公交IC卡读写器硬件组成

2013-09-09 18:07:47 诺塔斯智能科技 333

     目前经常接触到的IC卡有两种:接触式的和非接触式 的IC卡。接触式的IC卡通过机械触点从IC卡读写器获取能量和交换数据;非接触式IC卡通过线圈射频感应从读写器获取能量和交换数据,所以又称射频卡。目前在 社会上常见的是接触式IC卡。它具有存储量大(以兆为单位),保密功能强(有多重密码设置和认证功能),可实现一卡多用。但是,这类卡的IC卡读写操作速度较 慢,操作也不方便,每次读写时必须把卡正确地插入到读写器的口槽才能完成数据交换,这样,在公交、考勤等需要频繁读写卡的场合就很不方便,而且读写器的触 点和卡片上IC卡的触脚暴露在外,容易损坏和搞脏而造成接触不良。

     公交收费系统结构复杂,环节较多,因此,公交非接触 IC 卡的读写器至少应包括公交售卡机、公交车载机和公交制卡机三个读写器。除了售卡机要求有键盘外,其余的硬件组成大体相同。图1为非接触IC卡及其读写器硬 件电路原理图,主要由MMM微模块、单片机、键盘、显示、存储器、天线和监控电路以及与PC机通信的TC232串行通信接口电路等部分组成。

   (1)单片机系统
  
    单片机采用89C52。它片内有8KB的ROM,256字节的RAM以及有32个I/O口。P1口与串行器件24C64和显示、报警电路连接;P0口与MMM微模块相连,用作数据线;P2口用作4×4键盘;P3口用于读写控制和中断。

    (2)键盘电路
  
    键盘接口电路用P2口接成4×4结构,共16个键。其中数字键10个,功能键2个,退格键和回车键各1个,有2个键暂时未用。 功能键有查询和通信两键。
  
    查询键:售卡员可以通过此键查询售卡金额和售卡记录数。
  
    通信键:由于读写器的存储量有限,因此读写器每售卡一段时间,应将读写器中的数据通过RS-232串行接口与PC机通信,以便回放和清空读写器中的数据。数据回放到PC机中后,通过分析处理,形成各种报表,以便公交公司及时掌握售卡情况。

   (3)显示电路
  
     显示部分采用数码显示,利用串行输入BCD码--十进制译码驱动显示器件MC14499来完成与单片机系统的显示接口,以显示读写器工作状态、输入的数据 或读出IC卡中所剩余以及出错信息等。此器件主要有1个20位移位寄存器、1个锁存器、1个多路输出器。多路输出器输出的BCD码经段译码器译码后,换成 七段码(abcdefg)和小数点DP送到段驱动器输出。

    (4)存储器
  
    读写器中设计了存储器。存储器选用24CXX系列的串行E2PROM。在售卡机中主要存放卡号、售卡员号、售卡金额、售卡日期、售卡总金额和售卡总记录 数;在车载机中主要存放乘客IC卡号、司机号和刷卡总数等信息。显示用MC14499驱动4位共阴数码管。正常工作后,每隔一段时间要把读写器拿到公交管 理中心将读写器储存的信息回放到PC机中保存处理。读写器中存储器可采用24C64,其存储量为8KB,如有需要也可用容量更大的存储器如24C128或 24C256等。

    (5)监控电路
  
    监控电路采用DS1232L芯片。它是个看门狗定时器,其功能是:上电和掉电时给89C52产生RESET信号;看门狗对系统进行监控,防止死机。

    (6)非接触式IC卡
  
    非接触式IC卡选用Mifare卡。其工作频率为 13.6MHz,存储量为1KB分16区,每区2套密码,每个区的存储区域相互独立,因此每区可用作一种用途(第0区一般不用)以实现一卡多用。由于 Mifare卡密码验证机制严密,保存的信息比较可靠安全,可以擦写几万次。 

    Mifare卡的16个区,每区又分4块,每块16字节。在售卡机中用第1区作用户储值块,其中第0块存放身份号,第1~2块存放价值,第3块存放两套6字节密码和4字节读写访问条件。