IC卡读写器范文

IC卡读写器范文（精选10篇）

IC卡读写器 第1篇

IC卡是内部封装了一个集成电路芯片的卡片,按卡内镶嵌芯片不同,可将IC卡分为存储卡、逻辑加密卡和CPU卡三类,美国ATMEL公司的AT24Cxx系列卡被称为存储卡,卡内嵌入的芯片为通用的AT24C系列2线串行EEPROM芯片,由于在实际应用过程中,经常需对IC卡进行读写操作,为此需设计一成本低、操作简单的IC卡读写器,由于单片机具有性价比高、操作设计简单的特点,利用单片机设计IC卡读写器成为可能,IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁。

2 硬件设计

2.1 接触式IC卡简介

接触式IC卡有8个触点,从C1至C8,其触点分配如图1所示,其中SCL引脚为串行时钟输入,时钟上升沿时进行写操作,下降沿时进行读操作,通过SDA引脚进行数据的串行传输,系统采用ISO/IEC7816-3同步协议,双线串行接口,工作频率可达1MHZ工作电压5V,最低可至1.8V,工作温度070℃,写/擦除次数可达100万次,数据保护100年,ICC电流读操作时为1m A,写操作时为3m A[1]。

2.2 设计要求

对存储卡的读写操作可按字节或页进行,且系统具备IC卡插入/拔出保护功能,即能够实现“先插卡,后上电”和“先下电,后退卡”的功能,根据设计要求,要实现不带电插/拔IC卡,系统必须具备IC卡插入/退出的识别与控制,以实现对IC卡的保护,同时为使系统正常工作,需通过触点方式向IC卡提供稳定的电源和时钟,且能实现与卡的数据交换,并提供相应的控制信号,为满足要求,硬件电路设计如图2所示,图中MCU选用的是AT89C51单片机,SMARTADP为接触式IC卡卡座,IC卡的插入/退出操作是通过IC卡卡座上的常开感应开关(也可选择常闭感应开关)SW1和SW2来识别的,系统工作时,只需检测P1.6的电位即可识别开关的通断[2]。

3 软件设计

对IC卡进行读写操作的关键在于根据其内嵌芯片的操作时序进行编程,使数据线SDA及时钟线SCL上产生正确的时钟脉冲。对AT24Cxx系列存储卡进行写操作包括写字节和写页面二种模式,写字节时序要求在给出开始状态、器件地址并收到卡的确认信号后,需发出8位地址(32位芯片是2个8位地址),卡收到地址后发出应答信号,将8位数据送至SDA线上,并进入EEPROM单元,每个时钟送一位,EEPROM收到数据后,通过SDA线发出应答信号,微控制器用停止状态结束写操作,写操作时,禁止所有其它操作直到写完成。启动写页面与启动写字节操作相同,但微控制器不需在第一个字节随时钟输入后发出停止状态,在EEPROM确认收到第一个数据码后,微控制器再送7个(AT24C01/02)或15个(AT24C04/08/16)数据,每收到一个数据,EEPROM均通过SDA回送应答信号,微控制器通过停止状态终止写页面操作。

对存储卡的读操作包括现行地址读、随机地址读和顺序读操作,现行地址读操作时,内部数据字地址指针总是保持最后一次读写操作中最后访问的址,并按1递增,只要芯片保持上电,此地址在二次操作之间一直保持有效,当读写选择位置1时,器件地址随时钟输入,并收到EEPROM的应答信号,现行地址的数据随时钟串行输出,微控制器在SDA线上随时钟串行读入数据,读操作结束后,总线为高电平,并产生一个停止状态,而随机读需要一个空字节写序列来载入数据地址,当器件地址和数据地址随时钟输入,并被EEPROM确认,微控制器产生另一个开始状态,此时送出的器件地址中,读写选择位为高电平,将启动一个现行地址读,EEPROM收到器件地址回送确认信号,并随时钟串行输出数据,微控制器读取数据后,使总线处于高电平,随后产生停止状态,而顺序读由现行读或随机地址读启动,微控制器收到一个数据码后回送确认,只要EEPROM收到确认后,便会继续增加数据地址并随时钟串行输出后面的数据,当达到存储地址极限时,数据地址将重复滚动,顺序读取将继续,当终止顺序读操作时,微控制器使总线处于高电平,并产生停止状态,本文所设计的读写器的读操作选择的是随机读操作和顺序读操作方式[3]。

写操作中卡收到数据后向接口发送低电平应答信号,程序通过将第9个时钟周期的SDA线读入CY位来接收应答,CY位是否为低电位来判断是否收到卡确认信号,而顺序读操作中接口设备每接到一个字节的数据后,向卡发送低电平应答信号。根据系统的工作过程,按字节操作和按页操作流程图如图3和图4所示。

4 结束语

读写器正常工作时,未插卡时,程序循环等待插卡,卡座的Vcc端保持低电平,保证不带电插卡,插卡后,程序向下运行到断点处,卡座的Vcc端变为高电平,给IC卡芯片提供工作电源,系统设计完全满足要求,具有一定的实用价值。

参考文献

[1]杨振野.IC卡技术及应用[M].北京:科学出版社.2006.

[2]张永枫.单片机应用实训教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.

用PIC单片机实现的IC卡读写器 第2篇

摘要：详细介绍PIC单片机使用SPI方式与IC卡进行数据传输的原理和电路设计，以及使用USART方式与PC机进行串行异步通信的工作原理；介绍PIC单片机听SPI方式和USART方式的设置方法。

关键词：PIC单片机 IC卡读写器 SPI方式 USART方式

引言

本设计的主要目的是介绍IC卡的数据存储技术和IC卡的数据通信，因而使用存储器卡。由于本设计中既可与IC卡进行串行同步通信，又要与上位机进行中行异步通信，因而需要选择一种同时具有这两种通信方式的单片机。因为PIC16F877不仅具有本设计所需要的两种通信方式，而且还具有运行速度快、低功耗、价格低等优点，所以选择PIC16F877单片机作为本设计的单片机。

图1是本设计的电路图，图中电源变换电路和发光二极管等指示电路没有画出。图中的二极管电路是单片机与IC卡通信数据线的保护电路。当数据线上的电压为负电压时，与地相连的二极管导通；当数据线上的电压大于+5V时，与+5V相连的二极管导通，从而保证数据线上的电压在0V～+5V之间，保护单片机和IC卡不受损坏。图中单片机的15脚和23脚分别与IC卡的输出引脚3和4相连。由于IC卡的输出电压为CMOS电平，而单片机能够正确的识别IC卡的输出信号，需要加上拉电阻。

1 SPI工作方式

串行外围设备接口SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术是Motrola公司推出的一种同步串行接口。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件能力很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其它事务，因此得到广泛应用。

SPI模式允许8位数据同步发送和接收，支持SPI的.所有四种方式。SPI模式传输数据需要四根信号线：串行数据输出（SDO）线、串行数据输入（SDI）线、串行时钟（SCK）和从选择（SS）。其中，从选择线只用于从属模式。

1.1 SPI主模式

由于控制时钟SCK的输出，主模式可以在任何时候开始传输数据。主模式通过软件协议控制从模式的数据输出。

在主模式中，一旦SSPUF寄存器写入，数据就会发送或接收。在接收数据时，SSPSR寄存器按照时钟速率移位，一旦接收到一个字节，数据就传输到SSPBUF，同时中断标志位和状态标志位置位。

时钟的极性可以通过编程改变。在主模式中，时钟SCK的频率可以设置为：fosc/4(即Tcy)、fosc/16(即4Tcy)、fosc/64(即16Tcy)和定时器2（Timer2）输出的二分频等四种。在芯片时钟为20MHz时，SCK的最大频率为5.0MHz。

在本设计中，使用的就是SPI主模式，由单片机控制时钟SCK的输出。当向IC卡中写数据时，随时可以发送数据；当读IC卡内的数据时，先要发送任意一个数据（此时IC卡不处于写入状态，不会接收该数据）， 给IC卡提供输出数据的时钟，然后再接收IC卡发出的数据。其时序如图2所示。（发送和接惦的数据均为6FH）

如果要连续发送数据，那么每次将数

“IC卡智能水表”10则 第3篇

这种即将进入家庭的IC卡智能水表是一种全新概念的水表，由发信部分、控制部分和执行部分组成。外观新颖，读数方便，计量符合国家标准，安装尺寸与普通15毫米水表相同，适合于新、老管道安装的需要。

