它收费站计算机中。同理在出口收费车道, 车道摄像机抓拍该车图像, 车牌识别系统自动提取出车牌号码, 根据车牌号查找相应I C卡, 自动扣除高速公路费, 实现自动收费。
2 计算机网络的设计及硬件的选择
2.1 计算机网络的设计
在非接触式I C卡高速公速收费系统中, 计算机网络是一个重要的支撑平台。计算机网络结构的好坏直接关系到本系统性能的高低。
根据高速公路收费站的分布特点, 本系统网络采用多局域网通过广域网互联结构, 形成一以辽宁省高速公路管理局为中心, 以1 4个地级市为二级网络中心, 以县、区为三级网络中心的三级网络结构。其中省中心到二级网络中心连接采用1 0 0 0 M光纤以太网, 二级网络中心到三级网络中心连接采用1 0 0 M光纤以太网, 三级网络中心到各收费车道和收费站的连接均采用1 0 M以太网结构, 整个网络选用T C P/I P协议作为通用协议。其网络拓扑结构如图1。
由图1可知, 各站收费数据都是将I P数据报封装成以太网帧的方式通过光同步传输网 (即IP OVER SDH, SDH为高速公路专用通信网) , 经过县、市传输到省收费中心。
2.2 硬件的选择
计算机网络系统硬件性能的好坏将直接影响到整个系统的好坏。因此, 在选择计算机硬件时, 应坚持如下原则:一级网络使用高性能的路由器和小型计算机系统, 因为一级网络中数据流量太多, 处理任务太重;二级网络则使用比一级网络中的路由器及服务器性稍差的路由器和服务器, 因为在这层网络中数据流量与一级网络中相比要小, 处理任务较轻;三级网络使用比二级网络中稍差的设备;收费的设备则可以使用高档次的P C机。
3 数据库的设计
高速公路收费业务是每天二十四小时不间断收费, 要求在车道与收费站、收费站与县收费中心、县收费中心与市收费中心、市收费中心与省收费中心通讯中断情况下, 车道、收费站、县收费中心、市收费中心和省收费中心计算机能够独立工作。因此, 收费系统的数据分布在五级结构中, 即车道计算机存放本车道的数据、收费站存放本收费站所有车道的数据、县收费中心存放全县全部收费站的数据, 市收费中心存放本市各县收费中心的数据, 省收费中心存放本全省各市收费中心的数据, 数据在各级冗余存放。这样, 在通讯中断时, 先将数据存放在本地, 待通讯恢复正常时, 再将存放本地的数据上报到上一级收费中心。收费站和收费中心计算机网络构成一个标准的局域网, 前台计算机与服务器构成客户机/服务器体系, 便于收费站、收费中心处理数据。
4 软件的总体结构与主要功能
软件是高速公路收费系统重要组成部分, 因为收费系统的数据处理都是通过计算机软件完成的, 它是收费系统的核心。
4.1 软件总体结构
根据高速公路的营运管理要求和网络结构特点, 收费系统应用软件分为车道模块、收费站模块、县收费中心模块、市收费中心模块和省收费中心模块五级业务处理系统。因省收费中心模块、市收费中心模块和县收费中心模块的业务功能基本相同, 所以结构图中只用一个收费中心模块表示。统软件总体结构如图2。
4.2 软件主要功能
(1) 收费车道模块。
收费运营:收费现场的收费操作。主要包括I C卡读取、图像抓拍等。
安装设置:可以配置车道软件的运行参数。如设置本站代码、入口最近站、入口最远站和车道设备连接情况等。
(2) 收费站模块。
收费管理:各种报表的打印、处理各类非正常卡和I C卡查询。
收费监控:用数字化方式实时监控收费车道的操作情况, 如可实时判断冲卡车、紧急车和其它车辆出入口放行情况是否正常等。
图象抓拍:浏览各车道、广场的图象, 并且对违章车辆、免费车辆抓成数字照片并存储在本地服务器上。
后台处理:处理各站从车道上传的原始数据, 并向传输到其它收费站。
(3) 收费中心模块。
省收费中心模块、市收费中心模块和县收费中心模块的功能基本相同, 因此不再分别讨论。
收费管理:收费系统数据表维护;各类收费参数和费率表的下发;I C卡查询等。
收费报表:对整个系统的报表进行打印。
制卡管理:制作各类I C卡。
图象浏览:浏览整个收费系统各站的图象和抓拍的图片。
后台处理:处理各站从车道上传的原始数据, 生成各种报表。
5 本系统优点
与人工收费系统相比, 本系统具有以下优点。
(1) 系统处理速度快, 信息量大, 使用方便和一卡多用。
由于本系统采用计算机系统处理, 因此处理速度上经人工收费快, 信息量大, 使用I C卡方便快捷, 可以实现一卡多作。
(2) 抗污染能力强。
