隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市的軌道交通逐漸承擔了城市主要客運流量，也帶動了地鐵系統(tǒng)的快速發(fā)展。本文主要針對地鐵AFC系統(tǒng)中的射頻卡讀寫器特點及設計分析進行了一些論述，文章是一篇城市規(guī)劃論文范文。
　　【摘 要】射頻卡讀寫器是地鐵自動售檢票(AFC)系統(tǒng)中重要的核心部件，是一種將計算機技術與射頻技術、微電子技術結合在一起的一種應用。目前已廣泛應用于城市軌道交通系統(tǒng)中，有效的提高了售檢票的工作效率，對于城市地鐵發(fā)展起到了重要的推動作用。本文通過分析地鐵AFC系統(tǒng)中的射頻卡讀寫器的特點，進而對其設計進行了相對全面的分析，以期對其發(fā)展有所幫助。

　　【關鍵詞】地鐵AFC系統(tǒng),射頻卡讀寫器,特點,設計分析

　　AFC系統(tǒng)在軌道交通上的應用，不僅實現(xiàn)了售票、檢票、收費、計費等全過程的自動化，大大的提高了工作效率，還節(jié)約了人力成本，有效的控制了地鐵的客流量。 而目前我國大多采用ARM處理器作為射頻卡讀寫器系統(tǒng)的處理控制器，通信方式采用RS232或RS422等有線的通信方式，在一定程度上限制了AFC系統(tǒng)的自動化和網(wǎng)絡化進程。

　　1 我國地鐵AFC系統(tǒng)中射頻卡讀寫器的發(fā)展概況

　　在城市地鐵AFC系統(tǒng)的設計中，根據(jù)功能劃分可以分為五層，第一層是清分系統(tǒng);第二層是線路中央計算機控制系統(tǒng);第三層是地鐵車站計算機控制系統(tǒng);第四層是車站終端設備系統(tǒng);第五層為車票系統(tǒng)。

　　其中車站終端設備系統(tǒng)包括自動售票機(TVM)、自動驗票機(TCM)、自動檢票機(AGM)、手持檢票機(PCA)以及票房售票機(BOM)等設備。乘客可以在終端設備上購票、檢票或驗票，在整個過程中，射頻卡讀寫器作為通信核心，連接了射頻卡和終端設備的通信，在AFC系統(tǒng)中占有主要地位。

　　上世紀90年代初期，地鐵AFC系統(tǒng)在國外已經(jīng)全面運行，并且在射頻卡讀寫器方面具有壟斷性的技術優(yōu)勢，如美國CUBIC公司、澳大利亞的ERG公司等都是專業(yè)的射頻卡讀寫器制造商。我國在90年代末引進了美國CUBIC公司的AFC系統(tǒng)設備，應用于上海地鐵1、2號線上，隨后隨著技術的發(fā)展，AFC設備國產(chǎn)化，開始大規(guī)模應用于各城市的軌道交通中，促進了城市地鐵的發(fā)展。

　　2 地鐵AFC系統(tǒng)中射頻卡讀寫器的特點分析

　　射頻識別技術是射頻卡工作的基礎，射頻識別技術則是一種利用射頻信號通過空間耦合來實現(xiàn)無接觸信息傳遞并識別所傳遞信息的技術。它可以直接通過無線電信號來識別并讀寫傳遞的相關數(shù)據(jù)，從而不需要通過識別系統(tǒng)與特定的目標建立聯(lián)系或進行接觸。射頻卡讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，另一部分則是數(shù)據(jù)信號。常用頻率有低頻、高頻、超高頻等，而地鐵AFC系統(tǒng)中一般采用高頻作為數(shù)據(jù)讀寫頻率。

