本发明专利技术公开了一种基于超高频ＲＦＩＤ技术的实名制火车票读写器。它解决了目前铁路部门的担心以及实行实名制所遇到的主要问题，解决了人们所担心的实名制会增加很多工作量及在乘客购票及检票的时候造成更严重的堵塞等问题，同时采用本发明专利技术所述的方案还可以使相关部门及时掌握车上人员的身份信息，增加了火车的安全性与透明性。其结构为：它包括电源装置、控制装置，控制装置外接ＲＦＩＤ超高频读卡器电路；同时控制装置还通过ＵＳＢ接口与ＡＲＭ核心显示模块通信，ＡＲＭ核心显示模块与液晶屏模块和扩展模块连接；控制装置还通过串口转ＵＳＢ口电路与上位机（ＰＣ）连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工作于超高频(UHF)频段的基于超高频RFID技术的实名制火车票读写器。
技术介绍
长期以来，由我国国情决定，铁路一直是人们进行长途出行最主要的交通工具，但购票 难的问题随着我国经济的发展而愈演愈烈。受利益的趋使，出现了大量高价贩卖火车票的黄 牛党，这些票贩严重破坏了正常的购票秩序，使不少人"千金难求一票"，这严重影响了社 会的稳定和谐及经济的发展。实名制售票被提及了很长时间，但是一直以来由于我国铁路运 输的特殊情况，特别是没有一个很好的方案解决实名制验票会使车站检票速度下降这一难题， 铁路部门一直不肯实行实名制购票方案。如果能将超高频RFID的远距离读卡技术及低功耗的 手持技术结合起来，并利用已经普及的二代身份证作为身份识别凭证必然会大大降低验票时 间，提高工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对铁路部门的担心以及实行实名制所遇到的主要问题，提供一种基 于超高频RFID技术的实名制火车票读写器，它有效地解决了人们所担心的实名制会增加很多 工作量及在乘客购票及检票的时候造成更严重的堵塞等问题，同时采用本专利技术所述的方案还 可以使相关部门及时掌握车上人员的身份信息，增加了火车的安全性与透明性。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案-一种基于超高频RFID技术的实名制火车票读写器，它包括电源装置、控制装置，控制装 置外接RFID超高频读卡器电路；同时控制装置还通过USB接口与ARM核心显示模块通信， ARM核心显示模块与液晶屏模块和扩展模块连接；控制装置还通过串口转USB 口电路与上位 机连接。所述RFID超高频读卡器电路包括射频芯片，它通过GPIQ接口与控制装置通信；射频芯片 还依次连接环路滤波器、VCO装置，VCO装置再与射频芯片连接，从而组成闭环回路；同时射 频芯片还依次与功率放大器、高频环形器连接，高频环形器再与射频芯片连接从而组成另一 闭环回路；高频环形器与天线连接。所述控制装置为MSP430单片机。所述ARM核心显示模块采用S3C2410芯片。所述串口转USB口电路为FT232芯片。所述射频芯片为UHF RFID读卡器芯片AS3990。本专利技术的读写器主要由控制装置、RFID超高频读卡器电路、ARM核心显示模块、^S晶屏 模块和串口转USB 口电路等组成。控制装置负责接收用户命令、完成对射频芯片的寄存器设置。RFID超高频读卡器电路包 括射频芯片、功率放大电路、环路滤波器、外部VC0、高频环形器，完成对基带信号的调制 发射和解调接收功能。控制装置为Tl公司的MSP430超低功耗单片机，本专利技术采用MSP430F15X系列，该系列单片机是由美国德州仪器(Tl)推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器。它的主要 特点是超低功耗的同时具有强大的处理能力，而且结合T1的高性能模拟技术集成了丰富的片 上外设，由它作为CPU来控制整个电路，它通过GPIO(可编程)口来与读卡器芯片通信，、 该ARM模块通过USB接口与控制模块通信来控制液晶显示模块的工作。RFID超高频读卡器电路采用奥地利微电子公司生产的低功耗、低成本的"Simply Gen2" UHFRFID读卡器芯片AS3990为核心组成，该芯片是一款单晶片，第二代UHF阅读器IC,是 目前业界最低功耗最低BOM的解决方案，是讲究功耗成本的应用首选。它内建了一个第二代 协议的引擎，可与一个整合电源放大器一起使用以进一步縮减BOM,仅有32个寄存器就能 实现全RF、筛选及协议控制，并能在使用时轻松维护。