基于嵌入式Linux的AFC讀寫器設計與實現(xiàn).pdf

1、在軌道交通行業(yè),對于客運的管理普遍使用的是自動售檢票系統(tǒng)(Auto Fare Collection,簡稱AFC系統(tǒng)),其主要功能是在軌道交通區(qū)域提供售檢票服務以及為運營管理提供相應的數(shù)據(jù)。其中,AFC讀寫器是AFC系統(tǒng)運營設備的關鍵部件。在傳統(tǒng)的AFC讀寫器設計模式中,與業(yè)務相關的規(guī)則和邏輯分析以及票卡流程處理均由部署于設備中的上位機軟件完成,對各類票卡進行讀取和寫入的操作由上位機完全控制,因此傳統(tǒng)AFC讀寫器無論從硬件設計還是軟件功能

2、方面,都較為簡單。
　　隨著軌道交通的網(wǎng)絡化發(fā)展,業(yè)務需求越來越復雜。在運營過程中,需要對AFC設備中的票卡處理流程進行改動或者升級。而這些設備由于線路屬性和設備類型不同,往往分屬于不同的集成商或供應商,因此需要分別進行設備軟件的修改、測試,以及全路網(wǎng)級的整體測試驗證。很細微的改動、調整,都會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》(簡稱PBOC規(guī)范)的非接觸式集成電路卡(簡稱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,對交易的安全認證也需要更長的執(zhí)行時間。而軌道行業(yè)的特點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)過上位機軟件控制顯然不再合適,但是原有設計模式?jīng)Q定了傳統(tǒng) AFC讀寫器的硬件沒有足夠的能力快速、獨立地執(zhí)行PBOC卡片的動態(tài)數(shù)據(jù)認證(Dynamic Data Authent

4、ication,簡稱DDA)。
　　本文針對上述原因,設計和實現(xiàn)了更高性能的AFC讀寫器。基于設備國產(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存儲空間,并在其上運行嵌入式Linux用于系統(tǒng)的管理。該讀寫器包含AFC的業(yè)務邏輯分析和判斷,獨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的安全認證DDA,完

5、整的交易時間也基本在可接受范圍。本文主要包括以下幾個方面的工作:
　　(1).介紹了一些必要的背景知識,包括AFC系統(tǒng)組成,PBOC規(guī)范,SEP4020的基本模塊等;
　　(2).對AFC讀寫器的硬件架構和底層嵌入式Linux系統(tǒng)作了簡要的介紹;
　　(3).深入闡述了AFC讀寫器的軟件架構設計,詳細介紹了各個任務模塊的劃分,并重點分析了PBOC卡片的流程實現(xiàn);
　　(4).給出測試數(shù)據(jù),驗證了AFC讀寫器的功能