一種智能讀卡模塊與智能檢票終端的制作方法

本發明涉及自助服務設備領域，特別涉及智能讀卡模塊與智能檢票終端。

背景技術：

afc系統(自動售檢票系統)自動售檢票系統是國際化大城市公共交通交通運行中普遍應用的現代化聯網收費系統，隨著自動售檢票系統的啟用，乘客現在可以通過各入口處的售票機購買電子票。目前上海、北京、廣州、天津、深圳、南京等大城市的軌道交通都廣泛使用了afc系統作為重要客運管理應用。

目前，對于交易數據管理系統終端設備的讀寫器普遍是安裝在自動檢票機內部或人工售補票機操作臺內，在其讀卡天線感應區域上方，可對地鐵專用智能卡、交通卡、金融ic卡等非接觸式ic智能卡進行安全認證和讀寫操作。移動終端設備近年來已經成為人們出行的必備設備，能夠提供的功能也越來越豐富，因此，為了方便人們的出行，移動終端設備也了提供對交通票務處理的支持，通過在移動終端設備上安裝提供購票功能的app應用，即可使用移動終端設備實現進站、出站和購票自動支付，無需專門購買智能卡。

本發明的發明人發現，為保證公共交通系統內部軟硬件的安全，交易數據管理系統不能和外網連接，這樣的話，在用戶需要進站或出站時，交易數據管理系統的讀卡器就無法實時驗證賬戶中的余額情況，從而不能確認是否允許該用戶進出站。

現有的一種解決方案是將讀卡器從交易數據管理系統中隔離出來，讀卡器單獨和外網連接，與移動終端的app進行交易清算，但產生的數據不上傳至交易數據管理系統，最終由app提供平臺將收取的車資清單反饋給交易數據管理系統。這樣會存在幾個問題，一是交易數據管理系統無法了解一手數據，也無法對收到的反饋數據進行核查；二是交易數據管理系統無法統計各個讀卡器產生的進出乘客數、乘客的消費費用。可見，這樣不僅無法和app產生的數據進行復核，還無法進行車站所需的各類參數統計。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種智能讀卡模塊和智能檢票終端，使得在保證網絡安全的前提下，交易數據管理系統可以獲取完整準確的交易數據。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種智能讀卡模塊，與主控設備連接，包括：處理單元、識別單元和藍牙單元；所述處理單元分別連接所述識別單元和所述藍牙單元；所述識別單元，用于獲取移動終端的藍牙通信地址和與所述移動終端綁定賬戶的第一交易信息；所述藍牙單元，用于根據所述藍牙通信地址建立與所述移動終端的無線連接；所述處理單元，用于將所述識別單元獲取的第一交易信息發送給所述主控設備，并接收來自所述主控設備的第二交易信息；還用于利用所述無線連接將所述第二交易信息發送給所述移動終端以替代所述第一交易信息。

本發明的實施方式還提供了一種智能檢票終端，包括：主控設備和如上述提到的智能讀卡模塊；所述智能讀卡模塊和所述主控設備相連。

本發明實施方式相對于現有技術而言，主要區別及其效果在于：利用識別單元和藍牙單元的配合，實現智能讀卡模塊和移動終端間的雙向通信，在不連外網的情況下，不僅可以使讀卡模塊讀到移動終端中預存的第一交易信息，還可以使讀卡模塊將本次交易后的第二交易信息反饋給移動終端，同時利用第二交易信息替代第一交易信息，保證移動終端本地保存的交易信息可以被動態更新，從而實現智能讀卡模塊每次讀到的交易信息都是最新的，避免由于更新不及時造成信息不對等時，仍被檢票設備放行，保證交易數據管理系統可以正常收取資費。另外，由于智能讀卡模塊在接收第二交易信息時采用了藍牙直連，無需和外網連接，這樣就不需要改變智能讀卡設備在交易數據管理系統中的連接關系，也就不影響數據的正常上報，也能確保交易數據管理系統收到完整的數據，還能提升高速的傳輸速度。可見，本發明實施方式中智能讀卡模塊利用一次數據交互，可以實現在保證網絡安全的前提下，使得交易數據管理系統獲取到準確的乘客交易信息。

作為進一步改進，所述識別單元為條碼識別模塊；所述識別模塊通過所述移動終端生成的條碼，獲取所述藍牙通信地址和所述第一交易信息。利用條碼識別實現數據的獲取，加快讀頭獲取數據的速度。

