專利名稱：軌道交通電子車票讀寫裝置及電子車票管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子車票技術(shù)，特別是涉及一種軌道交通電子車票讀寫裝置及電子車票管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)車票讀寫裝置主要支持符合IS0/IEC14443TYPEA/B技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式IC卡車票。隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和更新，尤其是城市其它小額支付領(lǐng)域的迅速發(fā)展，各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的小額支付技術(shù)手段出現(xiàn)在城市的各個(gè)領(lǐng)域，這些其它領(lǐng)域的小額支付電子錢包技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在較大的不兼容性，作為擁有城市交通領(lǐng)域小額支付群體較為龐大的軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)目前很難和這些其它的小額支付技術(shù)進(jìn)行兼容或接入，乘客只能購買特定的軌道交通單程票或城市交通儲(chǔ)值卡進(jìn)行軌道交通地鐵乘坐消費(fèi)，城市居民攜帶的其它各種小額消費(fèi)電子錢包載體(如各種非接觸IC卡、銀聯(lián)卡、手機(jī)等，這些也是目前出現(xiàn)的較為主流的小額支付電子錢包載體)則無法在軌道交通地鐵中直接進(jìn)行消費(fèi)使用。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種電子車票讀寫裝置。一種電子車票讀寫裝置，包括第一天線、與所述第一天線連接的第一射頻信號(hào)處理模塊、第二天線、與所述第二天線連接的第二射頻信號(hào)處理模塊、與所述第一射頻信號(hào)處理模塊和第二射頻信號(hào)處理模塊連接的主控模塊以及與所述主控模塊連接的密鑰處理模塊;其中:所述第一天線用于接收第一射頻信號(hào)，所述第一射頻信號(hào)處理模塊對(duì)所述第一射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給所述主控模塊；和對(duì)主控模塊返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼及調(diào)制并通過第一天線發(fā)出；所述第二天線用于接收第二射頻信號(hào)，所述第二射頻信號(hào)處理模塊對(duì)所述第二射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給所述主控模塊；和對(duì)主控模塊返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼及調(diào)制并通過第二天線發(fā)出；所述主控模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過調(diào)度密鑰處理模塊對(duì)電子車票的密鑰進(jìn)行認(rèn)證，以及生成并存儲(chǔ)電子車票的交易記錄。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一天線為13.56MHZ天線，所述第一射頻信號(hào)處理模塊用于處理13.56MHZ射頻信號(hào)，所述第二天線為2.4GHz天線，所述第二射頻信號(hào)處理模塊用于處理2.4GHz射頻信號(hào)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一射頻信號(hào)處理模塊包括符合IS0/IEC14443TYPEA/B標(biāo)準(zhǔn)和IS018092 FELICA TYPEC標(biāo)準(zhǔn)的第一射頻信號(hào)處理單元。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一射頻信號(hào)處理模塊還包括符合IS0/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的第二射頻信號(hào)處理單元，所述第一射頻信號(hào)處理單元和和第二射頻信號(hào)處理單元均與射頻信號(hào)切換單元連接，并通過所述射頻信號(hào)切換單元與第一天線連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一天線為中部鏤空的環(huán)繞式天線，所述第二天線設(shè)于所述第一天線的鏤空處。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控模塊包括:中央處理單元，用于調(diào)度第一射頻信號(hào)處理模塊、第二射頻信號(hào)處理模塊及密鑰處理模塊配合工作，并從第一射頻信號(hào)處理模塊和第二射頻信號(hào)處理模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中獲得密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)并傳輸給密鑰處理模塊；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述中央處理單元運(yùn)行的程序和電子車票的交易記錄數(shù)據(jù)；以及接口單元，用于將電子車票讀寫裝置與外部的上位服務(wù)器連接，將交易記錄數(shù)據(jù)上傳。在其中一個(gè)實(shí)施例中，在認(rèn)證成功時(shí)，所述主控模塊根據(jù)所收到的數(shù)據(jù)生成交易記錄。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述密鑰處理模塊包括銀聯(lián)PBOC密鑰算法處理單元和多密鑰安全認(rèn)證單元。一種電子車票管理系統(tǒng)，包括上述的電子車票讀寫裝置和與所述電子車票讀寫裝置通信連接的上位服務(wù)器，所述上位服務(wù)器獲取交易記錄并進(jìn)行清分。上述電子車票讀寫裝置由于采用第一天線和第一射頻信號(hào)處理模塊對(duì)第一射頻信號(hào)進(jìn)行處理，采用第二天線和第二射頻信號(hào)處理模塊對(duì)第二射頻信號(hào)進(jìn)行處理，因而可以處理兩種不同頻率的近場(chǎng)通信射頻信號(hào)，從而可以兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的電子車票，使得該電子車票讀寫裝置具備較好的 通用性。

