專利名稱：一卡通的第三方接入系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數字信息通訊系統(tǒng)領域，尤其涉及一卡通的第三方接入系統(tǒng)，特 別是基于互聯網的一卡通第三方接入系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著數字化技術的發(fā)展，學校、企事業(yè)單位根據自身的業(yè)務發(fā)展積極籌建 數字化統(tǒng)一信息基地。但是面臨的一個嚴重問題是系統(tǒng)的兼容整合，如果將這些數字化統(tǒng) 一信息基地的其他方產品耦合成統(tǒng)一的一卡通系統(tǒng)，既可確保用戶原有系統(tǒng)的正常使用， 保護用戶的前期投資，又能實現它們和一卡通系統(tǒng)的連通，做到對整個系統(tǒng)的整合。而通 常在接入系統(tǒng)時要使用IC卡讀卡器，而現在的IC卡應用系統(tǒng)基本上是基于輕型網絡(如 RS-232、RS-485、CAN總線等)的應用系統(tǒng)?；谌鏡S-232/RS-485等輕型網絡的IC卡應 用系統(tǒng)的典型缺陷是該輕型網絡的總線傳輸距離有限。如果傳輸距離過長，則會導致數據 的丟失和傳輸的錯誤，因此局限了 IC卡的應用范圍。
實用新型內容因此，基于上述的一些弊端，本實用新型可提供一個系統(tǒng)結構簡單，易于使用的一 卡通的第三方接入系統(tǒng)，特別適用于校園一卡通網絡，能夠比較方便地解決系統(tǒng)兼容整合 的集成問題，為新產品提供安全、可靠、簡便的接入，新系統(tǒng)可通過緊耦合、松耦合的方式， 實現與一卡通系統(tǒng)的連通。本實用新型的技術方案是本實用新型的一卡通的第三方接入系統(tǒng)是多個與第三方子機連接的網絡讀卡器 組成的子網絡系統(tǒng)均并入由第三方系統(tǒng)服務器提供的第三方系統(tǒng)網絡中，所述的第三方系 統(tǒng)網絡中還連接一一卡通代理服務器，所述的一卡通代理服務器再連接至一卡通后臺數據 管理服務器；所述的第三方系統(tǒng)網絡是基于互聯網技術的網絡，所述的網絡讀卡器是由連 接于單片機控制電路單元的以太網協(xié)議控制電路單元和讀卡器接口電路單元組成。進一步的，所述的單片機控制電路單元還通過鎖存器連接于存儲器。更進一步的，所述的鎖存器是74LS373芯片。所述的鎖存器是62256芯片。進一步的，所述的單片機控制電路單元是由SST89C54單片機芯片連接晶體振蕩 器和復位電路構成。進一步的，所述的以太網協(xié)議控制電路單元是由RTL8019AS以太網控制芯片連接 于SST89C54單片機芯片的端口上，并外接外圍的復位電路和指示燈電路構成。進一步的，所述的讀卡器接口電路單元是一 IC卡卡座的VCC腳接電源端，其RST 腳、CLK腳、I/O腳、VPP腳通過上拉電阻接入SST89C54單片機芯片的4個端口，其SWl腳接 SST89C54單片機芯片的另1個端口，其SW2腳通過一電容接SST89C54單片機芯片的中斷端 口且并聯至地，其GND腳接地。進一步的，所述的以太網協(xié)議控制電路單元還連接至一雙絞線接口電路單元。[0012]更進一步的，所述的雙絞線接口電路單元是連接于所述的RTL8019AS以太網控制 芯片端口的雙絞線驅動接收器連接RS45接口座構成及外接的電容至地組成。本實用新型采用如上技術方案，實用新型可提供一個結構簡單，易于使用的校園 一卡通第三方接入系統(tǒng)，比較方便地解決系統(tǒng)集成問題，可以將已有的IC卡應用系統(tǒng)和新 增的子系統(tǒng)通過基于互聯網的技術的第三方網絡方式并入聯網，實現相互的數據交互通訊 和聯網管理。本實用新型可以為新產品提供安全、可靠、簡便的接入，新系統(tǒng)可通過緊耦合、 松耦合的方式，實現與一卡通系統(tǒng)的連通。本實用新型的通用的接入服務提供以下一些主 要功能，可很好地保證新系統(tǒng)與一卡通系統(tǒng)的松耦合讀取卡片上信息；查詢一卡通帳戶 的精確信息；卡片有效性驗證；卡片的消費(可脫機)、退費；卡片的掛失、身份功能的啟用 和禁用；帳戶在新子系統(tǒng)的開通和關閉(在一卡通數據庫做標記，必須關閉才能銷戶，此功 能很好地解決了一卡通帳戶銷戶時在某個新子系統(tǒng)還存在帳務上不清的情況，如圖書館借 書未還等情形是不能予以銷戶的)；一卡通帳戶信息的下載，照片的下載，字典信息的下載寸。