作為進一步改進，所述藍牙單元包括：藍牙通信單元；所述藍牙通信地址為：低功耗藍牙ble單元。利用ble單元，使得在藍牙傳輸時，傳輸速度更快。

作為進一步改進，還包括：射頻單元，所述射頻單元和所述處理單元連接；所述射頻單元用于對智能卡讀寫數據；所述處理單元，還用于將從智能卡讀取到的數據發送至所述主控設備，或將主控設備傳回的數據寫入所述智能卡。進一步限定，在智能讀卡模塊上新增可以讀取智能卡的射頻單元，使得本發明實施方式中的智能讀卡模塊被集成多功能，使得一個智能讀卡模塊就能實現各種卡票的讀卡。

作為進一步改進，所述智能卡至少包括以下之一：地鐵專用車票、交通卡、金融ic卡。

作為進一步改進，所述射頻單元的數量大于1個。利用多個射頻單元可以實現在一個地鐵門禁設備上，設置用于識別不同智能卡的不同窗口，擴展本發明實施方式中的智能讀卡模塊的應用場景。

作為進一步改進，所述處理單元、所述識別單元、所述藍牙單元和所述射頻單元封裝于一個殼體中。進一步限定可以將所有單元進行封裝，提高本發明實施方式中的智能讀卡模塊的集成度。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施方式中的智能讀卡模塊結構示意圖；

圖2是根據本發明第二實施方式中的智能讀卡模塊結構示意圖；

圖3是根據本發明第三實施方式中的智能檢票終端結構示意圖；

圖4是根據本發明第三實施方式中的地鐵檢票終端中的處理單元、高速通信單元和主控設備間的連接關系示意圖；

圖5是根據本發明第一實施方式中的智能讀卡模塊中識別單元或近距離通信單元與處理單元之間的連接關系示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發明的第一實施方式涉及一種智能讀卡模塊。該模塊與主控設備連接，如圖1所示，本實施方式中的智能讀卡模塊具體包括：處理單元、識別單元和藍牙單元；處理單元分別連接識別單元和藍牙單元。此外，還可以包含一個高速通信單元，用于和主控設備通信。

其中，識別單元，用于獲取移動終端的藍牙通信地址和與移動終端綁定賬戶的第一交易信息，交易信息中可以包括：用戶賬號、用戶賬號狀態、余額和上一次乘坐信息等。具體的說，賬戶信息可以利用移動終端生成的條碼呈現，比如二維碼或一維碼，也就是說，識別模塊通過移動終端生成的條碼，獲取藍牙通信地址和賬戶信息。也就是說，識別模塊可以是條碼識別模塊。

藍牙單元，用于根據藍牙通信地址建立與移動終端的無線連接。具體的說，本實施方式中的藍牙單元可以是ble(低功耗藍牙)單元，藍牙單元可以為ble4.0及以上版本，增加傳輸速度。

處理單元，用于將識別單元獲取的第一交易信息發送給主控設備，并接收來自主控設備的第二交易信息；還用于利用無線連接將第二交易信息發送給移動終端，以替代所述第一交易信息。也就是說，第一交易信息被替代為第二交易信息。

需要說明的是，處理單元還會接收到來自主控設備的控制指令，根據控制指令控制識別單元或藍牙單元。

高速通信單元，可以采用高速差分通信，具體的說，可以采用lvds(即lowvoltagedifferentialsignaling，一種低壓差分信號技術)通信、rs422通信或usb通信，本實施方式中采用的是rs422通信，具體的說，采用的是ti公司的sn65hvd集成電路，實際應用中，有多種集成電路都可實現高速通信，在此不做限定。

實際應用中，識別單元或藍牙單元與處理單元之間可以使用異步串口通信接口(usart)，其接口標準化處理，信號包括數據發送、數據接口、時鐘信號、中斷請求信號、復位信號、電源管理信號和2個狀態指示信號，另外還可以包括5v和3.3v供電電源。其接口定義如下圖5。

在實際應用中，智能讀卡模塊的工作原理可以如下：用戶在準備經過地鐵閘機時，打開移動終端的專用app，移動終端根據預先綁定的賬號id、賬戶狀態、賬戶余額和上一乘坐站點(合稱第一交易信息)，再結合本機的藍牙地址等生成二維碼，并將二維碼對準閘機上的相應窗口，識別單元通過這個窗口獲取二維碼，同時解密獲得藍牙地址和各項賬戶信息。處理模塊會將上述獲得的信息都發送給主控設備，主控設備收到藍牙地址后，就將藍牙地址反饋給處理單元，指示處理單元控制藍牙通信單元建立和移動終端的連接，主控設備收到賬戶信息，結合當前站點信息，計算出第二交易信息，并將計算出的第二交易信息發給處理單元，指示處理單元通過藍牙連接反饋給移動終端。最后移動終端會根據接收到的第二交易信息更新第一交易信息，具體的說，可以是更新余額，上一乘坐站點等，這樣就可以保持移動終端中存有的交易信息是被動態更新的準確數據。