IC卡智能水表采用先交费后用水的方式，交多少费用多少水，并有现购水量、已用水量、剩余水量、当月用水量、累计用水量的显示。在剩余水量至控制阀关闭前均有报警提示，是一种理想的计划用水、节约用水的新型水表。

可以吞服的内窥摄像机

人们对健康的追求日益强烈，也渴望有检查更方便、诊断效果更好的医疗保健产品出现。最近，由美国格芬图公司开发的名为“M2A”的胶囊般大小的内窥摄像机将给求医者带来福音。它像药丸那样可以让病人从口中逐渐咽下，然后开始在消化道内由上而下运行，同时进行拍摄，24小时后排出，在消化道内运行期间，它能以每秒钟拍摄2张图像的速度完成整个消化道的内窥摄像任务。图像数据全部存入附在腰带上的一台小型记录器内。医生将所有图像资料下载下来，并送入计算机进行分析处理，得出诊断结论。在整个检查过程中，患者毫无痛苦，不会影响正常生活和工作。

洗手间专用致冷空调

松下电器推出了水冷式洗手间专用致冷空调“CK-WC1”，它利用冲水式坐厕水槽中的水来冷却凝缩器，省去了室外机以及连接配管。该机只需约20分钟便可完成安装。当使用8升水槽时，可以运行约15分钟的局部致冷。由于该产品在运转的同时开始送风，因此可以立即使人感觉凉爽。

电动小摩托

风靡欧、美、日的电动小摩托，如今在我国悄然兴起。电动小摩托又称电动滑板车，它小巧灵活，滑行自如，兼娱乐、休闲、运动于一体，颇受青少年的青睐。

一种是坐式电动滑板车，座后为盛物箱。整车重量为30公斤，靠24V电池与电动机驱动。在平坦的地面上，1次充电可行驶45公里，时速可达20公里。采用转把式霍尔无级调速和后抢闸制动。

另一种为娱乐型立式滑板车。整车重量为19公斤。1次充电后的行程约23公里，最高时速可达18公里。采用拇指式霍尔无级调速和后抢闸制动。

翻译电话将诞生

一种能自动进行语言翻译的电话，不久将在中国诞生。据中国科学院计算机语言信息工程研究中心透露：语言翻译电话的样机已经完成，今后几年的工作是把它做成芯片，集成到手机或电话上去。

据介绍，你用汉语讲话，对方听到的却是英语；打进来的电话是英语，但接听到的却是汉语，这种电话就是语言翻译电话。目前，在安静环境下电话能达到的翻译正确率为75%，进行通话基本上能明白对方的意思。但要制作成产品，还需进一步提高通话翻译的正确率，适应不同人的口音和方言。

多点视频会议系统

随着科学技术的进步，要召开跨国跨地区的公司会议将十分方便。多点电视会议系统特别适合于当今竞争激烈的全球市场环境下，需要四方人员共同作出决策时使用的一种理想通讯手段。在电视的画面上，会显示四个会场的场景。该系统有独特的自动声控跟踪摄像头，可以消除背景噪声，并可将镜头自动对准发言者或跟踪到预先设置的位置。在多点电视会议中，语音切换方式会将画面自动切换到发言者，使与会者如置身在实际的会议环境中。

可打印到纸张上的电池

以色列一家公司近日研制出了一种可以被“打印到”纸张或塑料上的电池。据称这种电池的工作原理与普通的碱电池相同，但因用于发电的化学成份组合不同而极具特色。

该公司首席执行官巴鲁克·列瓦诺表示，上述新型电池可以像打印机的墨水一样被印到纸张或塑料制品上。这种电池仅有半毫米厚。该公司现已研制出了可以提供1．5V电能的上述电池，但由于这种电池极薄，所以其使用寿命主要取决于电池的覆盖面积。

用橙皮苷造口红

日本资生堂公司在分析了一些女性嘴唇为什么发暗无光泽的基础上，正在使用橙皮苷开发具有高度光亮效果的口红。

据该公司日前发布的新产品信息说，科研人员使用一种新式显微镜对嘴唇的血流量进行分析时发现，比起面部及其他部位的皮肤来，在接近嘴唇表面的部分，毛细血管要丰富得多。

柑橘皮中的橙皮苷成分有加强毛细血管、降低血压等作用。但是，它有难以溶解于水的缺点。资生堂公司开发出了葡萄糖化的“阿尔法-G橙皮苷”，克服了这个缺点。试验结果证明，这种水溶性橙皮苷能够在30分钟内增加血流量。连续使用2个月，嘴唇就会改变暗淡失色的状况。

“光电等离子”空气净化器

“光电等离子空气净化器”采用了在金属的表面照射紫外光的“光电等离子”方式，在不释放臭氧的情况下散发出负离子。并且，该净化器还可以像细浪或微风般按自然节奏释放出负离子。该产品可以在最大面积为82．5平方米的房间内使用。

自动伞袋机

非接触式IC卡读写器的设计与实现 第4篇

IC卡是将微电子芯片封装到有机绝缘材料的产品,采用无源结构,具有易携带、信息安全的特点,在身份认证、银行、电信、公共交通等领域得到了越来越多的应用。IC卡根据接口方式,分为了接触式IC卡和非接触式IC卡。非接触式IC卡又称射频卡,解决了无源供电和免接触信息通信难题,使得非接触式IC卡使用更便捷。随着非接触式IC的普及,非接触式IC卡读写器也同样得到了广泛应用。

2非接触式读写器的设计与实现

2.1工作原理

非接触式IC卡内置读写线圈,与读写器的读写天线,采用近场耦合(交变磁场或电磁场)方式,建立了非接触式供电与读写通道。读写器天线与IC卡内的天线,在13.56MHz频点,形成了串联谐振电路;IC卡内集成了单向导通的电荷泵,当电荷累积到IC卡内微芯片的正常工作电压时(1.8V以上),IC卡开始正常工作。IC卡端作为读写器天线的负载端,通过主动调整其可控的负载端阻抗,使得整个谐振电路的谐振电压发生变化;读写器端通过检测谐振电压的变化,可以捕获IC卡端传递的数据。

2.2读写器原理框图

本设计采用了NXP的Kinetis系列中的MKL03Z8VFK4作为主控MCU。MFRC522作为非接触读写芯片。MAX3232作为RS232接口电平转换芯片。外部电源输入DC12V;内部采用了两颗TPS62170DCDC变换芯片,将DC12V电源输入变换到3.3V和5V。原理框图如图一。

2.3电源供电分析

MKL03Z8VFK4是一颗低功耗MCU,在48MHz主频模式下,最大消耗6.5m A。MFRC522在直接射频输出状态时,最多消耗140m A;若在MFRC522的射频输出端增加外置放大器,会使得MFRC522本身消耗的电流降低到50m A。MAX3232的功耗与外接负载相关,大概估计为30m A。在采用外置功率放大的条件下,DC3.3V电源需最少提供86.5m A。本例外置功率放大器的消耗电流,参考提供5V射频输出的MFRC531资料可知,最大为150m A。

2.4 Kinetis系列的MKL03Z8VFK4

MKL03Z8VFK4,是Kinetis的低功耗L系列中的一颗芯片。它采用Arm Cortex-M0+内核,48MHz主频,具有8KByte Flash,2KByte SRAM;内置48 MHz高精度内部参考时钟,8/2 MHz低功率内部参考时钟;支持SPI、I2C、UART串行接口;电压范围1.71~3.6V;温度范围(环境):-40至105°C。MKL03Z8VFK4完全适合于在本例作为主控MCU。

2.5非接触读写芯片MFRC522及射频放大电路

MFRC522是一颗高度集成的非接触式读写芯片,符合ISO/IEC 14443 A/MIFARE标准。MFRC522与IC卡间最高支持848k Bd传输速率,为读写器应用于大数据快速传输提供了硬件支撑。MFRC522支持SPI、I2C及UART三种串行通信总线,减少了与主控MCU的连接线,有利于选择小封装的MCU。本设计采用SPI同步通信总线,作为与MCU的通信接口,最高达到10 Mbit/s。MFRC522采用3.3v单一电源供电,读写距离仅达到5CM;而其他采用5V射频供电的读写芯片,读写距离达到了10CM。由此可知,读写距离的降低,是由于MFRC522的射频部分的供电电压偏低。为解决读写距离偏低的问题,可以在MFRC522的输出端,增加射频放大器,提高射频输出功率,进而增加读写距离。

3结语

本设计实例,采用了低功耗的MCU和低电压的外围器件,使得整机功耗得到了有效降低。在选用射频接口器件时,充分考虑了大数据传输的需求,选用了具备848k Bd高速传输能力的MFRC522;通过增加外置射频放大器,解决了MFC522读写距离偏短的问题。

参考文献

[1]KL03 Sub-Family Reference Manual(KL03P24M48SF0RM).