圖1是本實用新型的一卡通的第三方接入系統(tǒng)示意圖；圖2是本實用新型的單片機控制電路單元的電路圖；圖3是本實用新型的讀卡器接口電路單元的電路圖；圖4是本實用新型的讀卡器接口供電電路的電路圖；圖5是本實用新型的以太網協(xié)議控制電路單元的電路圖；圖6是本實用新型的雙絞線接口電路單元的電路圖；圖7是本實用新型的網絡處理單元的邏輯示意圖；圖8是本實用新型的程序流程圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。參閱圖1所示，本實用新型的一卡通的第三方接入系統(tǒng)是多個與第三方子機 101、102、……IOn連接的網絡讀卡器201、202、……20η組成的子網絡系統(tǒng)均并入由第三 方系統(tǒng)服務器40提供的第三方系統(tǒng)網絡30中，所述的第三方系統(tǒng)網絡中30還連接一一卡 通代理服務器50，所述的一卡通代理服務器50再連接至一卡通后臺數據管理服務器60。 所述的第三方系統(tǒng)網絡30是基于互聯網技術的網絡，由第三方系統(tǒng)服務器40提供網絡支 持。網絡讀卡器201、202、……20η讀取一卡通信息，經過其內部的網絡處理單元處理后， 通過第三方系統(tǒng)網絡30傳輸至一卡通代理服務器50，最后存儲到一卡通后臺數據管理服 務器60中。所述的網絡讀卡器201、202、……20η是由連接于單片機控制電路單元的以太 網協(xié)議控制電路單元和讀卡器接口電路單元組成。優(yōu)選的，所述的單片機控制電路單元的 單片機芯片為Silicon Storage Technology公司推出的帶有20KBFIash的SST89C54單片 機。單片機嵌入TCP/IP網絡協(xié)議，擔負著網絡數據包的打包、解包，數據I/O 口的控制，外 圍器件的操控等主體工作。所述的以太網協(xié)議控制電路單元的硬件上市由一個該單片機芯 片SST89C54(U1)和用以處理以太網協(xié)議的控制器芯片RTL8019AS(U3)組成。[0024]參閱圖2所示，所述的SST89C54單片機芯片包括以下部份256*8 位內部 RAM;3個16位定時/計數器(TO, Tl，T2)；1個全雙工、可編程串行通信口(DART)；6個中斷源，2個優(yōu)先級；4 個 8 位 I/O 口 (32 位 I/O 引腳)；TTL和CMOS電平全兼容5(士0· 1) V供電時，工作頻率為0-33MHZ ；3(士0. 1) V供電時，工作頻率為0-12MHZ ；內部看門狗定時器(WDT)；支持3種省電模式空閑、下電和等待，并且支持外部低電平中斷退出下電模式?？紤]到要實現TCP/IP協(xié)議，要求單片機系統(tǒng)有較大的數據吞吐量，擴展了一片 32K的靜態(tài)外部數據存儲器62256 (U7)。SST89C54芯片作為整個網絡讀卡器的控制中心、主要負責讀寫卡功能的實現以及 把從以太網來的數據幀解包和把生內部所需的時鐘信號，IC卡的相關數據封裝成以太幀。 單片機芯片SST89C54通過晶振電路產其晶振頻率為22. 1184MHz. at上電復位采用一個簡 單的RC電路，手動復位則通過復位開關電容放電產生所需的復位信號。因為SST89C54片 內帶有20K的程序存儲器，所以把單片機的引腳31(EA)接高電平(VCC)，使單片機上電后用 內部程序存儲器。在設計中，把PO 口用作數據/16位地址的低位地址復用口，P2 口用作16位地址的 高位地址，Pl 口的Pl. 7用作以太網控制芯片RTL8019AS(U3)的復位信號輸入端，PI. 1,P1.3 分別模擬IC總線用作IC卡的時鐘信號和數據輸入輸出線。