值得一提的是，移動終端除了本地保持交易信息外，還可以利用云端保持，將接收到的交易信息傳輸給云端，由云端動態更新賬戶信息。下一次用戶再經過地鐵閘機，需要生成二維碼時，可以先從云端獲取賬戶信息，這樣用戶即使想更換移動終端，也可以很方便地獲取最新的賬戶信息，不受終端硬件的限制。

本實施方式相對于現有技術而言，主要區別及其效果在于：利用識別單元和藍牙單元的配合，實現智能讀卡模塊和移動終端間的雙向通信，在不連外網的情況下，不僅可以使讀卡模塊讀到移動終端中預存的第一交易信息，還可以使讀卡模塊將本次交易后的第二交易信息反饋給移動終端，同時利用第二交易信息替代第一交易信息，保證移動終端本地保存的交易信息可以被動態更新，從而實現智能讀卡模塊每次讀到的交易信息都是最新的，避免由于更新不及時造成信息不對等時，仍被檢票設備放行，保證地鐵交易數據管理系統可以正常收取車資。另外，由于智能讀卡模塊在交易數據管理系統中的連接關系不需改變，所以不影響數據的正常上報，也能確保交易數據管理系統收到完整的數據。同時，還因為采用的是藍牙通信，不需用到外網，點對點傳輸時，不僅保證了主控設備的安全，保證告訴的傳輸速度。可見，本發明實施方式中智能讀卡模塊可以實現在保證網絡安全的前提下，使得交易數據管理系統獲取到準確的乘客交易信息。

另外，實際應用中，通信單元除了可以是藍牙傳輸單元，還可以是聲波傳輸單元，在此不再一一列舉。

本發明的第二實施方式涉及一種智能讀卡模塊。第二實施方式是在第一實施方式上做的進一步改進，主要改進之處在于：在本發明第二實施方式中，新增了和處理單元連接的射頻單元，從而實現可以對各類智能卡的讀卡。

具體的說，本實施方式中的智能讀卡模塊如圖2所示，具體還包括：和處理單元連接的射頻單元。其中，射頻單元用于對智能卡讀寫數據；處理單元，還用于將從智能卡讀取到的數據發送至主控設備，或將主控設備傳回的數據寫入智能卡。更具體的說，智能卡可以是非接觸式卡，至少包括以下之一：地鐵專用車票、交通卡、金融ic卡。

實際應用中，射頻單元與處理單元之間可以使用同步串行外圍接口(spi)，其信號包括外圍選擇信號、時鐘信號、數據發送信號、數據接收信號和中斷請求信號，另外增加一個復位信號。

另外，實際應用中，射頻單元的數量大于1個，如2個，分別是射頻單元1和射頻單元2。利用多個射頻單元可以實現在一個地鐵門禁設備上，設置用于識別不同智能卡的不同窗口，擴展本發明實施方式中的智能讀卡模塊的應用場景。

值得一提的是，本實施方式中的處理單元、識別單元、藍牙單元和射頻單元封裝于一個殼體中。封裝后的模塊體積減小，提高本發明實施方式中的智能讀卡模塊的集成度。

可見，本實施方式中的智能讀卡模塊進一步限定了在智能讀卡模塊上新增可以讀取非接觸式智能卡的射頻單元，使得本發明實施方式中的智能讀卡模塊被集成多功能，使得一個智能讀卡模塊就能實現各種卡票的讀卡。

本發明第三實施方式涉及一種智能檢票終端，如圖3所示，包括：電源、主控設備和如第一實施方式或第二實施方式中提到的智能讀卡模塊。

具體的說，智能讀卡模塊和主控設備相連。

本發明人發現，現有的智能讀卡模塊按單一功能設計，當一個檢票終端上使用多種檢票方式和支付方式時需要安裝多個單一功能的讀寫設備，這樣不僅線路的排布復雜度較高，而且使得檢票終端的體積龐大，而本實施方式中可以采用多功能的智能讀卡模塊，也就是說，利用一根總線即可實現主控設備和讀卡模塊的連接，可以根據設計需求,采用一對一或者一對多連接,不僅簡化線路的排布，還有效的降低了設備占用空間。本發明人在實際應用中發現，體積由3000cm³減小到300cm³以內，還降低硬件成本。

更具體的說，地鐵讀卡模塊內置一個高速通信單元，由高速通信單元和主控設備傳輸數據，同時，在主控設備和地鐵讀卡模塊之間采用高速差分通信，通信信號包括兩組差分通信線，分別是：數據發送和數據接收，其連接關系如圖4。本實施方式中由于通信距離距離較短，發明人發現，使用差分信號線的通信速率是傳統rs-232信號線的30倍，可以高達3.6mbps。

不難發現，本實施方式為包括第一實施方式相對應的整體裝置實施例，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。