[2]MFRC52x Reader IC Family Directly Matched Antenna Design.

IC卡维修手册 第5篇

(1)IC卡的使用方法

记帐卡使用说明

1.记帐卡加油时，请将卡插入卡槽内感应一下。，（如果卡上设有密码，请先在密码键盘，按“清除”键后输入六位数密码，再按“确定”键后将卡插入卡槽内感应一下。）当听到“嘟”一声之后，即可提枪加油，加完油后挂枪即可。

2.如果卡感应后要取消本次加油，必须进行一次提枪挂枪操作。3.本卡要妥善保管，请勿弯折或置于高温、高磁场、潮湿之处。4.如有遗失，请立即通知本加油站挂失，挂失前造成的损失由持卡人承担。

5.本卡使用方法和管理方法解释权归属本公司。

员工卡使用说明

1.员工卡加油时，请将卡置于感应器内感应一下，（如果卡上设有密码，请先在密码键盘，按“清除”键后输入六位数密码，再按“确定”键后将卡置于感应器内感应一下。）当听到“嘟”一声之后，即可提枪加油，加完油后挂枪即可。

2.如果卡感应后要取消本次加油，必须进行一次提枪挂枪操作。3.本卡要妥善保管，请勿弯折或置于高温、高磁场、潮湿之处。

4.如有遗失，请立即通知本加油站挂失，挂失前造成的损失由持卡人承担。

5.本卡使用方法和管理方法解释权归属本公司。

充值卡使用说明

1.充值卡加油时，请将卡插入卡槽内感应一下,（如果卡上设有密码，请先在密码键盘，按“清除”键后输入六位数密码，再按“确定”键后将卡插入卡槽内感应一下。）当听到“嘟”一声之后，加油机显示屏显示该卡的余额，即可提枪加油，加完油挂枪后听到加油机上“嘟”声之后(指示灯长亮)再将该卡从卡槽内取出即可，否则该卡将被锁，下次加油需到加油站进行解锁后才可使用。2.如果卡感应后要取消本次加油，必须进行一次提枪挂枪操作。3.本卡要妥善保管，请勿弯折或置于高温、高磁场、潮湿之处。4.如有遗失，请立即通知本加油站挂失，挂失前造成的损失由持卡人承担。

5.本卡使用方法和管理方法解释权归属本公司。

(2)系统注意事项及简单故障排查.1.进入系统时输入工号后需按”回车键”后中间的”工号姓名”栏才会出现相对应的姓名.如不小心已进入系统了会导致不能退出系统或不能进行交班（解决方法：将鼠标移动至‘工具栏按右键打开任

务管理器结束该进程后重新进入系统’）

2.修改单价在”系统设置”下的”油品设置”项目中进行修改,这样单价数据才能同步.3.“油品设置”中不能设置相同油品(如两个90#汽油)4.“工号设置”中操作员的级别应设置为”2”,如级别为”0”或”1”则不能进行交班操作.5.“联机设置”中如相对应的油品无油罐号对应,需在”油罐设置”中增加该油品的油罐.6.初始进入系统时一般输入工号”1”,密码为”1”的测试员,进入后可在工号设置内进行修改.7.给客户发行IC卡时需输入单位资料，如无请先在单位资料中添加。发卡时要输入单位资料以方便统计。

8.在给充值IC卡解锁时注意该卡是否正在加油中，在电脑屏幕中有该卡号显示。如正在加油请勿进行解卡操作（进行解卡会导致该次加油无法扣款）。

9.请勿将系统中的IC卡资料进行人为删除，IC卡加油记录建议保存以便客户查询。

10.高级管理员工号一般为”1000”,密码初始为”1”.如更改后请牢记新密码。

11.打印设置中如不需要每次加油后都打印小票，请在打印设置中设置为停止打印。小票打印机仅支持并口或串口。

12.交班打印时油机不能进行加油,以免数据混乱.交班后需输入新接

班人员工号及姓名等资料，在输入工号后需按”回车键”后中间的”工号姓名”栏才会出现相对应的姓名.13.如某一台加油机不能感应卡时应先检查该卡是否可用,如正常则再在其他机上进行感应看能否正常工作,如不能则有可能是控制板有故障,需更换控制板(一般控制板上的74HC86损坏),如能则有可能是该台加油机上相对应的感应头有故障,关电等待十秒左右再送电如故障依旧则需更换感应头.14.如某一台加油机不能联网(该台加油机显示粉红色),则先检查该台加油机是否正常工作,如正常则检查该加油机的通讯线是否正常,可打开控制箱将对应的该路通讯线调换到邻侧的控制板上,调换后邻侧正常显示则该控制板上的该路通讯有损坏(一般为板上的4N25损坏), 关电等待十秒左右再送电如故障依旧则需更换控制板.15.如电脑显示”串行口#通讯错误,请检查!”,则先检查联接该串行口的控制箱是否正常工作,如正常则可能是电脑上该串行口有损坏,需更换串行口(可增加一串行口卡).(3)系统重要操作步骤

（一）系统设置：

1、用户设置：可以增加或者删除操作员；

2、油品设置：可以添加、删除、修改油品资料，修改油品的单价，并下发到加油机。

A、光标选中要修改的油品；

B、输入新的单价；

C、单击“修改”，电脑会提示“是否将修改后的单价下发到加油机？”如果需要下发到加油机，单击“确定”便可。

（二）加油机控制：

1、设置加油机模式：自由式（用卡不用卡都可以加油）和监控式（只能用卡加油）

A、点击“加油机控制”，选择“加油机模式”；

B、输入机号“88”（代表所有的加油机），选择“自由式”或“监控式”，确定便可。

（三）IC卡管理：

1、发行新卡

A、单击“IC卡管理”，选中“发行新卡”； B、把控制卡放在发卡机的感应区上，点“确定”； C、把新卡放在感应区上，点“读卡”； D、输入“金额”、“用户姓名”、“车号”； E、单位代码点“选”字选中该单位代码；

F、资料填好后点击“发卡”，如需打印小票，则在“打印小票”处打勾。

2、资金存取

A、把要存款的卡放在感应区上，单击“读卡”；

B、输入要存的金额，点击“存款”，需打印小票则在“打印

小票”处打勾；

3、挂失处理

A、输入要挂失的IC卡号，点击“挂失”便可； B、若需解除挂失，输入该卡号，点“解除挂失”便可。

4、注销处理：IC卡必须挂失后才能进行注销处理，且已核实正确。IC卡注销后将会删除IC卡资料库中的资料，且该卡无法再次使用。（慎用此功能）

5、灰卡处理

A、把灰卡放在感应区上，点“读卡”，B、单击“自动解锁”便可。

6、IC卡资料：切记：不能随便删除或修改，如果删除该卡资料，则该卡不能再使用，该卡的加油数据也会丢失。

7、单位资料：切记：不能随便删除。发卡前要先编好该卡使用单位的单位代码，单位代码为6位数字，从“100001”开始，按顺序往下编写。

（四）换班操作（交班时外面暂停加油）

1、点击“换班操作”；

2、输入本班操作员密码，点“确定”或“回车”；

3、打印或关闭报表，在弹出的方框中输入接班操作员的工号，回车，输入密码，回车，交班完成；

4、如果需要重打交班报表，点击某一条交班记录，选择“重打交班”，报表出来后点打印便可。如果需要删除交班记录，选中该条记录，点击删除便可。

（五）删除加油记录

1、点击界面上方“数据维护”，选择“数据库备份”，会弹出一个方框；

手持式IC卡读写终端的设计与实现 第6篇

PDA是英文Personal Digital Assistant的简称，其含义是个人数字助理。近年来，随着掌上电脑技术的发展，PDA功能越来越强大，具有丰富、强大的软件系统支持，受到了众多商务人士和时尚人士的喜爱。多个行业和领域也开展了PDA的应用研究，开发了各种基于PDA应用系统[1,2]。手持式PDA读写器作为PDA新的应用之一，为自动识别系统的发展提供了新的手段。本文给合PDA与IC卡技术，提出了一种手持式IC卡读写终端的解决方案。应用实例表明，该方案具有可行性与实用性，取得了良好的效果。

