地鐵自動售檢票系統(tǒng)中的射頻卡讀寫器設計

M33模塊在上電后通過指令“AT+CNMI”設置成短消息提醒功能，當遠程監(jiān)控主機要求與之建立GPRS連接，將向M33發(fā)送短消息。M33 接收到新的短消息，會向處理器發(fā)送一系列的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生串口中斷，微處理器相應串口中斷進入中斷服務子程序，執(zhí)行指令“AT+CMGR”讀取短消息內(nèi)容，短消息內(nèi)容符合規(guī)則將建立GPRS連接，進行GPRS數(shù)據(jù)通信，通信結(jié)束后關閉GPRS連接，重新回到短消息提醒模式[5]。

　　同時M33還可以自動監(jiān)控讀寫器。在讀寫器處于異常狀態(tài)下主動向監(jiān)控主機發(fā)出短消息，要求建立GPRS連接，主動告知監(jiān)控主機讀寫器的狀態(tài)，方便工作人員的管理，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化和網(wǎng)絡化。

3.4 多接口協(xié)同工作機制

　　讀寫器可以通過RS232、RS422、USB有線通信方式或GPRS無線通信方式與終端設備或監(jiān)控主機保持通信。為了在實際應用中有效地使用這幾個接口，需要采用多接口協(xié)同工作機制。

　　有線通信方式用于讀寫器與現(xiàn)場終端設備的通信，其中USB接口方式以其接口方便和高傳輸速率優(yōu)先采用，在現(xiàn)場終端設備無USB接口或USB接口出現(xiàn)故障的情況下，可以選擇RS232/RS422方式與設備終端通信。硬件設計上，讀寫器通過一個I/O口狀態(tài)可以自動探測微處理器接入的接口方式，當 USB接口和RS232/RS422接口同時存在時，優(yōu)先選擇USB通信方式。

　　PRS無線通信方式用于讀寫器與遠程監(jiān)控主機的通信，微處理器通過串口發(fā)送AT命令控制GPRS模塊M33。監(jiān)控中心和M33之間的通信采用 GPRS網(wǎng)絡，用戶手機和M33之間的通信采用GSM網(wǎng)絡短消息的形式。經(jīng)過設置，模塊一旦上電即可處于短消息提醒狀態(tài)，遠程設備端可以在需要與之建立 GPRS數(shù)據(jù)通信時向M33模塊發(fā)送短消息建立數(shù)據(jù)通信，并在數(shù)據(jù)通信完畢后關閉GPRS連接，重新回到短消息提醒狀態(tài)，這樣就可以與M33方便地建立通信關系并且減少了永久在線時心跳包所造成的數(shù)據(jù)資源浪費。另外，M33還可以在讀寫器處于異常狀態(tài)下主動向監(jiān)控主機發(fā)出短消息，保證了系統(tǒng)的安全性。

4 功能測試

　　該讀寫器測試結(jié)果如下：待機電流為160 mA，讀寫射頻卡時電流為240 mA。一般環(huán)境中可在0~10 cm范圍內(nèi)尋到射頻卡；同時采用多人輪流刷卡的方法測試讀卡的反應速度及準確度，1 min連續(xù)測試200次未出現(xiàn)不讀卡、反應不靈敏等現(xiàn)象；將多張卡放在讀寫器上面測試是否防沖突正常，測試沒有出現(xiàn)不讀卡、讀錯卡等現(xiàn)象。

　　讀寫器的USB和RS232/RS422接口通信方式切換自如，其中USB接口傳輸速率可以達到320 kb/s。GPRS模塊M33可以快速地響應監(jiān)控主機的短消息命令，其GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到57.6 kb/s。整個測試結(jié)果表明，讀寫器運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度快，GPRS無線接入方便快捷，基本達到了技術指標要求。

5 結(jié)論

　　本射頻卡讀寫器讀寫距離可達10 cm，操作方便、靈活，通信接口多樣，利用USB接口傳輸數(shù)據(jù)提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度，保證了系統(tǒng)的可靠性和便攜性要求；利用GPRS模塊M33實現(xiàn)了讀寫器的無線接入，保證了系統(tǒng)的安全性和網(wǎng)絡化的要求。本系統(tǒng)在地鐵AFC系統(tǒng)中運行良好，可靠性高，讀寫射頻卡迅速、方便、可靠、安全、穩(wěn)定，并且在此讀寫器的基礎上，只要稍加修改就能開發(fā)出不同的射頻識別應用系統(tǒng)，具有很高的應用價值。