引腳13 (INTl)用來對以太網 控制器RTL8019AS的中斷請求作響應。鎖存器74LS373 (U2)用作PO 口分時復用的16位低 位地址鎖存器。外部數據存儲器62256 (U7)內含32K的8位存儲單元，其片選引腳20 (CS) 接單片機的21腳(P2. 7)。62256芯片(U7)內部存儲器尋址通過單片機的低15位地址線 A0-A14。所以外部數據存儲器62256芯片(U7)的單片機尋址范圍為0000-7FFF。網絡讀卡器的IC卡接口電路設計IC卡讀卡器的接口電路是連接IC卡與讀寫器 的通道，由它實現對IC卡的供電，并滿足不帶電插拔的要求。帶電插拔會對IC帶來損傷或 損壞，在插拔卡前接口應先斷開IC卡的供電。本網絡讀卡器的IC卡接口完全遵照IS07816-2協(xié)議所規(guī)定的接觸型集成電路卡 的觸點定義以及IS07816-3協(xié)議所規(guī)定的上下電操作順序參閱圖3所示的為IC卡接口電路原理圖，圖中IC_P1為IC卡卡座，SW1，SW2為IC 卡插入識別的感應開關，其余為IS07816-2協(xié)議中所定義的8個引腳。系統(tǒng)中有關IC卡通 過上拉電阻R28、R27、R22、R26接至SST89C54單片機芯片U1，其與單片機Pl 口的對應關系 如下:P1. 0 至 RST ；Pl. 1 至 CLK ；Pl. 2 至 VPP ；Pl. 3 至 I/O。優(yōu)選的，網絡讀卡器采用的是ARPHEN0L公司的0152推椎式卡座，IC卡的插入與 退出是通過卡座上的感應開關來識別的(復雜的IC卡卡座的識別根據其控制的不同，識別 方式各異)。對手動式IC卡卡座，卡座上有一個開關，當卡插入時，開關接通；當卡退出時， 開關斷開。設計時通過將開關的一端SW2接地，而對另一端SWl進行檢測，即可判斷卡是否插入。在本系統(tǒng)設計中，為了使IC卡下電處理及時，采用拔卡時觸發(fā)中斷方式，并設其優(yōu)先 級最高。由于機械觸點容易抖動，特加了一個電容，來延緩后判斷。IC卡的上下電對IC卡的操作來說，是非常重要和小心的環(huán)節(jié)，我們在本系統(tǒng)的設 計中采用引腳控制電源的開斷，當檢測到卡的插入后，就使引腳Pl. 5為低電平，使三極管 導通，給IC卡供電，圖4為IC卡供電電路。參閱圖5所示，網絡讀卡器的以太網接入電路設計是1、工作模式設置我們選用了以太網控制器RTL8019AS(U3)來處理以太網協(xié)議。RTL8019AS芯片是 一片高度集成的以太網控制器，為100腳PQFP封裝。具有4個可編程輸出的管腳，用以驅 動表明狀態(tài)的LED。RTL8019AS芯片支持三種工作模式1)第一種為跳線模式，其I/O基址和中斷由跳線設置決定；2)第二種為即插即用方式，由軟件自動配置相應參數；3)第三種為免跳線方式，其I/O和中斷依外接的93C46芯片的內容設定。PC上所用的網卡一般只支持第2和第3種，通常更多使用用即插即用工作模式。 此處的嵌入式應用不作即插即用功能的支持，而且并未使用93C46芯片存儲以太網控制器 參數(由微處理器初始化時設定)，所以使用跳線方式。RTL8019AS芯片的工作模式由第65 腳JP決定。參見圖5中所示的設計電路原理圖中第65腳，圖中RTL8019AS芯片的第65腳JP 是輸入引腳，JP為低電平時，RTL8019AS芯片工作在第2/3種方式，由93C46芯片里的內容 決定。在一般應用場合，網卡中的RT18019AS芯片其第65腳懸空。而RT18019AS芯片的引 腳懸空時，輸入狀態(tài)為低電平(其他引腳也是，內部有IOOk下拉電阻)，RTL8019AS芯片工 作于第2/3種工作方式，需要使用93C46芯片。而此處把65腳通過IOK上拉電阻接高電平 (Vcc)JlJ RTL8019AS芯片的I/O和中斷就不由93C46芯片的內容決定，這時并不需要使用 93C46芯片，所有與93C46芯片相關的引腳可以不關心。2.網絡接口選擇RTL8019AS芯片使用AUI還是BNC接口的引腳，由AUI (第64腳)決定。