[实用新型]感应式IC卡收费机

说明书

本实用新型涉及一种IC卡收费机，具体涉及一种感应式IC卡收费机。

随着IC卡技术的高速发展，IC卡的应用范围越来越广。尤其是感应式(非接触式)IC卡在公交车辆上应用越来越多。而公交环境是比较恶劣的，其特点为：不同类型公交车的电源电压分为12伏和24伏，其电源波动范围较大；公交车发动机还会产生较强的电磁干扰。目前的感应式IC卡收费机的工作电压和工作温度范围都较小，例如，菲利浦的MCM500收费机分别为9-36V及-10-55℃；而且由于无备份功能，其工作可靠性较差。因此，现有的感应式IC卡收费机的性能还不能适应比较恶劣的使用环境。

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种能适应恶劣使用环境的工作性能好和工作可靠性高的感应式IC卡收费机。

为实现上述目的，本实用新型的感应式IC卡收费机包括：一由前壳体和后盖组成的机体，机体上设有天线，在前壳体的面板上嵌设有键盘和显示板；一设置在所述机体中的中央处理机；与中央处理机电连接的IC卡操作模块、感应模块、键盘及显示扫描模块、语音电路模块、安全模块、主存储区模块；其特点是，所述后盖的背板上嵌设有第二显示板；还包括电源管理模块、备份数据模块和接触式IC卡接口模块，它们分别与中央处理机电连接。

本实用新型的上述方案由于设置了电源管理模块，这样可针对公交车辆的不同状况进行特殊处理，以确保稳定输出系统和感应模块射频部分所需的电压；由于设置了备份数据区模块，可确保交易记录的安全性，一旦发现某个各自区损坏，备份中的数据可自动进行数据恢复。

下面将结合附图具体说明本实用新型一较佳实施例，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。

图1是本实用新型一较佳实施例的感应式IC卡收费机的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的后视图；

图4是图1实施例的感应式IC卡收费机的内部结构的方框示意图；

图5是图4中所示的电源管理模块的工作原理的方框示意图；

图6是相应于图4的电源管理模块的电路图；

图7是图1实施例中的接触式IC卡接口模块的电路图。

图1至3示出本实用新型一较佳实施例的IC卡收费机的外形结构，包括有：一由前壳体1和后盖2组成的机体，在前壳体面板上嵌设有键盘3和显示板4；在后盖2的背板上嵌设有第二显示板6、若干工作状态指示灯8、IC卡插口7和电源开关9。图4示出本实用新型的感应式IC卡收费机的内部结构组成，包括：一设置在机体中的中央处理机10；与中央处理机10电连接的IC卡操作模块11、感应模块12、键盘及显示扫描模块13、语音电路模块14、安全模块15、主存储区模块16、电源管理模块17、备份数据模块18和接触式IC卡接口模块19，它们分别与中央处理机10电连接。本实用新型的中央处理机10是采用具有在线编程(ISP)功能的MCS51系列单片机，用于控制感应式IC卡的操作及与上述其它功能模块的数据交换。所述电源管理模块17用于监视输入的电源，它根据不同的输入(＞=24V或＜24V)进行不同的电源处理，产生系统所需的+5V及12V并使工作电压范围可达到3.6V-40V，其工作原理如图5所示，不同的电源输入后，进行电源检测，然后将电源切换：升压到24V或降压到15V，再分别降压到系统所需的5V和12V，分别稳定地供给系统(主板)及感应模块12的射频部分(RF)。电源管理模块17的具体电路如图6所示，输入的电源经高频滤波网络后进入电源检测，当电源电压大于24V时，三极管导通，继电器选通40V通道；如果电源电压小于24V，则继电器断开。大于24V的电源输入后，直接经MC34063DC-DC转换器降压到15V，再经过降压分别输出12V和15V供RF和主板工作。对于小于24V的电源输入，则经过定制的3-24V专用DC-DC转换器升压到24V，然后经MC34063及7805分别降压到12V和5V供RF和主板工作。经过多级升压、降压过程会使输入的电源受到一定的损耗，因此在DC输出端增加MOS，以提高电源的输出电流。所述键盘及显示扫描模块13用于控制显示和功能键处理，本系统采用20位双面显示，如上所述，正面显示板4显示票价及卡内余额，背面显示板6显示总交易人次及总交易金额，还设有四个图形化工作状态指示灯，用于指示收费机的卡操作状态。语音电路模块14采用ADPCM模拟输出，用于提示各类卡操作结果。具体说，上述语音/显示/键盘扫描模块14和13用于对20位数码管的扫描以及按键的处理，对语音播放和状态灯8和蜂鸣器控制，它们自带电源滤波和稳压电路，并通过RS485与各主控模板通讯。感应模块12采用华虹集成电路公司生产的专用模块，是一种符合ISO14443标准的感应式模块，其卡与天线之间的感应距离为0-10公分，完成一次交易的典型时间小于300ms。安全模块15采用专用的PSAM卡，用于密钥的管理、生成及交易认证，其安全性能高和读写速度快。IC卡操作模块11用于司售卡的签到签退及各类信息表的传递以及用于应用程序的升级和下载等。所述的备份数据区模块18的设置是为了确保交易记录的安全性，除所有的交易记录进行安全认证处理外，采用双备份结构，一旦发现某个工作区域损坏，则备份中的数据自动进行数据恢复。所述IC卡接口模块(RS232/RS485)19的电路结构如图7所示，它自带电源滤波和稳压电路，并通过RS485与各主控模块通讯。本实用新型采用大容量的接触式IC卡司售卡作为采集的媒体，对于司机而言，每天上班开机签到后IC卡收费机便自动将存储于卡内的各类信息表采集到其相关的存储器中，下班签退时，则自动将收费机内的交易信息下传到司售卡中。这样司机可随时随地用司售卡进行采集，然后将司售卡送到指定采集点上采集即可，避免了由于集中采集造成的拥挤。同时，采用司售卡采集还可大大减少数据的采集时间，与其它采集方式相比较，使用IC卡采集可减少至少一半的采集时间。此外，本实用新型还采用以下措施确保系统在受干扰的情况下正常工作：采用高频滤波+DC-DC+三端稳压的方式，对产生于收费机电源上的干扰信号进行隔离，在线路中还使用了专门抑制EMI器件；关键部件采用金属屏蔽罩，以防止外部磁场干扰对系统的破坏；采用硬件看门狗(WATCHDOG)技术，以便当系统受干扰程序出错后150ms，自动进行复位(RESET)操作；与外部部件，例如通信接口、键盘等，均采用光电隔离技术；采用软件复位技术，及在程序的空余处插入多个JMP START指令，当程序飞逸到这些程序指令时，自动进行复位操作；采用CRC-16对产生的交易数据及中间变量进行交易，以确保数据的正确性。本实用新型的IC卡收费机的天线置于收费机的底部，在天线的上部采用凹口，其高度为卡与天线有效操作距离，大大提高了卡操作的成功率。在确保可靠性方面，还包括以下措施：机体采用PVC材料，内部采用加强结构，以保证在使用过程中不会因车辆颠簸造成收费机的损坏；软硬件相结合以防止收费机误操作的产生；关键部位采用防尘防潮措施，以大大提高收费机的工作温度和湿度范围。