ARM核心显示模块采用S3C2410嵌入式芯片，该芯片是Samsung公司基于ARM公司的 ARM920T处理器核，采用0.18um制造工艺的32位微控制器，ARM芯片可以内嵌LINUX或 WIN CE等操作系统，所以显示界面友好、内容丰富、可操作性强，该ARM模块通过USB接 口与控制装置通信来控制液晶显示模块的工作。串口转USB 口电路由FT232芯片来完成，该芯片是由全球领先的USB相关芯片和解决方 案供应商英国Future Technology Device International Limited (FTDI)生产，可以将USB信号方 便转换成RS-232, RS422, RS485信号/RS-232， RS422, RS485信号转换成USB信号，同时整 合了电平转换器，使得其l/0 口电平支持5V-2.8伏的宽范围，能自行产生时钟，无需外挂晶 振钟振，同时该芯片内部集成了电源去耦RC电路。该芯片可以支持从串行UART、并行FIFO、 SPI、 12C和JTAG等等协议转换到USB协议，并且所有转换都是在该芯片上完成，因而使用该 芯片具有包含各种标准驱动程序、支持各种操作系统和处理器平台等优势。天线是根据方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度这5个参数专 门设计的，为小型圆极化天线。本专利技术的双天线结构中的两根天线是各自独立工作的，在高 频芯片AS3990的控制下可以分别对应两种不同的协议也就可以同时读取两种不同制式的超 高频RFID卡中的信息，并可以通过对其进行比较确定相互的信息是否匹配。同时双天线也起4到了加强信号的增益，增大传输距离和覆盖范围的目的。 本专利技术的工作流程为车票是用915MHz的超高频RFID卡，在读取超高频RFID卡中数据时，RFID超高频读卡 器电路读取采用标准915MHz的超高频RFID卡制成的车票中的信息，读入信息后通过GPIO 口 将信息传给MSP430单片机，单片机控制与ARM核心显示模块通过串行口进行通信，ARM核心 显示模块将读入的信息在液晶屏模块上显示出来。在向超高频RFID卡中写入数据时，上位机 (PC)通过USB 口与该读写器相连，FT232芯片完成USB 口到串口协议的转换，将数据经串 行口送入MSP430单片机，单片机通过GPIO 口将信息写入RFID卡中储存。本专利技术的有益效果是；结构简单，使用方便，采用的车票是用915MHz的超高频RFID卡 制成，最远可以在3—5米范围内读取卡中的数据且抗干扰能力较强，由于RFID卡可以循环 利用所以用它代替纸质车票更节省社会资源，更有利于环保的要求。本专利技术采用的AS3990 低功耗芯片使得发射功率能控制在1一2W之内，MSP430系列单片机采用的是1.8~3.6电压， 芯片的电流会在200~400UA左右，时钟关断模式的最低功耗只有O.luA，这就更进一步的降 低了读写器整体的功耗，两节五号电池就可以为整个读写器供电，本专利技术通过上述一系列方 法显著降低了整体的功耗，减少了能源的消耗，有利于环保及可持续发展。本专利技术配一整套 软件可以在上位机上运行用来将日期、车次、座次、人名及身份证号等旅客信息写入车票中， 同时也可以从车票中方便的读出这些信息，该软件使用方便快捷，界面友好功能强大，完全 适合售票及验票时使用。 附图说明图l为本专利技术的结构示意图2为RFID超高频读卡器电路结构示意图。其中，l.网络数据库，2。上位机，3.串口转USB 口电路，4。控制装置，5.USB接口， 6, ARM 核心显示模块，7.液晶屏模块，8.扩展模块，9. RFID超高频读卡器电路，IO.天线，ll.射频 芯片，12.GPIO接口， 13.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于超高频ＲＦＩＤ技术的实名制火车票读写器，其特征是，它包括电源装置、控制装置，控制装置外接ＲＦＩＤ超高频读卡器电路；同时控制装置还通过ＵＳＢ接口与ＡＲＭ核心显示模块通信，ＡＲＭ核心显示模块与液晶屏模块和扩展模块连接；控制装置还通过串口转ＵＳＢ口电路与上位机连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪君，赵斌，郑玉山，李言飞，潘勇，杨华，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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