二维条形码券在高速公路上运行的车辆中如果被污染、变形, 就很容易造成识别困难。由于本系统采用非接触式I C卡, 它将集成电路芯片完全封装在塑料卡片中, 使之不受外界不良因素的影响, 水渍、油污、磁性干扰、外力弯曲变形都很难影响到它的数据读写性能, 从而使用寿命完全接近I C的芯片的自然寿命。
(3) 本系统卫生, 不传染疾病。
由于非接触式IC卡消毒容易, 因此可以有传染性疾病, 保证工作人员的身体健康。
(4) 安全性高, 防伪能力强。
由于I C卡片在印刷作业过程中, 可以通过底纹印刷、微缩印刷、凹版印刷、序号打印、红外线印刷等特殊处理, 来达到防止伪造的目的。每张卡都有独立卡号, 全程联网跟踪, 方便对高速公路的各种违章违规行为的管理。
(5) 价格稳步下降。
6 结语
非接触性IC卡 篇7
我校的学生宿舍条件较为落后,受办学经费紧张的制约,宿舍投入较少,学生用电的模式还是以前的先用电后付费,电费需要人工操表计算,学生交电费也常常排长队,甚至还有不少欠学校电费的学生,电费管理相当的艰难。本设计是在宿舍原电子式电表的基础上,通过加装预付费模块,从而实现先付费后用电的模式。这样既不浪费原来的电表,投入小,又能彻底地解决以上几方面的问题。
1 预付费系统功能实现过程
1.1 预付费模块加装在电表与用户两者之间,实现对用户的用电控制。
1.2 预付费用电过程主要包括预付费和用户用电两个过程。
(1)预付费过程:学生可持IC卡到学校后勤部门买电,购买到的电量储存在IC卡上。(2)用户用电过程:学生将存有电量的IC卡靠近加装模块的数据传输区域,系统会自动地将卡上的电量传到模块的储存器上,同时IC卡上的电量被清零。模块上的显示器会显示电表的用电情况和剩余电量,当预存电量将要用完时,模块将会亮起红色的报警信号,通知学生及时再次持卡购电。
2 系统硬件设计
该模块的功能由单片机控制,实现存电、计电、显示、断/送电等功能,并加上一个射频识别系统的工作,完成非接触式IC卡读写。控制断送电源工作是由继电器电路完成;电量计算由电能计量电路(ADE7755)完成;为单片机供给直流电源由稳压电源电路完成;EEPROM电路完成存储用户用电量和剩余电量的数据的功能;显示功能由四位LED显示电路完成;IC卡的工作由射频识别系统电路完成。
2.1 HT48R50A-1单片机的使用。
可以用于本设计的单片机非常的多,常用的就有ATMEL的AT89C51,而本设计采用台湾HOLTEK(合泰)的HT48R50A-1。该单片机是一款八位高性能精简指令集单片机,专为多输入输出控制的产品设计,拥有低功耗、I/O口稳定性高、定时器功能、振荡选择、省电和唤醒功能、看门狗定时器、蜂鸣器驱动、以及低价位等优势,可以广泛地适用于各种应用,例如工业控制、消费类产品、子系统控制器等[1]。
2.2 射频卡读/写器介绍。
射频卡读/写器的关键芯片是射频卡基站芯片,它主要用于完成数据的调制、发射和射频的接受以及数据的调解任务。本设计采用由ATMEL公司生产的U2270B芯片,它是一种低成本、性能完善的低频(100~150k Hz)射频卡基站芯片。
2.3 电表电能计量电路。
本设计中的电子式电能表使用的是ADI公司的AD7755。从电流传感器和电压传感器传来的电流和电压信号分别由两个16位的A/D转换器转换成数字信号。电流通道中的高通滤波器用于滤除电流信号中的直流分量,以便消除直流分量对有功功率计算的影响。电压信号则与电流信号在乘法器相乘后,输出信号经低通滤波器滤除其中的交流分量.剩下的直流分量即为瞬时有功功率。此信号经过数字/频率转换器转换成与平均有功功率成比例的低频脉冲信号并从F1和F2端输出。这样CF端输出的脉冲频率就与瞬时有功功率成比例[3]。
频率输出CF端连接单片机计数器,单片机在内部定时器设定的积分时间内对CF输出的脉冲计数,平均功率正比于平均频率,由下式确定:
平均功率=平均频率=脉冲个数/积分时间
在一个积分周期内消耗的电能为:
电能=平均功率×积分时间=(脉冲个数/积分时间)×积分时间=脉冲个数
2.4 稳压电源电路。
本设计的稳压电源电路是采用的是小功率单相桥式整流滤波电路,主要为单片机HT48R50A-1和AT24C02芯片(EEPROM)提供5V电压。
2.5 显示电路。
本设计的显示电路是一个由动态扫描方式来控制实现显示的四位共阴极七段显示器,主要是用来显示用户的用电量和剩余电量。其中,用电量和剩余电量都是分二段显示,每一段都显示四位。而所谓动态显示,就是一位一位地轮流点亮各位显示器。
2.6 继电器电路。