2 硬件结构

PDA提供了各种接口，如USB接口、串口、红外线接口、蓝牙接口以及CF接口等。可以利用这些接口扩展PDA的功能。本文采用扩展PDA的CF接口方法，如图1所示，手持式IC卡读写器硬件包括两个部分：IC卡读写模块与PDA，读写模块与PDA通过CF接口实现数据传递。PDA可采用现今主流厂商生产的，如联想、Dell或HP公司等。读写模块可以自已设计制作，也可采用成熟厂商制作的IC卡读写设备，但必须支持CF接口。

3 软件设计

PDA的软件开发平台分为两大类：Pocket PC与Palm OS。本文以Pocket PC为例，采用visual studio 2003开发工具[3,4]，该开发工具支持CF(Compact Framework)框架，支持嵌入式应用软件开发。PDA与IC卡模块之间的通信流程如图2所示。

为了给上层应用提供统一的、标准的访问接口，我们设计了公用的CCFPort类，该类完成读卡器的初始化，读写以及关闭等基本功能。用C#语言[5,6,7]设计如下：

4 应用实例

为支持电网巡视工作的现代化、标准化，国家电网公司及下属各省公司提出了有关的电网巡视标准化作业指导书[8]。我们针对变电站巡视工作中的具体情况，应用计算机软硬件技术、移动存储技术、电力电子技术和射频IC卡技术，为电网巡视工作开发了电网巡视系统，全面提升了巡视工作管理的现代化与标准化，其系统结构如图3所示。

手持式巡视装置的主要作用是在现场识别设备、记录和保存数据。它是数据的来源，是整个设备巡视系统的基础。手持式巡视装置记录的设备信息通过数据线传输到管理计算机进行处理和分析。装置的IC卡读写功能模块采用本文所用的方法设计。

5 结束语

PDA因其强大的功能，携带方便等特点，其应用越来越引起人们的重视。本文针对移动数据采集与存储应用，详细介绍了基于PDA的IC卡读写器的开发与实现步骤，并应用于实际工程项目中，对以后从事PDA研究与应用的相关工作人员具有一定的借鉴作用。

摘要：给合PDA与IC卡技术,提出了手持式IC卡读写终端的解决方案。首先设计了基于PDA的IC卡读写器的硬件结构,然后开发了PDA与IC卡通信的软件并提供了主要的实现源代码,最后给出了在设备巡视管理系统的应用实例。

关键词：IC卡,PDA,C#,设备巡视,自动识别

参考文献

[1]彭艳,王崇倡,陈建科.PDA环境下的地下管网GIS数据结构的研究[J].测绘科学,2008,33(4):223-224.

[2]张挺,欧阳元新,陈真勇,等.基于上下文感知和RFID的智能交互系统[J].计算机工程,2008,34(15):269-271.

[3]王华杰,张帆,戴伯勇.Visual Studio.NET程序设计教程[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[4]颜友宁..NET Compact Framework移动开发指南[M].北京:清华大学出版社,2006.

[5]郑阿奇,梁敬东.C#程序设计教程[M].北京:机械工业出版社,2007.

[6]明日科技.Visual C#开发技术大全[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[7]邵良彬.ASP.NET(C#)实践教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

IC卡读写器 第7篇

纵观现代生活,I C卡已经成为人们生活不可或缺的一部分。IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的简称。在IC卡上一般是正面靠左的方向嵌有集成电路芯片,芯片一般是存取器,用来保护逻辑电路,或者是CPU。IC卡具有防磁、防静电、抗破坏性、耐用性强、防伪性好、数据存储容量大、成本低等特点,在交通,通讯,服务,企业员工管理等各个方面得到了广泛的应用[1]。

本设计是基于华中科技大学材料学院实验教学中心的显微组织实验室的金相显微组织图像采集及处理系统而设计的。传统显微组织实验都是学生调好显微镜观察,然后凭记忆大致绘出图像。这样做实验有两方面的缺陷:首先,学生很难绘出显微组织图,尤其是在看了多种显微组织时无法对比以加以区分,使知识掌握得难以准确深入。其次,从教学的角度,老师无法知道学生是否真实看到了所学的显微组织。“显微组织实验图像采集及处理”就是将学生在实验中看到的图像采集到电脑数据库中,再利用网络让学生在做完实验以后可以通过网络访问,看到实验当时的图像以便于复习和撰写实验报告。设计要求每个显微组织实验台上有一个带摄像头的显微组织显微镜和一个编号相应的读卡器,多台手动的多路视频控制器的输出端口接到视频采集卡,视频采集卡再安装到计算机,其中实验台旁边的刷卡器和多路视频控制器均挂接到RS-485总线上。RS-485总线通过RS-485/RS-232转换器接到主计算机后面标准的串口接口上,实现读写器和视频控制器与计算机的通讯。再将系统与实验教学中心网络服务器连接,使得设备间接接入Internet网络。学生在实验过程中,若要实现学生学号跟视频图像信息对应,则需给每个实验台配备一个读卡器,计算机可以在采集视频信息的同时读取相应读卡器中IC卡信息,并以学生学号命名该图片。

目前市场上已经存在有各种各样的读卡器、写卡器设备,但是这些设备中大多数都只具有RS-232接口,或者USB接口,不具有RS-485接口,无法在RS-485总线网络中与计算机进行通讯。本文采用的是德国西门子(SIEMENS)公司生产的SLE4442卡,设计了具有带光电隔离功能的RS-485接口的网络读/写器。SLE4442卡是一款逻辑加密卡,具有2568位EEPROM、字节寻址方式、3 2字节位保护、3字节密码、应答符合ISO7816-3标准、十年数据有效期、触点定义和接口符合ISO7816-1、ISO7816-2等特点[2]。

2 读/写卡器的整体介绍

本设计研制的读卡器和写卡器具有完全相同的外观,如图1所示。西门子公司生产的SLE4442型号IC卡的读写操作都可以通过同一个电路来完成,所以本课题的读卡器和写卡器具有共同的电路,只是内部程序(单片机程序)不同。下图是本课题自行设计的读卡器、写卡器的外观图:

在图1中,红色指示灯为电源指示灯,如果读卡器通电则红灯亮,绿色为插卡信号指示灯,如果读卡器中有卡插入,且该卡有效则绿灯会亮起,否则绿灯不亮。在该读/写卡器的后端则有四个接口,其中两个为电源接口,另外两个为RS-485总线接口,在以后的维护过程中,拆装时需仔细观察电路谨防接错接口造成电路烧毁的情况。

写卡器的主要功能有:通过RS-485跟计算机进行通讯、接收计算机数据并将数据写入西门子公司的SLE4442卡芯片中、写数据成功将绿灯点亮。读卡器的主要功能有:识别读取有效IC卡、通过RS-485跟计算机进行通讯、将读取的数据传送给主控计算机。由功能分析,读写器的电路包括以下几部分:整个电路芯片的供电部分、IC卡与单片机的通讯部分、单片机与计算机4 8 5通讯部分。如图2框图所示:

3 读/写器硬件系统设计

3.1 读/写卡器的主控电路

在图3中,主要包括系统的供电电路部分和IC卡卡座与单片机的接口电路部分。发光二极管D1即前面所述的红灯,用来指示整个系统的供电电源。发光二极管D3(即绿灯)则是用来指示是否有正确的IC卡插入,D3亮则有效IC卡插入,否则插入的不是有效卡。以下内容将详细介绍供电电路部分和IC卡卡座与单片机的接口电路部分。

1)IC卡(座)供电部分

本设计选择了两路独立的供电系统。如图3所示,其中一路是78L05具有内部的短路保护、内置的过载保护、最大输出电流100mA等特点,经过78L05输出的+5V电压给IC卡(座)供电,且IC卡(座)的功耗不大,100mA足够。另外一路是经过三端稳压管LM7805稳压后提供5V电压给电路中的其他元器件供电,LM7805具有最大输出电流为1.5A、过载保护、短路保护等特点。它具有足够大的输出电流可以满足整个电路的功耗需要,因此作为电路中其他元器件的供电电源。

