地鐵自動售檢票系統中的射頻卡讀寫器設計

總體軟件主要負責各個模塊的控制，并協調各個模塊之間的工作。在系統上電后，首先負責對系統各個硬件接口進行初始化，然后進入正常工作循環。在正常工作循環中，可以實時感應射頻卡，對射頻卡進行讀寫相關操作；GPRS采用串口中斷方式響應遠程監控主機，向遠程監控主機發送設備信息；而與現場設備終端通信的方式可以有USB、RS232和RS422方式。這3種方式優先采用USB方式，然后采用RS232或RS422方式，很好地處理了多接口之間的協同問題。

　　為了實時地實現各項功能，把多個任務合理安排到前后臺工作是設計的重點。一方面采用模塊化和結構化的編程思想，使得讀寫器能夠將各程序合理地組織起來，方便程序的調試、修改和維護；另一方面采用高效的中斷機制，串口中斷實時接收來自設備終端或監控主機的命令，定時器中斷實現讀寫器工作模式的切換，當外界無卡時切換到空閑模式可以有效地降低讀寫器的功耗。

3.2 射頻卡讀寫程序

　　微處理器通過對MF RC531相關寄存器的控制實現對射頻卡的讀寫等各種操作。對射頻卡的操作分為尋卡、防沖突、選卡、認證、讀塊、寫塊、增值、減值、掛起等，其操作的流程如圖5所示。

　　當射頻卡進入讀寫器的天線感應范圍（10 cm內）并經過一段時間的延遲，射頻卡上電復位，接收MF RC531發送的請求應答指令，返回卡的類型號。當有多張卡同時接近讀卡器時，MF RC531隨即發送防沖突指令，系統進入防沖突循環中，選中一張卡，此時被選中的卡進入激活狀態，隨后卡與MF RC531之間進行3次相互認證，認證通過方可進行讀、寫、加、減等交易操作。操作完成后，MF RC531發出停卡指令，射頻卡從激活狀態返回停止狀態，一次交易結束[4]。在對卡內數據進行讀寫操作之前，需要進行從請求應答到相互認證的過程，如果這個過程器件出現錯誤，將導致讀寫操作無法進行。

3.3 GPRS數據傳輸程序

　　GPRS數據終端起著連接讀寫器設備與遠程監控中心通信的作用，通過GPRS模塊M33，遠程監控主機可以隨時了解讀寫器的狀態。模塊M33有兩種狀態，一種是短消息接收狀態，另一種是自動監控狀態。圖6是M33處于短消息接收狀態時GPRS數據傳輸的流程。

圖6 GPRS數據傳輸操作流程