本设计的继电器电路是采用磁保持继电器(MB302)来实现对接触式IC卡预收费电度表的用户供电的控制,即控制用户用电的断开与接通。而磁保持继电器的触点开、合状态由永久磁钢产生的磁力保持,当继电器的触点需要开(或合)状态时,仅需要用正(或反)向直流脉冲电压激励线圈,继电器即可完成开(或合)的状态转换。此时,线圈不需继续通电,仅依靠永久磁钢的磁力来保持继电器的状态。对于磁保持继电器的控制,需要一定能量的双向脉冲信号驱动才能完成接通和切断的动作。
2.7 EEPROM电路。
本设计的EEPROM电路是采用常用串行EEPROM存储芯片AT24C02,它具有I2C总线接口功能,功耗小,电源电压宽(2.5~6.0V),工作电流约为3m A,静态电流随电源电压不同为30~110u A。在本设计中,AT24C02主要用来保存用户的用电量和剩余电量的数据。单片机一方面在用户用电的过程中随时对AT24C02进行读写从而获得用户用电的数据,另一方面通过计数器对ADE7755输出的脉冲进行计数,从而动态地完成用户的电能计量的功能。
3 结束语
总之,把非接触式IC卡与计量准确度比较高的电子式电度表相结合,以单片机作为主控单元来控制和实现预付费和显示电量的功能。在改动小,成本低,投入少的情况下,通过加装模块实现了预付费的管理功能,方便了学生和后勤管理人员。
摘要：在学生宿舍传统的电子式电表上,结合单片机和非接触式IC卡的功能,设计一种基于单片机的非接触式IC卡预付费电表的加装模块,从而在不更换电度表的基础上实现了一种先缴费,后用电的预付费用电方式,使学生宿舍的电费实现更高效的管理。
关键词：非接触式IC卡,预付费模块,单片机
参考文献
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非接触性IC卡 篇8
身份证作为真正意义的跨行业和跨地区的“一卡通”正在从理论走向现实[1,2,3],但是身份证不可能任何人在任何时间都能持有,而各行业为保证能在任意时间为任意人服务就不可避免的需要一种系统内部使用的“一卡通”专用卡介质。 由于一个系统使用两种卡介质存在多种兼容性难题,限制了身份证作为“一卡通”介质的广泛使用。
我院于2013年9月直接使用身份证作为门诊就诊卡介质后,濮阳市人民医院和齐鲁医院青岛院区于2013年12月、 昆明医科大学第一附属医院于2014年1月也分别进行了身份证直接作为就诊卡介质的尝试,由于直接使用身份证对病人来说方便、对医院来说节省资金[4],此模式已经被患者和医院广泛接受。但是患者群体具有多样性,不可能要求所有患者必须携带身份证就诊,或者由于身份证丢失补办期间或就诊时忘记携带等原因,医院必须提供一种院内专用卡介质(磁条卡、条码卡、接触IC卡、非接触IC卡等) 供此类人群和使用身份证作为就诊卡介质的人群同时在一个系统内使用,而且在不同时间使用不同介质的卡时还必须能够继续使用以前的卡介质产生的就诊记录及消费余额,这就要求“一卡通”系统在设计时必须考虑两种卡介质的兼容性问题,否则不是给患者造成不便(如某些医院两种卡介质不能互相挂失补办或者使用多个不同的读卡位置), 就是给就诊卡内资金安全带来风险(某些医院相同身份证号码的新旧两张身份证可以同时使用)。我院在设计、运行过程中解决的主要问题详述如下,供同行参考。
本文中“就诊卡”是指患者在医院就诊过程中使用的身份证或者院内专用卡 ;“身份证”是指用身份证作为卡介质在医院“一卡通”系统注册成的就诊卡 ;“院内专用卡” 是指使用非接触式IC卡作为卡介质在医院“一卡通”系统注册成的就诊卡。就诊卡可以使用两种卡介质,但是同一人在同一时间只能持有一种介质的就诊卡,而不同的人在同一时间可以使用两种介质的就诊卡。
1院内专用卡的介质种类和读卡器的选择
从理论上来说身份证可以和磁条卡、条码卡、接触IC卡、非接触IC卡等多种卡介质兼容使用,只要配备相应的读卡器即可[5],但是从方便患者操作使用的角度来说,不管用什么卡介质都能使用完全一致的操作方法会极大地降低自助设备的使用难度。身份证属于非接触式IC卡,而且现在市场上已经有了身份证和非接触式IC卡二合一的读卡器,可以在同一个读卡位置读取两种类型的卡,如果院内专用卡介质采用非接触式IC卡并且使用二合一读卡器就能统一两种卡的具体操作方法,减少患者因为不知道应该将卡放在哪个读卡器上而产生的迷茫。我院就使用了非接触IC卡作为院内专用卡介质同时使用了二合一读卡器作为读取身份证和院内专用卡的读卡器。
2患者唯一标示的建立