常用的網絡 接口 一般是BNC的，很少用AUI。高電平時使用AUI接口，將該引腳懸空即可設置RTL8019AS 芯片使用BNC接口。而網絡介質類型由引腳PLO，PLl (74，77腳)決定，如下表所示表1 我們選用了最常用的UTP (非屏蔽雙經線)作為傳輸介質，從表1中可看出，應把 PLl, PLO兩根輸入引腳接低電平，把這兩根引腳也懸空。這樣，就工作在帶連接檢測的TP/ CX接口方式下。會自動檢測接口類型，是用同軸還是雙絞線，自動測試介質連接是否成功然 后進行工作。RTL8019AS芯片與單片機的硬件連接網絡處理單元邏輯框圖如圖7所示。 RTL8019AS的第4腳IRQ2/9接單片機的外部中斷1 (INT1, P3. 3)、，其中引腳工RQ2/9根據 前面的設置，是RTL8019AS的中斷輸出引腳，接到單片機的外部中斷0引腳RTL8019AS芯 片的讀寫線I0R，IOW連接到單片機對應的讀寫線(P3. 6，P3. 7)第33腳復位引腳RESDRV與 SST89C54芯片的Pl. 6相連，程序中用Pl. 6的輸出來復位RTL8019AS芯片。由于RTL8019AS 芯片設置成8位數據總線模式，其低8位數據總線接SST89C54芯片的PO端口。RTL8019AS芯片與傳輸介質的連接RTL8019AS芯片可與雙絞線或同軸電纜接口， 64腳AUI引腳決定使用AUI還是BNC接口。我們用的網卡的接口是BNC的，BNC接口方式 支持8線雙絞線或同軸電纜。在我們的設計中用的是現在應用普遍、價格便宜和安裝方便 的雙絞線(TP)。如圖6所示，除了通訊所需I/O數字濾波器和隔離變換器外，RTL8019AS芯片內部 擁有進行基于IOBaseT的數據收發(fā)功能所需的數字和模擬電路。因此一個外部的混合濾波 /變換器對于雙絞線接口于RTL8019AS是必須的。在我們的設計中，用到了 20F00IN濾波/ 變換器。20F00IN芯片(U4)是雙紋線驅動/接收器，為禍合隔離變壓器模塊，其內部擁有兩 個最高頻率在17MHz的低通慮波器和兩個隔離變換器，通過它們，可以去除因為電路的數 字特性導致的高次諧波，這樣，UTP電纜在盡可能小的噪聲下傳輸有用信號。20F00IN 芯片(U4)的引腳 1 (TP0UT+)、引腳 3 (TP0UT-)分別接到 RTL8019AS 的雙絞 線的差分輸出信號引腳45 (TPTx+)、引腳46 (TPTx-)。引腳4 (TPIN+)，引腳6 (TPIN-)分別接 RTL8019AS芯片(U3)的雙絞線的差分輸入信號引腳59 (TPRx+)，引腳58 (TPRx-)。對交流信 號，電容C1、C2、C27、C28把變換器20F00IN芯片的中點引腳2、7、10、15連接到地端，以抑制 非均衡噪聲。20F00IN 芯片的引腳 16(TPTx+)、引腳 14 (TPTx-)，11 (TPRx+)、引腳 9 (TPRx-) 則與插槽RJ-45引腳的1、2、3、6相對應。本實用新型的控制部分的程序流程如下參閱圖8所示為網絡讀卡器的主程序流程讀卡器上電后先對系統(tǒng)進行初始化， 然后讀取本機的ιρ地址和物理地址，把這兩個參數以廣播報的方式向網絡服務器發(fā)送，以 使網絡服務器方得到本機的IP和MAC(物理)地址。然后服務器即可向各終端發(fā)送數據報， 終端在接收到數據報的同時，也得到了服務器的IP地址和MAC地址。雙方都得到了對方的 IP地址和MAC地址之后，即可進行正常通信。盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應 該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節(jié) 上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