两路均输出5V电压,却采用分开供电,这是为了防止操作失误将对地短路器件插入卡座烧坏整个电路板。因此需要将IC卡供电系统跟电路中其他元器件的供电部分分开,而且最好可以让单片机检测到短路信号,并立即切断电源。

在图3中,Short_Alarm信号就是用来检测短路信号的,正常情况下,U1的1端输出5V电压,因此Short_Alarm是高电平,因此单片机检测到的信号为高电平。当IC卡座被插入了一个会造成短路的器件,使得IC_VCC被拉低,因此T1处于截止状态,则Short_Alarm为低,单片机一旦检测到P3.4口为低电平就会给CT_PW高电平,从而切断IC卡的供电电源,直到该导电器件被拔出,78L05输出恢复正常。在上述电路中二极管D4的作用是保护电源,电容的作用主要是使输出电压更平稳,起到滤波的作用。

2)IC卡座与单片机接口电路,

采用ATMEL公司的产品AT89C2051[3]作为其的微处理器,它的具有电子资源多,开发容易等特点。但是在写卡器的程序开发过程中,发现AT89C2051仅仅有2k的程序存储空间不能满足写卡器的要求,因为写卡过程中涉及到校验密码、写卡、读卡等一系列操作,需要更多的程序存储空间。因此本课题选择具有4k程序存储空间的AT89C4051来替代AT89C2051作为写卡器的微处理器,它与AT89C2051引脚结构兼容,所以依然采用读卡器电路。如图3所示,对于读卡器,有卡插入,触发单片机低电平中断,此时为了确认插入的是有效卡,单片机会读取卡的内容,数据合理才给出信号使发光二极管D3(即绿灯)亮。对于写卡器,可以向IC卡中正确写入数据单片机才给信号使D3亮,IC卡座的引脚IC_RST、IC_CLK、IC_I/O都跟单片机相连,单片机根据SLE4442卡的读写时序对IC卡进行读写操作。

3.2 RS-485接口电路部分

该接口电路原理图如下图4所示:

由于RS485接口采用平衡差分传输,在这里我们选用美国德州仪器公司的SN75LBC184接口芯片[4]。它采用单一电源VCC,电压在+3～+5.5V范围内都能正常工作。在图4中,R7、R8、R9的作用为钳制A点的电压使得A点电压比B点高,这样子该站点(设备)在没有任何命令下总处于“收”的状态,直到收到命令以后单片机将其置于“发送”状态。从而防止了同一时刻,在同一RS-485总线里面出现两个或者两个以上的站点处于发送状态,造成总线出现紊乱情况。其中R8的另一个重要作用就是跟总线阻抗匹配,防止信号反射而造成干扰。另外本设计在单片机与RS-485转换芯片之间采取了光耦隔离措施,保护了主电路不受干扰,防止大电压进入设备烧坏电路的微处理器等重要芯片,也保证了RS-485总线数据的可靠传输。

3.3 读/写卡器看门狗电路设计

X25045芯片在微机测控系统中常用的功能:看门狗定时器、电源电压监控、上电复位集成在一片8引脚的芯片内。同时由于芯片集成了串行EEPROM,使得本系统的一些重要地址数据可以保存在其中。X25045与单片机的接口电路如上图5所示:P 3.7用于看门狗的片选P1.4用于读出X25045中的数据,P1.3用于向X25045中写数据,P1.7用于产生串行时钟。

4 读/写卡器软件系统设计

4.1 读卡器的软件设计

RS-485通讯协议中与读卡器有关的命令有:读取地址命令、修改地址命令、读取IC卡命令。因此在接收计算机命令时,验证是否与本机有关命令且地址信息是否跟本机看门狗中存储的地址一致,如果是,就继续接收下一个字节,一直到接收命令结束符为止,否则舍弃继续接收命令。写卡器在写卡时对IC卡进行加密,因此读卡器在读取IC卡内容后还要对其解密才传送给计算机。其程序流程图如下图6所示:

4.2 写卡器的软件设计

RS-485总线协议中,与写卡器有关的命令主要有修改地址命令、读地址命令、写IC卡命令、读IC卡命令。设备接收到计算机的命令后,验证是否与本机有关命令且地址信息是否跟本机看门狗中存储的地址一致如果是,就继续接收下一个字节,一直到接收命令结束符为止,否则终止接收命令[5]。SLE4442卡在进行写操作之前必须进行校验,只有校验密码正确才能正确实施写操作,为了方便统一写卡,本课题在写卡程序里面自动设置校验,校验密码十六进制为三个字节,我们直接将其设置为初始密码“FFFFFF”。为了防止恶意写卡,本设计对要写入IC卡的数据进行加密以后再根据IC卡操作时序写入IC卡存储器中,图7是流程图。

5 结束语

本设计满足了方案的要求,在软硬件的设计过程中综合考虑了系统的可靠性,安全性,设计的读写器具有电路结构简单,在显微组织实验的图像采集系统中运行稳定可靠,通讯正常可靠。实践表明,本IC卡读/写器具有结构紧凑、使用方便、可靠性高、易于扩充等优点,具有较好的应用前景。

参考文献

[1]林祥.IC卡应用及国际标准[J].中国防伪报道,2006,21(8):52-53.

[2]SIEMENS Semiconductor Group,SLE4432/4442Datasheet[Z].2003:15-18.

[3]ATMEL Corp,AT89C2051 Datasheets[Z].2000:1-11.

[4]Texas Instruments Incorporated,SN75LBC184 DataSheet[Z].1998:1-12.

小小IC卡带动大变局 第8篇

从各大银行到IC卡芯片的生产者、从IC卡销售渠道的服务商到开发IC卡增值业务的公司、从发卡组织巨头到网上第三方支付商, 由IC卡连接在一起的众多主体将参与到这条产业链的扩张之中。

从国外相关产业发展的经验看, 各大电信运营商甚至可能在新技术的借力之下在金融业中异军突起, 改变金融业原来的格局。

这是一场悄然到来的变革。

应用广泛IC卡通吃天下

无需密码, 无需接触, 更无需插卡、刷卡, 只要轻轻一挥, 除了传统的ATM机存取现金之外, 既可以作为随身携带的“电子钱包”, 又可以在乘坐公交、地铁、飞机的时候作为票据, 甚至在超市购物、医院挂号等各方面, 它都可以作为即刷即用、随刷随付的通行证和支付手段, 这就是目前国内银行业正在大力推广的IC卡项目, 它将成为未来银行业发展的新业务。

在不远的未来, 当用户手持一张IC卡的时候, 他将可以一卡在手, 通吃天下, 几乎所有生活方面的服务都可以通过这样一张卡片得到解决。

IC卡由于存储容量大, 可以存储密钥、数字证书、指纹等信息, 还能够为持卡人提供交通出行、就医、商场会员等服务。它可以作为信用卡、自动提款卡、移动电话的SIM卡、购买电视节目的授权卡、高安全性的认证和门禁卡、公交车票卡、储存了用户医药信息的健康服务卡等。此外, 如果持卡人开通了电子现金的功能, 还可以在停车计时器、贩售机以及其他设备上进行支付, 为持卡人提供脱机交易、非接触式交易、会员管理、积分管理、身份验证、楼宇出入管理、交通付费、医疗信息存储等智能化服务。

除此之外, 由于IC卡能比磁条卡储存更多客户数据, 因此有利于银行通过这些数据为客户设计更多个性化的金融产品与服务, 比如银行可以根据客户银行卡的相关数据有针对性地推出电子商务、电子钱包, 以及积分等。

家乐福超市的一位收银主管就表明了IC卡的广泛应用对零售业的影响:“以前, 顾客使用银行磁条卡支付时, 因拨号失败、输入密码、等待密码验证、打印并签署账单等环节, 交易速度不是很快, 营业高峰时, 往往造成顾客长时间排队等候付款。而具有电子钱包功能的金融IC卡划卡速度快, 且不需输入密码和签署账单, 我们收银员只需输入顾客的消费金额, 就能完成整个支付过程, 工作效率大大提高, 顾客和店员都很满意。”