医院信息系统(HIS)中患者ID是唯一识别某人的标示符,同一人ID号应该终身不变,同一人的所有相关记录都要与此标示关联,而不管此人是使用身份证就诊还是使用院内专用卡就诊。虽然身份证号码或者院内专用卡上印刷的号码是唯一而且不重复的,理论上使用身份证或院内专用卡号码作为患者主索引ID是可行的[6],但是考虑同一人在不同时期可能需要分别使用身份证和院内专用卡,或者院内专用卡有在不同患者间重复使用的可能(比如院内专用卡挂失后被捡到的卡、全额退款并注销的卡),所以使用身份证号码或者院内专用卡号码作为患者ID并不合适, 患者标示必须与卡号没有必然联系。我院使用自定义无重复的序列号建立患者主索引ID,患者主索引同时还记录患者卡号,患者卡号是身份证号(使用身份证注册时)或者是非接触IC卡上印刷的卡号(使用院内专用卡时),患者ID与患者卡号彻底分离,而且同一患者的主索引可以有多条记录,每次补卡、换卡都生成一条新的记录,多条记录的患者ID相同,但是只能有一条记录处于在用状态(这里要求将“患者ID”和“在用状态”两个字段作为联合主键), 这样就能实现同一患者在身份证和院内专用卡之间互换使用,或者让同一个院内专用卡在患者A全额退款并注销卡后马上可用于新患者B的注册,达到院内专用卡的补办及重复使用目的。
3院内专用卡介质印刷卡号的选择
很多医院直接使用非接触式IC卡中位数很长又难于记忆的卡序列号作为卡号,虽然大多数就诊环节都可以很方便的用读卡器完成卡号的读取,但是电话咨询、网络服务等环节要让病人输入很长的卡号是极易出错的。我院采用的方法是在制卡时让厂家按特定规则生成8位的纯数字卡号,並将其写入院内专用卡的某一扇区,建卡时将此扇区的记录而不是卡序列号作为卡号,同时将此卡号印刷到卡介质上让患者在电话或网络服务时很容易识别并输入。身份证作为就诊卡介质时,身份证号码就是卡号。电话、网络服务时先根据卡号在患者主索引中提取患者ID号码,然后根据ID号码提取患者信息。
4就诊卡两种卡介质之间互相挂失和补办的流程
卡介质不可避免的存在丢失、损坏的可能,补卡、换卡是“一卡通”系统必备的功能。身份证注册为就诊卡时, 将身份证号作为卡号建立患者主索引,身份证丢失用院内专用卡补办时将院内专用卡卡号作为新卡号再建立一条患者主索引并将原来身份证建立的主索引设置为失效。此时再用读卡器读取身份证就会因为没有相关有效记录而拒绝服务,从而防止患者的身份证丢失被别人捡到后非法使用。 而新建的患者主索引由于使用新院内专用卡卡号并使用原来的患者ID,所以能继续使用原来身份证作为就诊卡时产生的相关记录及消费余额。院内专用卡注册后丢失或者忘记携带,用身份证补办时记录身份证号码作为新卡号但保留原患者ID同时将原记录设置为失效。同种卡介质之间的补卡、换卡原理一样。
5号码相同的新、老两张身份证的使用限制
院内专用卡的补卡、换卡等操作完全由HIS控制,而身份证的补卡及到期换卡完全由公安机关控制,而且公安机关并不公开相关信息数据库,所以HIS并不能实时更新身份证的相关信息,如果某患者身份证丢失后补办了1张新身份证,这2张身份证号码是完全一样的,此时老身份证在自助设备上刷卡如果能正常使用就是非常严重的漏洞[7]。 为了识别号码一样的新、老2张身份证,我院采用的办法是在患者主索引中记录身份证有效期限的“起始日期”,在进行身份证读卡操作时不但读取身份证号码同时还读取身份证的起始日期,如果读取的起始日期等于患者主索引中记录的起始日期就判断为合法并进行后续操作 ;如果读取的起始日期晚于患者主索引中记录的日期(新身份证的情况)也判断为合法并且将较晚的起始日期更新到患者主索引中然后进行后续操作 ;如果读取的起始日期早于患者主索引中记录的起始日期(老身份证的情况)就判断为非法同时中断操作并提示此身份证已经失效。这样的软件流程实现了办新身份证后患者完全不需要作任何专门的处理, 只需要和往常一样使用一次就能启用新身份证并自动停用老身份证。如果要自动限制超过有效期限的身份证不能使用也可以在患者主索引中记录身份证有效期限的结束日期同时在读卡时做判断,只是此时要注意的是有效期为长期的身份证“结束日期”并不是特定日期,而是一个空值, 在记录此日期和读卡判断时要专门处理。
非接触性IC卡 篇9
1 系统组成
通用读卡器功能较为简单, 通过执行上位PC机的命令, 对卡片进行简单的读写操作。故这类读卡器的系统组成也较为简单, 由主控制单片机、通讯芯片、读卡芯片、终端验证这四部分组成。
而门禁读卡器是专用读卡器, 是通用读卡器的一种扩展运用, 是门禁控制系统中十分关键的组成部分, 它的功能就是对待通过人员进行身份核实, 从而决定各重要场所出入的大门的开关。每个被门禁读卡器所控制的门上都安装有电子锁, 门禁读卡器就是通过给输出继电器发送信号来控制电子锁对重要场所的门进行开关。当用户需要通过门禁读卡器控制的大门时, 需要通过读卡器对所持卡片的信息核实才可以通过大门, 或者采用直接输入密码的方式出入。
