城市规划论文地铁AFC系统中的射频卡读写器特点及设计分析

　　随着我国经济社会的发展，城市的轨道交通逐渐承担了城市主要客运流量，也带动了地铁系统的快速发展。本文主要针对地铁AFC系统中的射频卡读写器特点及设计分析进行了一些论述，文章是一篇城市规划论文范文。
　　【摘 要】射频卡读写器是地铁自动售检票(AFC)系统中重要的核心部件，是一种将计算机技术与射频技术、微电子技术结合在一起的一种应用。目前已广泛应用于城市轨道交通系统中，有效的提高了售检票的工作效率，对于城市地铁发展起到了重要的推动作用。本文通过分析地铁AFC系统中的射频卡读写器的特点，进而对其设计进行了相对全面的分析，以期对其发展有所帮助。

　　【关键词】地铁AFC系统,射频卡读写器,特点,设计分析

　　AFC系统在轨道交通上的应用，不仅实现了售票、检票、收费、计费等全过程的自动化，大大的提高了工作效率，还节约了人力成本，有效的控制了地铁的客流量。 而目前我国大多采用ARM处理器作为射频卡读写器系统的处理控制器，通信方式采用RS232或RS422等有线的通信方式，在一定程度上限制了AFC系统的自动化和网络化进程。

　　1 我国地铁AFC系统中射频卡读写器的发展概况

　　在城市地铁AFC系统的设计中，根据功能划分可以分为五层，第一层是清分系统;第二层是线路中央计算机控制系统;第三层是地铁车站计算机控制系统;第四层是车站终端设备系统;第五层为车票系统。

　　其中车站终端设备系统包括自动售票机(TVM)、自动验票机(TCM)、自动检票机(AGM)、手持检票机(PCA)以及票房售票机(BOM)等设备。乘客可以在终端设备上购票、检票或验票，在整个过程中，射频卡读写器作为通信核心，连接了射频卡和终端设备的通信，在AFC系统中占有主要地位。

　　上世纪90年代初期，地铁AFC系统在国外已经全面运行，并且在射频卡读写器方面具有垄断性的技术优势，如美国CUBIC公司、澳大利亚的ERG公司等都是专业的射频卡读写器制造商。我国在90年代末引进了美国CUBIC公司的AFC系统设备，应用于上海地铁1、2号线上，随后随着技术的发展，AFC设备国产化，开始大规模应用于各城市的轨道交通中，促进了城市地铁的发展。

　　2 地铁AFC系统中射频卡读写器的特点分析

　　射频识别技术是射频卡工作的基础，射频识别技术则是一种利用射频信号通过空间耦合来实现无接触信息传递并识别所传递信息的技术。它可以直接通过无线电信号来识别并读写传递的相关数据，从而不需要通过识别系统与特定的目标建立联系或进行接触。射频卡读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，另一部分则是数据信号。常用频率有低频、高频、超高频等，而地铁AFC系统中一般采用高频作为数据读写频率。

　　目前，我国地铁AFC系统采用的射频卡读写器接口单一，主要采用RS232或RS422等有线通信的方式与终端设备控制主机进行通信，其传输速率在一定程度受到限制，不利于在城市地铁出现高客流或其他复杂情况下，票卡与终端设备之间交易数据的高速传输。因此，需要对当前射频读卡器进行多方位的设计，在保证读卡器具有高速数据传输性能同时，保证数据传输的安全性、准确性和可靠性。

　　3 地铁AFC系统中射频卡读写器的设计分析

　　在我国地铁AFC系统中对射频卡数据处理的工作流程一般为终端设备的工控机(ECU)向读写器传送操作指令，读写器接到该指令后通过分析执行，将工控机(ECU)的指令信号编码加载在频率为13.56MHz的载波信号上经天线向外发送。当射频卡进入读写器工作区域则可接收到此射频信号，此时卡内芯片中的射频接口模块由此信号获得电源电压后产生复位信号建立时钟信号，同时卡内芯片中的有关电路对此信号进行解调、解码、解密，然后由内部管理程序对命令请求、密码、权限等进行判断。如果命令请求、密码、权限正确，由射频卡内部控制逻辑电路执行相应功能，并向读写器返回处理结果信息。

　　(1)硬件设计。射频卡读写器在硬件上主要由主控CPU、射频发收模块、SAM卡认证电路、通信电路、Flash/SDRAM存储器件以及报警电路等部分组成。在CPU处理器上可采用主频达到180Mhz、全速12Mbps从机接口的AT91SAM9260，可以明显的提高射频卡读写器数据的处理速度，存储器的扩展容量可采用256MB的NAND Flash存储数据，并采用容量为2MB的NOR Flash存储代码，有效的将存储数据和存储代码分离，不但提高了数据存储量，代码的执行效率也得到了提高。

　　在射频卡读写器中，芯片的设计是影响其工作质量的重要一环。通常，芯片可以采用飞利浦公司的读卡器芯片MFRC531，该芯片具有高集成度、抗电磁干扰和数据处理能力强的特点。为了避免读卡器天线自身线圈产生的磁场干扰射频卡的通信，影响读写器的电磁兼容性，可采用射频卡读写器主板和天线分别制版，这样不仅可以保证电磁的兼容性，还形成了模块化的系统结构，为以后系统升级提供了可能。

　　(2)软件设计。C语言是射频卡读写器软件开发编程的主要语言。主程序对各个模块进行控制，并对各个模块之间的工作进行协调，使得各个系统模块正常有序的运行。通常在设计上遵循两个原则：一是方便设计好的程序调试和维护，可采用模块化和结构化的编程理念，将各程序合理地组织起来;二是当外界无卡时，需要切换到空闲模式，以降低读写器功耗，可采用高效的中断机制，实时接收终端设备的命令，以实现串口中断的目的。

　　4结语

　　射频卡读写器是地铁AFC系统中的重要组成部分，影响地铁运营服务质量及乘客体验的满意度，因此在对射频卡读写器进行设计时，要充分考虑其安全性、稳定性和准确性，并根据实际情况，设计出处理数据效率更高、电磁兼容性更好的自能化控制系统，以适应不断发展的轨道交通事业。

　　参考文献：

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