这种影响不仅局限于商业领域, 在社会管理领域也日益彰显出来。宁波某交警支队领导对此深有体会:“ (宁波) 市民IC卡与移动警务系统配套使用可以实现驾驶人信息管理及交通违章的现场处理, 方便违法罚款的代扣代缴, 不仅节省了交通警察开罚单的时间, 提高了执法效率, 同时也便利了驾驶人员。以前驾驶人员需要在银行柜台排队缴纳有关费用和罚款, 现在通过市民卡就可以进行缴费。市民卡促进了交通管理部门服务水平的提高。”

除了降低金融联机成本、提高支付安全性外, IC卡还有利于减少社会现金流通量, 显著节省发卡及流通结算的成本, 节约大量社会资源。在这一点, 宁波正章洗衣店店主就明显感受到使用IC卡之后带来的好处:“过去顾客使用银行磁条卡付费, 商家每笔都需支付通信费和手续费。现在顾客使用IC卡, 商家不需要每次交易都通过电话拨号到银联, 这样每次交易至少可以省下0.2元的电话费。洗衣店属于交易金额小但交易笔数多的小商户, 按每天刷卡交易100笔计算, 每月光通信费至少可节省600元, 这对我们这种小本生意来说是一笔不小的金额。”

新技术, 不仅仅带来新应用, 而且带来商业上的新模式, 社会管理的新方法。在这方面IC卡的用途广泛, 彰显其无限的潜力。

安全第一IC卡成未来新方向

但从另一方面看, 一张小小的银行卡, 却保存着用户众多重要的个人信息, 包括银行账户的密码和存储的权限, 这些资料一旦外泄, 对于用户来说可能后果不堪设想。因此对于用户来说, 安全第一才是最关键的。

目前的银行卡是磁条卡, 因技术上的缺陷, 很容易被犯罪分子盗取磁条上的资料, 再复制到新卡上。因此有些用户曾经发生过这样的怪事银行卡未曾丢失, 但是卡里面的钱却被取走。

业内人士称:“复制一张磁条银行卡的技术并不复杂。”只需满足2个条件即可:一是有专用设备读取银行卡信息, 二是能够获取该银行卡的密码。

在网络上, 甚至有人公开叫卖磁条银行卡复制器。这些经营者不但发布大量银行卡复制设备的图片, 而且还宣称买了设备后可用视频向顾客传授相关技术。

据粗略估算, 目前我国每年银行卡案件涉及金额在1亿元左右, 并呈逐年上升趋势。另据公安部日前介绍, 2010年1～4月, 全国公安机关共立银行卡犯罪案件6 700多起, 涉案金额达59.6亿元, 破案4 800多起, 挽回经济损失近1亿元。

为了打赢这场银行卡安全保卫战, 中国各大银行和银联等相关单位正通过技术升级, 将磁条银行卡逐步升级为IC卡。

IC卡实际上是将指甲盖大小的带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基片中, 像一台微型电脑一样, 具有数据读写和处理功能, 能存储加密的机密数据, 能防止卡数据被复制并制成假卡。因此与磁条卡相比, 它技术含量更高、容量更大。而且卡与读写器双向认证, 可以实现互动式交流也就是说具备相同标准的收单系统遇到相应的IC银行卡时, 会先相互识别认证, 只有双方都通过认证了才可以使用, 因此具有更高的防伪能力, 很难被复制和伪造, 更加安全。“国际上至今还没出现过芯片银行卡被复制的事情。”相关专业人士介绍。

通过这种技术上的应用, IC卡在阻击银行卡犯罪分子方面取得了惊人的效果。以马来西亚为例, 在上个世纪末该国曾饱受银行卡犯罪集团的危害, 银行卡伪造欺诈现象极其严重。在实施从磁条卡到IC卡的迁移改造后, 马来西亚成为全球首个全部完成磁条卡向IC卡迁移的国家, 其国内的银行卡诈骗下降了96%。

可以说, IC卡正成为银行卡未来的一大趋势, 但是在中国, 它的推广普及正处于起步阶段。据有关报道, 2010年第3季度国内银联标准IC卡 (PBOC2.0标准) 将新增发卡30万张, 市场存量累计超过100万张。而根据截至2009年底的最新数据显示, 我国磁条银行卡持有总量已经达到20.7亿张。两者相比较, 其差距一目了然, 可以说, 对于中国的银行业, 这既是难得的机遇, 也是巨大的挑战。

以点带面IC卡或改变行业格局

IC卡的开发、研制与应用是一项系统工程, 它以点带面, 涉及到计算机、通信、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。除了在金融领域广泛应用之外, 在商业、医疗、保险、交通、能源、通信、安全管理、身份识别等非金融领域也屡屡出现其身影。一张小小的IC卡, 背后却是一条庞大的产业链。今天, 在全球有超过200个厂商销售IC卡和相关的设备和系统。银行IC卡市场空间巨大。

截至2009年底, 我国已发行银行磁条卡20.7亿张, 银行卡渗透率达到32%。目前我国每年新发行的银行磁条卡在3亿张左右。根据中国人民银行日前拟定的银联标准PBOC2.0芯片卡 (IC卡) 的总体目标和具体发行时间表, 自2015年1月1日起, 所有新发行的银行卡应为金融IC卡, 那么每年需要替代的磁条卡又有4亿张, 因此每年的需求总量有望达到7亿张。若按照10～20元的保守单价计算, 那么每年将产生70～140亿元的银行IC卡市场空间。

在这庞大的产业链中, 最直接的参与者就是各大银行。近年来, 全国银行卡发卡量、交易金额、受理终端、特约商户快速增长, 截至2009年底, POS机达到120万台, ATM达到13万台, 商户85万家, 跨行交易金额3.26万亿, 跨行消费交易金额2.31万亿元。银行卡应用迅猛发展提升了银行业务的创新和个人支付服务水平, 增强了金融服务整体能力, 有力地推进了银行信息化。

第二个利益相关者就是IC卡芯片的生产者。相关受益公司如大唐电信。其旗下的大唐微电子是专业从事IC卡芯片研发、多应用平台开发和产业化的国有高科技企业, 早在两年前便涉足银行IC卡芯片的研制工作, 具有先发优势。据了解, 银行IC卡成本中80%集中在芯片上, 这类公司作为IC卡产业链的上游企业, 能够获得更具竞争力的优势。因此就不难理解, 当2010年中国人民银行将银行IC卡的推广上升至国家意愿的时候, 大唐电信的股价连续两个交易日加速上涨。

处于这条庞大产业链的还有在银行IC卡迁移方面具有优势和成长点的公司, 其代表者有恒宝股份公司。据了解该公司占据银行磁条卡25%左右的市场份额, 排名第二, 拥有众多银行客户资源, 其区位优势和销售渠道优势使得它能够分享行业的寡头垄断利润。据悉, 恒宝股份公司已经获得银联的银行IC卡封装以及个人化资质, 将成为银行IC卡启动的主要受益者。

新一代IC卡的商机不仅仅来自于卡片的制造方面, 新技术的出现, 如通信业的3G技术应用, 在一张IC卡上, 除了基本的支付业务之外, 还存在巨大的增值业务开发空间。在这一方面, 上海环讯电子商务公司, 作为一家从事网上支付业务的第三方支付商, 其总经理栾毓敏认为, 未来IC卡的成功应用、大规模普及之后, 第三方金融服务机构的成长空间将大为增加, 而他们在IC卡增值服务这一盛宴中, 将分得丰盛的一份。

而作为IC卡标准背后大力推行者的VISA, 更是这一行业盛宴不可或缺的巨头。对于像上海环讯这样的第三方金融机构群体近两年都一直成为VISA等卡组织关注的对象。

VISA中国区电子商务部门一位人士表示, 在IC卡执行标准之外, 更重要的是其在应用上的突破, “众多的金融服务机构参与进来, 将为IC卡业务和服务提供丰富的内容。随着电子商务尤其是电子支付市场的成长, 非现场支付开始跻身支付结算市场的主流, 这样的一群伙伴对于各个卡组织来说, 显得非常重要。”

海外的VISA雄心勃勃, 而国内的银联同样不甘示弱, 除了网上支付的合作伙伴之外, 银联将触角伸向电信领域, 与各大电信运营商联合起来做大支付市场。

2006年4月, 中国银联与中国电信宣布进行战略合作, 共同推出一款采取银联的IC卡标准的智能电话产品, 除了一般意义上的通信功能之外, 还融合了包括转账、支付等多项银行卡受理功能。另一方面, 中国移动和银联成立合资公司联动优势, 进军手机支付市场。据该公司总经理张斌介绍, 2008年奥运会之前, 这家公司还推出了非接触式智能卡的支付业务。