该门禁读卡器系统以PIC16F877控制模块、MFRC500读写模块为核心, RS485通信模块、存储模块、时钟模块、天线模块、电源模块、人机接口模块 (LCD显示电路和矩阵键盘电路) 和蜂鸣器报警模块等组成辅助模块, 系统组成框图如图1所示[2]。读写器与非接触式IC卡的数据交换, 通过在射频场中天线线圈之间的耦合, 建立无线链接完成。
2 工作原理
本设计方案采用的非接触式IC卡是MIFARE1 IC射频卡, 以P h i l i p s公司的S 5 0系列芯片为核心, 并采用了国际上常用的ISO14443 TYPE A非接触式接口标准[1]。S50上内建有8K存储容量的E2PROM并划分为16个扇区, 每个扇区划分为4个数据存储块, 每块16个字节, 以块为存取单位, 每个扇区可由多种方式的密码管理。每张射频卡都有唯一的序列号, 字节数为32位[1]。除此之外, 该系列芯片具有防冲突机制, 支持多卡操作。其主要电路包括RF射频接口电路和数字电路这两部分, 其功能框图如图2所示。片内无源, 工作的电源能量由IC卡读卡器天线发射无线载波信号, 耦合到卡片上的天线而产生。
当MIFARE卡进入读卡器的射频场时, 单片机PIC16F877发出请求, 通过对读写模块中MFRC500芯片特殊内存寄存器的读写来控制读写模块与MIFARE卡建立连接, 进行读写操作。MFRC500实际上是PIC16F877与射频卡之间进行信息交换的“中间人”。任何卡片上数据读写均须通过MFRC500来传递。传送不同类型的指令给MFRC500, 就能实现对MFRC500的控制。读卡器发给卡的数据信息在调制前采用的是米勒编码, 而卡发给读卡器的数据信息采用的是曼切斯特编码[7]。
3 系统硬件设计
3.1 控制芯片的选择
此读卡器系统选择的控制芯片为Microchip公司的PIC16FXX系列中的PIC16F877芯片。由Microchip公司推出的PIC16FXX系列单片机, 采用了精简指令集RISC结构, 具有高速度、低功耗、低电压、大电流LCD驱动能力等优点。其次, 这个系列的单片机采用的是双总线结构, 也称为哈佛结构。这种结构将程序总线和数据总线分开, 使得取指令和取数据同时进行。由于哈佛结构将指令空间和数据空间分开, 使得单片机能在取指令的同时执行另一条指令, 从而实现流水作业[3]。
相比之下, PIC单片机芯片要优于MCS-51单片机芯片, 可体现在如下三个方面[3]:
(1) 总线结构。MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型, 计算机在同一个存储空间取指令和数据, 两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构, 指令空间和数据空间是完全分开的, 一个用于指令, 一个用于数据, 由于可以对程序和数据同时进行访问, 所以提高了数据吞吐率。PIC单片机的程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线是8位, 但指令总线分别为12、14、16位。 (2) 流水线结构。MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构, 两种操作不能同时进行;而PIC单片机的取指和执行采用双指令流水线结构, 也就是可以同时进行取指和执行两种操作。 (3) 寄存器组。PIC单片机的所有寄存器, 包括I/O口、定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式, 而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。
综上所述, PIC16F877单片机运行处理效率高、数据吞吐率大, 故本设计方案选择了PIC16F877芯片作为主控制芯片。
3.2 MFRC500模块
MFRC500是应用于13.56MHZ非接触式通信中高集成读卡系列, 内嵌ISO14443协议解释器, 它支持ISO14443中TYPEA通信标准, 支持使用MIFARE高波特率的非接触式通信。该读卡芯片内部结构由并行微控制器接口、双向FIFO缓冲区、中断、数据处理单元、状态控制单元、安全和密码控制单元、模拟电路接口及天线接口组成;MFRC500外部接口则包括数据总线、地址总线、控制总线、电源等[4]。MFRC500的并行微控制器接口自动检测连接的8位并行接口的类型[5]。它包含了一个双向FIFO缓冲区和一个可配置的中断输出, 这样就连接各种单片机提供了很大的灵活性。数据处理部分执行数据的并行—串行转换。状态和控制部分允许对器件进行配置以使性能调节到最佳状态。模拟电路包含一个具有非常低阻抗桥驱动器输出的发送部分, 这得最大操作距离可达10cm, 接收器可以检测到非常弱的应答信号[6]。
