基于嵌入式Linux的AFC讀寫器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在軌道交通行業(yè),對(duì)于客運(yùn)的管理普遍使用的是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(Auto Fare Collection,簡(jiǎn)稱AFC系統(tǒng)),其主要功能是在軌道交通區(qū)域提供售檢票服務(wù)以及為運(yùn)營(yíng)管理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。其中,AFC讀寫器是AFC系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)設(shè)備的關(guān)鍵部件。在傳統(tǒng)的AFC讀寫器設(shè)計(jì)模式中,與業(yè)務(wù)相關(guān)的規(guī)則和邏輯分析以及票卡流程處理均由部署于設(shè)備中的上位機(jī)軟件完成,對(duì)各類票卡進(jìn)行讀取和寫入的操作由上位機(jī)完全控制,因此傳統(tǒng)AFC讀寫器無論從硬件設(shè)計(jì)還是軟件功能

2、方面,都較為簡(jiǎn)單。
　　隨著軌道交通的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,業(yè)務(wù)需求越來越復(fù)雜。在運(yùn)營(yíng)過程中,需要對(duì)AFC設(shè)備中的票卡處理流程進(jìn)行改動(dòng)或者升級(jí)。而這些設(shè)備由于線路屬性和設(shè)備類型不同,往往分屬于不同的集成商或供應(yīng)商,因此需要分別進(jìn)行設(shè)備軟件的修改、測(cè)試,以及全路網(wǎng)級(jí)的整體測(cè)試驗(yàn)證。很細(xì)微的改動(dòng)、調(diào)整,都會(huì)面臨較大的工程工作量。此外,由銀行發(fā)行的符合《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》(簡(jiǎn)稱PBOC規(guī)范)的非接觸式集成電路卡(簡(jiǎn)稱PBOC卡片),

3、也在逐步推廣,并開始投入到軌道交通行業(yè)應(yīng)用中。與傳統(tǒng)的AFC票卡相比,PBOC卡片具有更高的安全性,但是與讀寫器之間也有更多的交互次數(shù)和更大的數(shù)據(jù)傳輸量,對(duì)交易的安全認(rèn)證也需要更長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間。而軌道行業(yè)的特點(diǎn)是需要快速的完成交易,PBOC卡片與讀寫器每一次的交互都經(jīng)過上位機(jī)軟件控制顯然不再合適,但是原有設(shè)計(jì)模式?jīng)Q定了傳統(tǒng) AFC讀寫器的硬件沒有足夠的能力快速、獨(dú)立地執(zhí)行PBOC卡片的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)認(rèn)證(Dynamic Data Authent

4、ication,簡(jiǎn)稱DDA)。
　　本文針對(duì)上述原因,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了更高性能的AFC讀寫器?；谠O(shè)備國產(chǎn)化的要求,硬件方面選擇了國產(chǎn)的32位ARM處理器SEP4020作為核心器件,其他主要硬件包括64兆字節(jié)的SDRAM以及256兆字節(jié)的NAND FLASH存儲(chǔ)空間,并在其上運(yùn)行嵌入式Linux用于系統(tǒng)的管理。該讀寫器包含AFC的業(yè)務(wù)邏輯分析和判斷,獨(dú)立的票卡流程處理能力,并且可以支持PBOC卡片的流程處理以及脫機(jī)的安全認(rèn)證DDA,完

5、整的交易時(shí)間也基本在可接受范圍。本文主要包括以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1).介紹了一些必要的背景知識(shí),包括AFC系統(tǒng)組成,PBOC規(guī)范,SEP4020的基本模塊等;
　　(2).對(duì)AFC讀寫器的硬件架構(gòu)和底層嵌入式Linux系統(tǒng)作了簡(jiǎn)要的介紹;
　　(3).深入闡述了AFC讀寫器的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了各個(gè)任務(wù)模塊的劃分,并重點(diǎn)分析了PBOC卡片的流程實(shí)現(xiàn);
　　(4).給出測(cè)試數(shù)據(jù),驗(yàn)證了AFC讀寫器的功能