当电话、手机成为一张智能支付卡时, 那么对于这些电信运营商来说, 它们已经不仅仅是传统的通信角色, 在某种意义上, 这些电信运营商已经成为发卡金融机构。这种现象在国外已经出现, 例如日本和韩国不少电信运营商已经在很多领域中扮演银行角色;而在美国, 从网上支付起家的Paypal公司已经成长为最大的信用卡发行公司。

一张IC卡的出现, 也许改变的将是整个行业的大格局。

浅析IC卡电表的应用 第9篇

IC卡技术近年来得到长足的发展, 国内服务行业也不断提高服务意识, 在日常生活中的用电计量中, IC卡技术在用电收费管理中日益得到广泛应用。IC卡电表是将具有IC卡及负荷控制开关等功能模块置入电能计量表中, 实现电量计量与结算的一种新型电表。因IC卡电表无需人工抄表, 将传统的走收收费方式改为坐收, 明显降低工作量, 提高工作效率十分明显, 所以在电费收缴中得到认同并得到广泛应用。IC卡电表在千家万户中安装, 与人们生活具有非常密切的关系, 也许要具有较高的可靠性、抗干扰性及安全性。其产品质量对于人身及设备安全、供用电双方用电结算的客观公正都具有重要影响, 目前被国家列入强制检定的计量设备范围。

2 IC卡电表种类

IC卡电表根据电表结构可分为全电子式与机电一体式两种。电子式IC卡电表由电子集成电路直接采集数据、计量并向电脉冲信号进行转换。机电一体式IC卡电表是对仪表计度器圆盘进行采样, 将其转动向电脉冲信号进行转换。

3 IC卡电表的发展历程

20世纪90年代初, 主要以采用钥匙方式的可擦除存储芯片或存储卡, 物业小区应用较多。20世纪90年代中期主要采用逻辑加密卡和存储卡介质, 在物业小区及行业管理等多方面得到应用。20世纪90年代末以来, 加密介质采用CPU卡及ESAM模块方式的IC卡技术逐渐成熟, 并应用于电度计量。

4 IC卡电表功能

IC卡电表对用户电量采用脉冲采样方式进行自动计量, 购电量使用完毕时, 就对用户用电进行自动切断, 从而实现智能控制功能。在用户所购余下未用的电量比报警电量小时, 可对用户进行报警提示, 便于用户及时购电以免耽误正常用电。电卡由用户插入IC卡电表后, 自动将余下未使用的电量等信息向电卡中写回, 便于售电管理系统进行查询。售电网络能设置检查卡, 对用户IC卡电表使用情况定期检查。通过建立的数据通讯信道, 抄收用户IC卡电表中的有关数据。此外还具有电量冻结、负荷统计等功能。

5 IC卡电表操作过程

IC卡电表向用户家中安装后, 采用电表管理系统对用户信息进行录入而完成开户。电力企业采用读写器制作用户卡, 将重要运行参数信息写入卡中。用户向IC卡电表中插入用户卡, 向IC卡电表传入运行参数信息, 将电表内数据再向用户卡返写。符合用户条件时, IC卡表通过对控制开关闭合对用户使用电量进行控制, 不符合条件时, IC卡电表将控制开关断开, 用户禁止使用;用户到管理部门持用户卡进行充值缴费, IC卡电表管理系统将IC卡电表返写信息采用IC卡读写器向系统中读入进行结算分析, 并将新的运行参数向用户卡进行传递;用户向IC卡电表中再插入用户卡, 可继续使用电表进行计量。

6 收费方式

采用的预付费方式是由用户向电力企业缴纳费用, 利用用户卡向IC卡表中输入数据, 进而得到一定电量使用权。付费方式是由用户先使用电量后, 将用户卡中信息带回电力企业结算缴费。紧急赊欠状态方式是对用户使用的电量通过控制开关进行切断, 若用户不能及时缴纳费用, 可采用适宜方式对控制开关闭合, 暂时对电量使用进行恢复。

7 IC卡电表应用中的问题

一是因IC卡表存在的插卡口向用户完全开放, 用户对IC卡卡口可采用一些方法进行攻击, 易导致产生死机、数据混乱等情况, 而引起计费系统瘫痪, 控制系统无法正常工作, 十分容易产生用电纠纷。

二是由于电子表中的电解电容元件使用寿命较短, 现在还没有完全替代的产品或技术。所以平均电子表只有超过5年的运行时间, 以目前技术水平, 将其使用寿命延长至10年比较困难。

三是IC卡预收费控制产品不只是在硬件上存在问题, 而在研制、生产、应用过程中的“工具卡”具有较大的安全隐患。此类卡通用性较高, 难以实现一表一卡, 在卡意外流失时就容易产生商业化非法复制, 易产生严重后果。

8 IC卡电表的未来发展趋势

尽管IC卡电表技术上还存在某些问题, 在其应用及发展中也具有一定的阻力, 但其代表着电力计量的发展趋势, 也能够有效解决电费拖欠的问题, 优势比较明显, 因此在市场需求上不断增长。将现有的一些技术缺陷及产生的社会问题妥善进行解决, 其应用将具有广阔的前景。

插卡口向用户完全开放是IC卡电表的主要技术缺陷之一, 因而容易受到攻击, 但近年来发展起来的非接触式IC卡可有效解决该问题。非接触式IC卡结合了射频识别与IC卡技术, 对无源与免接触等方面的难题得到妥善解决。因此, 非接触式IC卡具有使用方便、安全可靠、操作便捷等优点。

非接触式IC卡系统主要分为读写器与非接触式IC卡两部分。应用系统采用读写器操作IC卡, 读卡器利用射频信号对近距离通讯同步进行, 提供卡上芯片所需能量。非接触式IC卡对读写器指令进行响应, 并得到处理结果。非接触式IC卡在特定交变磁场中耦合, 利用连接IC芯片的线圈得到高压能量, 其读写器利用发射线圈对交变强磁场进行发射, 向IC卡赋予能量, 采用断续编码利用磁场进行数据写入, 并利用线圈感应IC卡产生磁场对其发来的数据进行读取。IC卡能源利用交变磁场得到, 读写头写来的数据利用检验磁场而获得, 并根据预设模式编码、调制后, 再将数据发至读写头。

结语

综上所述, 随着不断发展的IC卡技术, 与相关技术进行有机结合并在电力计量中普遍应用。IC卡电表也会在应用过程中日趋完善, 因此, 国内电力企业广泛采用IC卡电表进行计量收费是十分可行, 并具有广阔的市场前景。

摘要：本文基于对IC卡电表的技术发展、设备功能及操作流程进行了较深入地探讨, 同时探讨了IC卡电表在应用过程的常见问题及发展趋势。

关键词：IC卡电表,操作过程,发展趋势

参考文献

[1]王怀喜.电力自动化发展现状与趋势[J].科技资讯, 2010.

[2]屈慧洁, 冼月萍, 周淑芬.电力线通信技术及其应用[J].企业科技与发展, 2011.

[3]葛曼倩.IC卡电能表应用现状及其发展趋势[J].消费导刊, 2012.

[4]胡永林, 葛社伦, 张磊等.以信息化推进电力营销管理创新[J].中小企业管理与科技, 2012.