3.3 电源模块
该读卡器系统内所有芯片的工作电压均为5V, 而读卡器是通过电源插头直接接入电压为220V、频率为50HZ的市电, 故该系统需要一个降压稳压电路为芯片提供稳定在5V的直流电。在仔细考虑后, 决定采用常用的降压稳压电路7805电路。该电路结构简单, 易于实现, 成本较低, 且功能较为稳定, 故非常符合读卡器系统的要求。由于具体电路比较常见, 这里不再赘述。当所需电流超过稳压器标定值时, 可采用外接功率管的方法来进行扩流。
3.4 单片机与MFRC500模块接口电路
PIC16F877单片机与MFRC500模块的数据通信是通过SPI三线串行总线实现的, 其中三线分别为片选线SS, 时钟线SCLK和数据线SDATA, SS和SDATA是双向的, 而SCLK是单向的。时钟只能由主控制器PIC16F877单片机产生;SS为数据发送使能, 若一方有数据要发送给另一方, 则该方控制SS线为低电平, 并在发送结束后将该线置高电平, 接受方不得控制该线, 双方必须遵守通信协议, 不得同时控制该线;SDATA为数据线, 由数据发送端控制, 数据接受端必须释放该线。该线在一次传输开始时还同时为数据接受端的响应信号。
通信的起始者是PIC16F877单片机, 应答者是MFRC500读写模块。完整的通信过程应该是, 先由单片机向读写模块发送控制和数据信号, 读写模块执行完单片机所要求的命令后, 将命令执行的状态和响应数据反馈给单片机。开始通信前, 单片机和读写模块必须都处于空闲状态。读写模块的RST接外部PIC16F877的I/O口, 这样在读写模块出现异常时可由单片机强制复位。之后, 单片机向SS控制线发送下降沿信号, 等待读写模块在SDATA数据线上的响应。若在规定时间内SDATA数据线未响应, 则单片机终止本次传输, 将错误代码返回给主程序, 由主程序进行错误处理。若SDATA数据线正确响应, 则单片机可将命令和数据发送至读写模块。PIC16F877等待读写模块发回的状态和响应数据, 若在规定时间内未响应, 则终止本次传输, 且向主程序报告错误。若SS控制线信号正确响应, 则单片机可接收状态和数据[7]。
3.5 人机交互模块
该人机交互模块包括LCD显示和矩阵键盘电路, 通过读卡器的识别功能达到对IC卡进行读写和系统设置的功能, 使得能自动识别待通过人员的身份并进行对重要场所门的开关操作。LC D采用ACM1602A芯片, 基控制器大部分为HD44780, 1602液晶模块内部的字符发生存储器 (CGROM) 已经存储了160个不同的点阵字符图形, 这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写和常用的符号, 能有效显示人员信息和反馈读卡信息。键盘电路由2*8的矩阵键盘所构成, 该矩阵键盘直接插接在电路主板上的一个10针扩展插槽上[8]。
3.6 通信模块
PIC单片机与PC上位机进行数据交换时, 采用RS485串行通信, 通信接口采用RS485总线。电路设计时采用MAX491芯片将单片机的串口数据转换为RS485信号输出。
4 系统软件设计
由于C语言具有编程效率高、软件调试直观、维护升级方便、程序重复利用率高和程序跨平台移植性高, 所以本设计方案采用C语言来进行软件开发。该系统软件设计是在MPLAB IDE开发环境中进行开发, 可以分为两个部分:对MFRC500读写模块应用程序的开发和对读卡器其他辅助电路的应用程序开发[9]。前者包括:主控程序、PIC单片机初始化程序、读卡器核心模块MFRC500子程序、防冲突子程序和数据块操作子程序等;后者包括:LCD显示子程序、键盘驱动子程序和蜂鸣器驱动子程序等。门禁读卡器的软件设计流程, 见图3。门禁读卡器的软件设计需要依据其工作处理的过程, 具体步骤如下所述。读卡器系统启动后, 先对单片机和MFRC500读写芯片进行初始化处理, 初始化主要目的是清空芯片中各种标志位和数据寄存器, 防止之前的数据对以后判断产生影响, 打开PIC单片机中断。初始化后, 读取时钟芯片第一个RAM空间内的数据。判断读卡器系统内的日志信息是否己经存满, 如果存满, 就与上位机进行远程通信, 发送错误信息, 请求上位机提取所有日志信息。提取完成后, 清空RAM中的所有数据信息, 然后开始正常工作。如果RAM中的数据未存满, 读卡器则等待卡片。当有MIFARE卡进入读卡器的射频范围, 关闭PIC单片机中断, 这使得读卡器在工作时不接收上位机的任何指令。关闭中断后便开始通过PSAM卡和该卡片鉴权, 如果不通过则在LCD显示屏上显示相应的错误信息。通过读取卡片的序列号和带通过人员的信息, 检查卡片是否在黑名单中。如果在, 则在液晶显示屏上显示相应的错误信息;如果不在, 蜂鸣器长响一声后开门并将所有信息存在存储模块中, 将时钟芯片内的日志数量加l。