　　目前，我國地鐵AFC系統(tǒng)采用的射頻卡讀寫器接口單一，主要采用RS232或RS422等有線通信的方式與終端設備控制主機進行通信，其傳輸速率在一定程度受到限制，不利于在城市地鐵出現(xiàn)高客流或其他復雜情況下，票卡與終端設備之間交易數(shù)據(jù)的高速傳輸。因此，需要對當前射頻讀卡器進行多方位的設計，在保證讀卡器具有高速數(shù)據(jù)傳輸性能同時，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩�性、準確性和可靠性。

　　3 地鐵AFC系統(tǒng)中射頻卡讀寫器的設計分析

　　在我國地鐵AFC系統(tǒng)中對射頻卡數(shù)據(jù)處理的工作流程一般為終端設備的工控機(ECU)向讀寫器傳送操作指令，讀寫器接到該指令后通過分析執(zhí)行，將工控機(ECU)的指令信號編碼加載在頻率為13.56MHz的載波信號上經(jīng)天線向外發(fā)送。當射頻卡進入讀寫器工作區(qū)域則可接收到此射頻信號，此時卡內(nèi)芯片中的射頻接口模塊由此信號獲得電源電壓后產(chǎn)生復位信號建立時鐘信號，同時卡內(nèi)芯片中的有關電路對此信號進行解調(diào)、解碼、解密，然后由內(nèi)部管理程序?qū)γ�令請求、密碼、權限等進行判斷。如果命令請求、密碼、權限正確，由射頻卡內(nèi)部控制邏輯電路執(zhí)行相應功能，并向讀寫器返回處理結果信息。

　　(1)硬件設計。射頻卡讀寫器在硬件上主要由主控CPU、射頻發(fā)收模塊、SAM卡認證電路、通信電路、Flash/SDRAM存儲器件以及報警電路等部分組成。在CPU處理器上可采用主頻達到180Mhz、全速12Mbps從機接口的AT91SAM9260，可以明顯的提高射頻卡讀寫器數(shù)據(jù)的處理速度，存儲器的擴展容量可采用256MB的NAND Flash存儲數(shù)據(jù)，并采用容量為2MB的NOR Flash存儲代碼，有效的將存儲數(shù)據(jù)和存儲代碼分離，不但提高了數(shù)據(jù)存儲量，代碼的執(zhí)行效率也得到了提高。

　　在射頻卡讀寫器中，芯片的設計是影響其工作質(zhì)量的重要一環(huán)。通常，芯片可以采用飛利浦公司的讀卡器芯片MFRC531，該芯片具有高集成度、抗電磁干擾和數(shù)據(jù)處理能力強的特點。為了避免讀卡器天線自身線圈產(chǎn)生的磁場干擾射頻卡的通信，影響讀寫器的電磁兼容性，可采用射頻卡讀寫器主板和天線分別制版，這樣不僅可以保證電磁的兼容性，還形成了模塊化的系統(tǒng)結構，為以后系統(tǒng)升級提供了可能。

　　(2)軟件設計。C語言是射頻卡讀寫器軟件開發(fā)編程的主要語言。主程序?qū)Ω鱾�模塊進行控制，并對各個模塊之間的工作進行協(xié)調(diào)，使得各個系統(tǒng)模塊正常有序的運行。通常在設計上遵循兩個原則：一是方便設計好的程序調(diào)試和維護，可采用模塊化和結構化的編程理念，將各程序合理地組織起來;二是當外界無卡時，需要切換到空閑模式，以降低讀寫器功耗，可采用高效的中斷機制，實時接收終端設備的命令，以實現(xiàn)串口中斷的目的。

　　4結語

　　射頻卡讀寫器是地鐵AFC系統(tǒng)中的重要組成部分，影響地鐵運營服務質(zhì)量及乘客體驗的滿意度，因此在對射頻卡讀寫器進行設計時，要充分考慮其安全性、穩(wěn)定性和準確性，并根據(jù)實際情況，設計出處理數(shù)據(jù)效率更高、電磁兼容性更好的自能化控制系統(tǒng)，以適應不斷發(fā)展的軌道交通事業(yè)。

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