公交IC卡分段收费的实现 第10篇

随着IC卡技术的出现, 各大城市都率先在公交运营企业使用了公交IC卡, 以其安全、便捷的突出特点, 得到市民的普遍认可, 对提高公交运营企业的工作效率、经营管理水平和效益起到了很好的作用, 并带动IC卡的应用领域不断扩展。新需求的提出和新的应用领域的出现, 要求IC卡系统不断创新。当前, 城市建设的发展, 城区的不断扩大, 就对公交IC卡系统提出了新的要求:分段收费。

分段收费是公交营运收费的一种形式, 它是根据乘客乘车距离的不同而收取不同的费用, 与乘客的上下车站点、票价计算方式等密切相关[1]。在公交IC卡收费系统中, 与一票制的收费方式相比, 无疑是更复杂、更难于实现, 其难点就是如何在技术上控制逃票的发生。通过总体设计, 构建实现方法, 对比不同实施方案, 提出以现有系统为基础的公交IC卡分段收费的可行方案。

1 分段收费是公交IC卡收费方式的必然选择

IC卡具有快捷、安全的特点, 适合公交行业的应用, 它已得到企业和市民的普遍认可, 并已成为城市发展的趋势。沈阳的IC卡发卡量, 截止2009年12月, 已达360多万张。IC卡技术在公交行业的应用, 为票制改革提供了技术条件。但是票制都是一票到底, 不论乘坐多少站, 都是统一的1个价, 比如沈阳是“无人售票、前门上车、后门下车、投币1元”。

当前, 城市建设的发展, 使得城市规模在扩大;区域经济的发展, 使得各城际之间的客流往返更频繁。城市迫切需要更加便捷的公交, 以更好地带动区域的发展, 人们迫切需要更大区域出行的便捷性, 如果只是单纯地增设新的公交线路, 问题虽会解决, 但是也会增加市民换乘的难度;或者公交企业加大线路长度, 仍然使用一票制, 则将会给企业带来沉重的经济负担, 不利于企业运营和发展。所以一票制已经不能完全适应公交的发展, 必须以分段收费的方式来解决, 这是合乎公交发展需求的。

另外, 新出现的城际公交及地铁、城铁、轻轨、长途客运等也都存在分段收费的需求, 可见实现IC卡的分段收费有广泛的现实需求。

2 公交IC卡分段收费的总体设计

根据沈阳公交IC卡系统及公交线路运行的实际情况, 对比多种方案, 沈阳采用的是在公交车的上车门和下车门分别放置1台车载机的方式实现的, 不用增加售票员。乘客上车后, 在前门划1次卡, 下车时在后门划1次卡。当乘客前门上车划卡时, 车载机只做上车记录, 不进行消费处理。只有当乘客在后门下车划卡时, 车载机才根据相应记录计算票价做消费处理。 若乘客上车划卡后, 下车未划卡, 即视为逃票。在下次乘坐该路公交车时, 上车划卡时, 车载机会先扣除上次逃票金额, 再做上车处理。根据线路的长度和站位数量, 共分2个收费段, 每18个站位为1个收费段, 即乘坐18站以内 (含第18站) 作为1段车程, 按半程收费, 乘坐18站以上按全程收费。使用IC卡的, 18站以内 (含第18站) 按正常划卡1次计费, 18站以上, 按正常划卡1次的2倍计费。

2.1硬件设置

系统中使用的是CPU卡。根据上述原则, 在车上原有的车载机设备上, 进行了软件升级处理, 另外添加了1个站位计数器的装置, 由司机来控制, 连到车载机上, 每到1站由司机按一下, 站位情况记录到前、后车载机上。为了防止提前划卡, 在临到站前几分钟时, 司机按一下站位计数器, 这时才可以在后车门处的车载机上划卡, 能在一定程度上控制乘客只有要下车了才能去划卡, 减少逃票的发生。

在车载机的升级上, 只限定在使用分段收费的线路上进行, 这样不涉及一票制的线路, 系统改动有限, 而且不影响其它线路的划卡记录及处理流程。这一点很重要, 既节省了升级成本, 又能有针对性地解决线路的具体问题, 同时保证系统的IC卡在所有线路上都能正常应用, 也不给乘客增加负担。

2.2设计方案

由于在车载机内已经更新了刷卡处理程序, IC卡在上车刷卡时, 把上车站位做了记录, 当在后车门处的车载机上划卡时, 对这一记录进行计算比较, 从而在卡内做消费处理, 扣除相应的金额或次数, 这样就实现了真正意义上的分段计费。另外, IC卡内部文件也要做相应的改变, 专门有1位用来对站位进行记录, 以利用它完成站位情况的计算处理。只要持原有的IC卡在充值时即可完成卡片升级。

2.2.1 处理流程

当在前置车载机划卡时, 上车门的车载机在认证IC卡后, 把该卡的信息写入车载机, 同时在IC卡内写入乘客的上车站位信息及写入乘车记录“未处理”标志, 不做扣款, 等到乘客下车时, 在后置车载机上划卡, 这时, 要计算两个站位的差值, 如果少于或等于18站, 则以半程票价计费处理;若差值多于18站, 则以全程票价计费处理, 并把乘车记录“未处理”的标志改为“已处理”。若乘客下车时未在后置车载机上划卡, 则以逃票处理, 在前置车载机上形成的上车记录一直处于“未处理”的状态。等到该卡在此线路上的车划卡时, 要先判断卡片是否存在“未处理”标志, 有的话, 要按全程票价先完成补扣款操作, 然后对这张IC卡进行下一步的正常乘车操作。

2.2.2 设计实现

在一票制收费模式中, 上车只划1次卡, 就完成本次乘车记录及扣费。在分段收费的实现过程中, 由于要判断乘坐里程或多少站位, 就必须有起始2次划卡, 由2次划卡相互关联来实现分段计费, 而下车时的划卡才是真正的计费处理, 这是解决分段收费的难点, 只有下车划卡, 才能真正从技术上实现分段收费并在一定程度上控制逃票。具体实现流程如图1。

3 实现公交IC卡分段收费各种方法的比较

解决公交分段收费的问题有多种应用方案, 需要根据实际情况来选择。目前已有用于公交车上的手持POS机, 为实行公交IC卡的分段收费提供了不同方法, 但无非是如下3种:

1) 在实行分段收费的公交线路, 使用2个车载机, 1个作为上车时划卡, 另1个作为下车时划卡, 仍然还是无人售票。适合于线路长、各站客量平均的情况, 与市区的一票制划卡兼容。

2) 有些城市使用车载机和手持POS机一同使用的方式, 增加1个售票员, 与市区一票制划卡的车兼容, 但在分段收费的线路上, 售票员难免会与乘客在下车的站位数量上认识会不一致, 售票员的工作量很大。

3) 直接用手持POS机, 不用车载机的方式, 对于客流大的线路或在上班高峰时间, 不是很适合, 若有逃票发生, 也没有技术手段来处理, 只靠售票员的监督。

用手持POS就要增加相应的售票员来完成对IC卡的消费处理, 这种做法需要依赖售票员来确认乘客的票价及监督乘客, 不能完全从技术角度避免逃票现象的发生, 而且会增加售票的人力成本, 不利企业减人增效。所以从整体上来看, 用2个车载机的IC卡分段收费方式更加可行, 带来的利益更多一些。

4 结束语

从国外公共交通IC卡应用的情况及我国公共交通票制改革总的趋势来看, 将是分段收费逐步取代当前实行的一票制。从实现IC卡分段收费的方式来看, 要根据原有系统的设备、技术情况, 选出最适合原系统的、低成本的升级方案。如果只是为了实现分段收费, 将系统原有的设计都推翻重来, 那就得不偿失了。应该在原有系统的基础上, 综合考虑, 毕竟分段收费的只是部分线路, 大部分线路仍采用一票制。要平稳, 不影响系统的整体运行。

在公共交通的运力矛盾大大缓解、拥挤现象有较大改善的条件下, 公交IC卡分段收费对维护消费者利益、吸引短途乘客、合理利用运力资源和降低企业运营成本将起到很好的作用。同时, 公交IC卡系统实现分段收费, 在技术上是可行的, 而且很有必要, 这样会进一步拓宽了IC卡的应用领域, 比如:地铁、城铁, 随着城市的扩大、城市之间的人们往来的频繁, 已经出现城迹公交。公交IC卡分段收费的实现, 为其他交通行业应用公交IC卡提供了技术支持。

摘要：公交IC卡使用以来, 一直是“一票制”, 但由于城市建设的发展, 城区在扩大, 城乡之间的往来越来越紧密, 实现公交IC卡的分段收费有着广泛的市场和社会需求。然而, 要在原有系统的基础上, 实现分段收费, 还是会有一定的难度的。文中仅就利用公交IC卡现有系统, 实现分段收费的方法加以探讨, 得出可行的、可靠的方案来实现公交IC卡分段收费。

关键词：公交IC卡,分段收费,方案

参考文献

[1]张林.沈阳城市IC卡应用研究[C].北京:第四届全国建设事业卡应用和技术发展研讨会论文集, 2005

[2]王爱英.智能卡技术[M].北京:清华大学出版社, 2000