5 结语
本文提出并验证了一种针对门禁系统、基于PIC单片机的非接触式IC卡读卡器的设计方案, 能实现对待通过人员的身份识别, 对大门进行自动开关, 性能稳定可靠。除此之外, 制作较为简单, 成本较低。但是在应用中, 还有可改进之处, 例如:读写芯片可改为采用遵守ISO14443 TYPE B标准的MFRC531芯片, 这样可以提高通信效率、更易于实现软件编码、形成电路更简单。
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非接触性IC卡 篇10
现有的车辆在进入小区或停车场时，需取用住宅区车辆管理IC卡或停车场用IC卡，出入需要将该IC卡放置读卡器前进行感应刷卡。现有的读卡器，其设置于闸道边，所以车辆过闸时慢速靠近暂停，待感应完毕后离开。但是，往往有些驾驶人员在靠近时为了避免擦碰，导致停车较远，伸手后也无法持卡感应，只能开车门下车感应刷卡。这样给驾驶人员带来了不便，同时也影响过闸速度，导致车辆过闸拥挤。
本文在综合分析上述存在问题之后，综合运用地感，红外定位，超声波测距，单片机控制等技术，设计了一种基于非接触式IC卡的移动式车辆感应读卡器，其采用传动部带动读卡盒移动，从而自动调节读卡盒与驾驶人员的距离，避免停车较远而无法车内手持感应刷卡，具有识别度高、智能、人性化、使用方便、可扩展性好等特点，有很好的开发应用价值。
随着对企事业单位，住宅小区、公共停车场的车辆管理水平要求的提高，为使车辆进出方便、快捷、安全，采用高科技产品实现车辆智能管理是发展的必然趋势。
2 读卡器整体设计
2.1 读卡器结构框图及功能描述
该新型移动式车辆感应读卡器包括主体及设置于该主体上的读卡盒；所述主体包括承载部、控制部及传动部；所述传动部与所述读卡盒相连，并带动所述读卡盒移动；本读卡装置还包括与所述控制部相连的地感机构和测距机构，读卡器的结构如图1所示。工作原理为：地感机构采集信号，得知是否有车辆要求进入停车场；超声波感测车辆的位置信号；红外感测车辆内的人体信号，以上信号均传输至控制部，经过运算确定车辆与所述读卡盒之间的距离、人体与所述读卡盒之间的距离，进而产生相应的信号控制传动部进行读卡器的灵活移动，完成驾驶人员无需下车，轻松刷卡出入的便捷。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：采用传动部调节读卡盒与驾驶人员的距离，从而方便车内伸手持卡感应。另外，利用红外感测机构确定驾驶人员离读卡盒的距离、超声波感测机构确定车辆与读卡盒的距离，从而合理改变驾驶人员与读卡盒的距离，不会太近易擦碰，亦不会太远需费劲伸手操作，很好的实现了车辆的进出方便、快捷、安全。
2.2 控制部分介绍
单片机系统是控制部12的核心, 它完成地感信号、测距信号的读入及分析、射频卡号的读入及分析、传动部13的控制等功能, 根据本系统的功能要求和性价比的综合考虑, 我们采用ATMEL公司AVR系列单片机的Atmega16L作为主控芯片，它是基于RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，具有以下特点：
2.2.1 数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
2.2.2 AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，所有的寄存器均直接与运算逻辑单元相连，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。
2.2.3 具有使用寿命为10000次擦写循环的16K字节可编程Flash，以及读写寿命至少为10万次的E2PROM数据存储器。
2.2.4 可对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。