權利要求一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于多個與第三方子機(101、102、……10n)連接的網絡讀卡器(201、202、……20n)組成的子網絡系統(tǒng)均并入由第三方系統(tǒng)服務器(40)提供的第三方系統(tǒng)網絡(30)中，所述的第三方系統(tǒng)網絡中(30)還連接一一卡通代理服務器(50)，所述的一卡通代理服務器(50)再連接至一卡通后臺數據管理服務器(60)；所述的第三方系統(tǒng)網絡(30)是基于互聯網技術的網絡，所述的網絡讀卡器(201、202、……20n)是由連接于單片機控制電路單元的以太網協(xié)議控制電路單元和讀卡器接口電路單元組成。
2.根據權利要求1所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的單片機控制 電路單元還通過鎖存器(U2)連接于存儲器(U7)。
3.根據權利要求2所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的鎖存器(U2) 是74LS373芯片。
4.根據權利要求2所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的鎖存器(U7) 是62256芯片。
5.根據權利要求1或2所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的單片機 控制電路單元是由SST89C54單片機芯片(Ul)連接晶體振蕩器和復位電路構成。
6.根據權利要求1所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的以太網協(xié)議 控制電路單元是由RTL8019AS以太網控制芯片(U3)連接于SST89C54單片機芯片(Ul)的 端口上，并外接外圍的復位電路和指示燈電路構成。
7.根據權利要求1所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的讀卡器接口 電路單元是一 IC卡卡座(IC_P1)的VCC腳接電源端，其RST腳、CLK腳、I/O腳、VPP腳通 過上拉電阻(R28、R27、R22、R26)接入SST89C54單片機芯片(Ul)的4個端口，其SWl腳接 SST89C54單片機芯片(Ul)的另1個端口，其SW2腳通過一電容(C6)接SST89C54單片機芯 片(Ul)的中斷端口且并聯至地，其GND腳接地。
8.根據權利要求1所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的以太網協(xié)議 控制電路單元還連接至一雙絞線接口電路單元。
9.根據權利要求8所述的一卡通的第三方接入系統(tǒng)，其特征在于所述的雙絞線接口 電路單元是連接于所述的RTL8019AS以太網控制芯片(U3)端口的雙絞線驅動接收器(U4) 連接RS45接口座(Si)構成及外接的電容(C1、C2、C27、C28)至地組成。
專利摘要本實用新型涉及數字信息通訊系統(tǒng)領域，尤其涉及一卡通的第三方接入系統(tǒng)，特別是基于互聯網的一卡通第三方接入系統(tǒng)。本實用新型的一卡通的第三方接入系統(tǒng)是多個與第三方子機連接的網絡讀卡器組成的子網絡系統(tǒng)均并入由第三方系統(tǒng)服務器提供的第三方系統(tǒng)網絡中，所述的第三方系統(tǒng)網絡中還連接一一卡通代理服務器，所述的一卡通代理服務器再連接至一卡通后臺數據管理服務器；所述的第三方系統(tǒng)網絡是基于互聯網技術的網絡，所述的網絡讀卡器是由連接于單片機控制電路單元的以太網協(xié)議控制電路單元和讀卡器接口電路單元組成。實用新型可提供一個結構簡單，易于使用的校園一卡通第三方接入系統(tǒng)，比較方便地解決系統(tǒng)集成問題。
文檔編號G07F7/08GK201654884SQ20102016996
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權日2010年4月19日
發(fā)明者蘇文彬 申請人:泉州市華大數碼科技有限公司