地鐵AFC系統中的票卡讀寫器設計探討

焦科杰

【摘要】本文主要分析了地鐵AFC系統中的票開讀寫器設計方案，重點結合地鐵AFC系統中票卡讀寫器的系統構成與實際情況分析其工作原理，其可以有效提高地鐵AFC系統的服務水平，提高地鐵運營效率。通過探討地鐵AFC系統中票卡讀寫器的設計，不斷推進地鐵AFC系統中票務功能的完善。

【關鍵詞】地鐵;AFC系統;票卡讀寫器;設計

1 地鐵AFC系統中票卡讀寫器系統設計

據有關調查顯示，我國大多數地鐵AFC系統的票卡讀寫器系統設計當中，主要是基于票卡和讀寫器的功能設計以及應用角度來推進其設計的優化，進而完成票卡處理業務。下面針對讀寫器以及票卡的不同功能和發展實踐展開分析。

1.1票卡設計

在現階段地鐵AFC系統中的票卡應用當中，主要是在單程卡、儲值卡等介質基礎上，利用票卡加密技術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。而票卡的功能結構作用見圖1。

結合上圖，在票卡的功能結構當中，主要是利用射頻接口完成能量的接受以及通信信號的調制工作;并通過數字電路的方式，做到票卡的反碰撞處理;同時及時完成信號解密和數據的存儲。

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：通過內部發送器來驅動天線完成信號能量接受，利用信號接收器完成通信的解調和調制工作

1.2 讀寫器設計

在讀寫器設計過程中，其主要以讀卡、傳輸、調試以及守護為任務目標，通過自動、主動式的讀卡操作，完成對于票卡信息的錄入以及信息數據傳輸。此后，通過上位機的指令信號，將讀卡器的信號向上發送。在整個過程中，調試和守護的主要目的就是監控讀寫器的運行狀態，做好運行情況的守護。

2地鐵AFC系統中票卡讀寫器的設計方法

結合地鐵AFC系統中票卡讀卡器的系統設計規劃，分析其設計方法是以讀寫器設計為中心，通過功能的完善提高與票卡的適配性，從而推動票卡讀寫器系統的完善。結合讀寫器設計的主要目標，分析其設計方法，是基于不同的讀卡器設計電路而分析其設計情況。主要的設計方法如下：

2.1任務設計

對于讀寫器的任務設計，是以其系統目標為基礎，通過進一步細化其讀卡、傳輸、調試和守護功能，不斷完善票務讀寫器的性能。常見的數據任務傳輸中，是以票務信息判斷為依托，通過分析其是讀卡任務或者寫卡任務的信息類型，開展下一步的操作。其中，對讀卡任務的執行，是當出現新的票卡信息之后，利用數據傳輸功能實現信息向上位機的傳輸，并做好數據的儲存工作。此外，在寫卡指令的執行中，是通過上位機指令的傳輸來做好協議的解包以及讀卡程序的執行;同時，在寫卡過程中防止出現用戶中斷寫卡的行為，進而實現讀寫卡任務的最終完成。

此后，在調試任務當中，則通過調試票務讀寫系統的應用程序、監控讀寫卡操作流程的方法，對于設備的調試信息進行傳輸和日志文件的儲存，做到工作狀態的有效監控。最后，在守護任務設計當中，則是重點突出其監控功能，全面監測讀卡任務的執行情況以及數據傳輸任務的完成度等，防止程序異常而造成設備故障。

2.2電路設計

在票卡讀寫器的電路設計當中，以MFRC500芯片為例，為了保障其內部的核心芯片處理器能夠發揮功能，需要針對其內部結構組好電路的規劃設計。MFRC500芯片的內部結構見圖2。

結合上圖，在票卡讀寫器的電路設計當中主要是進一步規范射頻區域、接口區域的電路規劃來保障其應用。其中，在射頻區當中，是做好調制解調器以及供電線路的規劃，確保電源供電與天線的連接效果。而在接口區規劃當中，一端是與單片機的連接端口，另一端是與射頻區相連接的收發器、數據緩沖器以及寄存器等設備端口和控制單元。針對這部分的電路設計中，需要保障各控制端元和數據處理模塊與天線的連接性，從而使其能夠有效進行數據的收發和傳輸。

2.3程序設計

基于讀卡任務中可能出現多個票卡進行感應區的情況，在票卡讀寫器設計中，需要推動程序設計的完善來提高讀卡的防沖突效果。具體在程序設計過程中，加強防沖突設計、卡片選擇設計以及防撞設計等，做到票卡的準確識別。在程序工作流程規劃中，包括了票卡詢問、防沖突設計、票卡選擇、卡片認證、數據讀取、寫卡以及增減值等具體操作。

2.4 處理方案設計

隨著地鐵AFC系統的不斷完善，票卡讀寫器的性能也在不斷發展。這就導致了在票卡讀寫器設計過程中，會由于票卡的更新、結構變化、業務規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計當中，應對票卡設計情況，是通過由IC卡推入市場的方法，提高票卡的性價比。在票卡結構變更中，是加強地鐵與公交、地鐵與出租車的聯合，推出涵蓋多種功能的票卡產品，滿足地鐵運營的多種需求。針對業務規則改變的情況，要不斷推進票卡讀寫器的性能完善，即使發生業務規則改變的情況，也不會影響到票卡讀寫器的應用。最后，針對票卡版本的不同，則是加強票卡讀卡器的性能完善，使其區分儲值卡、單程票等票卡結構;并充分改變票卡讀卡器的軟硬件構造或者中間件設備等，不斷推進票卡讀卡器處理方案的完善。

3 總結

綜上所述，對地鐵AFC系統中的票卡讀卡器設計分析，可以大大提高其讀寫性能，并在保障數據傳輸效果的基礎上，提升票卡讀寫器的任務設計、電路設計、程序設計以及處理方案設計水平。對于地鐵AFC系統中的票卡讀寫器設計研究，仍然需要從現有的設備出發，逐步推進地鐵AFC系統的票卡讀寫器升級優化。

【參考文獻】

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