可见，该款单片机便于新产品开发，高速度、高保密性，低功耗，抗干扰能力强，是一款符合本设计的性价较高的单片机。
2.3 非接触式IC卡
非接触式IC卡又称射频卡，在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，从而达到自动识别物体的目的。它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源 (卡中无电源) 和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，与接触式IC卡相比较，非接触式IC卡具有以下优点：可靠性高，非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障；操作方便、快捷，由于使用射频通讯技术，读写器在10cm范围内就可以对卡片进行读写，没有插拔卡的动作；全防冲突，非接触式IC卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前己将此序列号固化，不可更改。世界上没有任何两张卡的序列号会相同。非接触式IC卡读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡也验证读写器的合法性。IC卡具有方便、实用、经济等特点，适合用于车辆识别。
3 实例分析
传动部为该移动式车辆感应读卡器的关键部分，在实际应用中，传动部可设计为仅含线性移动机构，或转动机构加线性移动机构的结构，分别如图2, 3所示。两种结构原理类似，下面结合图例，以含转动机构读卡器为例，说明具体实现方式及工作原理。
如图3所示，是传动部13包括所述传动部包括转动机构和线性移动机构的结构示意图。所述线性移动机构包括转动设置于所述主体上的第二导轨120、与所述第二导轨120相配合的第二导杆121，所述读卡盒2固定于所述第二导杆121的外端；顺着所述第二导杆121的延伸方向设置有第二齿条122，固定于所述第二导轨120上的第二移动电机123经传动齿轮与所述第二齿条122相啮合，固定于所述主体1上的转动电机124驱动经传送机构与所述第二导轨120相连，并带动该第二导轨120转动。
其工作原理是：读卡盒2根据其前方停车情况，自动不定向伸缩移动。当地感机构3感测出有车辆进入闸道口，超声波感测机构42检测车辆与读卡盒之间的距离，红外感测机构41检测最近人员离读卡盒的距离，若检测距离与控制部内预存储的有效距离相符，即在一定范围内，人员伸手能够刷卡操作，则读卡盒保护不动，待人员自已伸手刷卡；若检测距离为控制部内预存储的无效距离，即人员位于车内伸手无法操作的处境，此时读卡盒向前方移动，缩小读卡盒与人员两者之间的距离，从而使读卡盒位于人手可操作的范围内。
当控制部判断读卡盒需移动时，首先确定其移动的方向，即车辆人员与读卡盒正前方之间的夹角，这样控制部向转向电机发出信号，由转向电机输出带动第二导轨转动相应的角度，使读卡盒正对着车内人员；控制部向第二移动电机输出信号，由其经第二齿条带动第二导杆移动，即实现位于第二导杆外端的读卡盒正对车内人员移动。
本实用新型采用传动部调节读卡盒与驾驶人员的距离，从而方便车内伸手持卡感应。另外，利用红外感测机构确定驾驶人员离读卡盒的距离、超声波感测机构确定车辆与读卡盒的距离，从而合理改变驾驶人员与读卡盒的距离，不会太近易擦碰，亦不会太远需费劲伸手操作。
4 结束语
随着对企事业单位，住宅小区、公共停车场的车辆管理水平要求的提高，为使车辆进出方便、快捷、安全，采用高科技产品实现车辆智能管理是发展的必然趋势，本文本系统是射频识别和自控技术对传统停车场管理系统读卡器的拓展，在实际试用中起到了很好的智能管理效果，使车辆进出方便、快捷、安全，同时系统有很好的扩展性和移植性，只须进行简单的电路增改，即可对现有的停车场系统进行优化应用，该设计的原理和思想可用于其他读卡器系统，具有较高的应用价值。
摘要：本文针对现有车辆感应读卡器因固定不可动带来的使用不便捷, 设计了一种基于非接触式IC卡的移动式车辆感应读卡器, 以ATMEL公司的ATmega 16L微处理器、非接触式IC卡、超声波测距和红外定位为核心, 可实现驾驶员不必下车即可实现读卡操作的功能。本文详细阐述了移动式车辆感应读卡器的结构和实现, 该系统具有智能、便捷、人性化等特点, 具有较高的应用和开发价值。
关键词：移动式车辆感应读卡器,非接触式IC卡,超声波测距,红外定位
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