圖1為一實(shí)施例的電子車票讀寫裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2為另一實(shí)施例的電子車票讀寫裝置模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為一實(shí)施例的電子車票讀寫裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖。該電子車票讀寫裝置10包括第一天線102、與第一天線102連接的第一射頻信號(hào)處理模塊200、第二天線104、與第二天線104連接的第二射頻信號(hào)處理模塊220、與第一射頻信號(hào)處理模塊200和第二射頻信號(hào)處理模塊220連接的主控模塊300以及與主控模塊300連接的密鑰處理模塊400。第一天線102用于接收第一射頻信號(hào)，第二天線104用于接收第二射頻信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一天線102為13.56MHz天線，用于接收信息調(diào)制在中心頻率為13.56MHz的載波上的第一射頻信號(hào)。采用中心頻率為13.56MHz的載波調(diào)制和解調(diào)信號(hào)被廣泛用于各種非接觸式的近場(chǎng)通信場(chǎng)合，比較適用于電子票的讀寫。例如NFC (NearField Communication,近場(chǎng)通信)手機(jī)、13.56MHz的中國銀聯(lián)卡等等。該種近場(chǎng)通信的通信協(xié)議及通信設(shè)備符合以下標(biāo)準(zhǔn):IS0/IEC14443 TYPEA/B標(biāo)準(zhǔn)、IS018092 FELICA TYPEC標(biāo)準(zhǔn)以及IS0/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)施例中，第一射頻信號(hào)處理模塊200則用于處理上述的13.56MHz的第一射頻信號(hào)。第一射頻信號(hào)處理模塊200對(duì)所述第一射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給主控模塊300。該數(shù)字信號(hào)包含的數(shù)據(jù)至少包括車票余額和車票密鑰，其中車票密鑰用于對(duì)車票進(jìn)行驗(yàn)證。第二天線104為2.4GHz天線，用于接收信息調(diào)制在中心頻率為2.4GHz的載波上的射頻信號(hào)。2.4GHz射頻通信具備比上述的13.56MHz射頻通信更遠(yuǎn)的通信距離，也可以用于近場(chǎng)通信，例如RF-SIM卡就是采用2.4GHz射頻通信。本實(shí)施例中，第二射頻信號(hào)處理模塊220即用于處理2.4GHz的第二射頻信號(hào)。第二射頻信號(hào)處理模塊220對(duì)所述第二射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給主控模塊300。該數(shù)字信號(hào)包含的數(shù)據(jù)至少包括車票余額和車票的密鑰，其中車票密鑰用于對(duì)車票進(jìn)行驗(yàn)證。第一射頻信號(hào)處理模塊200和第二射頻信號(hào)處理模塊220均可以采用符合一種或兩種以上近場(chǎng)通信協(xié)議的專用芯片，例如NXP PN532、NXP CLRC6630和NMFLRSC-V600H-H65AA-S6105 及其外圍電路實(shí)現(xiàn)。主控模塊300用于將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過調(diào)度密鑰處理模塊對(duì)電子車票的密鑰進(jìn)行認(rèn)證，以及生成并存儲(chǔ)電子車票的交易記錄。主控模塊300在實(shí)際工作時(shí)，負(fù)責(zé)調(diào)度第一射頻信號(hào)處理模塊200、第二射頻信號(hào)處理模塊220以及密鑰處理單元400，并使三者配合工作，以及獲取密鑰、處理并存儲(chǔ)電子車票的交易數(shù)據(jù)。密鑰處理單元400通過主控單元300、第一射頻信號(hào)處理模塊200或第二射頻信號(hào)處理模塊220以及第一天線及第二天線與電子車票進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子車票的認(rèn)證。具體在本實(shí)施例中， 密鑰處理單元400對(duì)電子車票實(shí)行雙向認(rèn)證。過程如下:主控模塊300將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成第一密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)，并將第一密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)發(fā)送給密鑰處理單元400 ；密鑰處理單元400根據(jù)第一密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行密鑰認(rèn)證，生成第二密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)，并將第二密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)返回給主控模塊300 ；主控模塊300反饋第二密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)給第一射頻信號(hào)處理模塊200或第二射頻信號(hào)處理模塊220，根據(jù)所述第一射頻信號(hào)處理模塊或第二射頻信號(hào)處理模塊返回的認(rèn)證結(jié)果，主控模塊300進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理生成返回?cái)?shù)據(jù)；第一射頻信號(hào)處理模塊200或第二射頻信號(hào)處理模塊220還將所述返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼及調(diào)制并分別通過第一天線和第二天線向外發(fā)出。在其他實(shí)施例中，還可以采用其他的認(rèn)證方式，例如單向認(rèn)證。本實(shí)施例的電子車票讀寫裝置10由于采用第一天線102和第一射頻信號(hào)處理模塊200對(duì)第一射頻信號(hào)進(jìn)行處理，采用第二天線104和第二射頻信號(hào)處理模塊220對(duì)第二射頻信號(hào)進(jìn)行處理，因而可以處理兩種不同頻率的近場(chǎng)通信射頻信號(hào)，從而可以兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的電子車票，使得該電子車票讀寫裝置10具備較好的通用性。如圖2所示，在另一個(gè)具體的實(shí)施例的電子車票讀寫裝置20中，13.56MHz的第一天線502為中部鏤空的環(huán)繞式天線，2.4GHz的第二天線504設(shè)于第一天線502的鏤空處。13.56MHz天線和2.4GHz天線的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得整個(gè)讀寫裝置20具有一個(gè)集中的讀寫區(qū)域，可以對(duì)方便電子車票的讀寫。第一射頻信號(hào)處理模塊600包括符合IS0/IEC14443 TYPEA/B標(biāo)準(zhǔn)和IS018092FELICA TYPEC標(biāo)準(zhǔn)的第一射頻信號(hào)處理單元602。第一射頻信號(hào)處理模塊600還包括符合IS0/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的第二射頻信號(hào)處理單元604，第一射頻信號(hào)處理單元602和和第二射頻信號(hào)處理單元604均與射頻信號(hào)切換單元606連接，并通過射頻信號(hào)切換單元606與第一天線502連接。其中，射頻信號(hào)切換單元606用于切換來自第一天線502的13.56MHz射頻信號(hào)，分別給相應(yīng)的第一射頻信號(hào)處理單元602和第二射頻信號(hào)處理單元604處理。這樣，在處理采用不同標(biāo)準(zhǔn)的電子車票時(shí)，可以共用天線。主控模塊700包括中央處理單元702、存儲(chǔ)單元704和接口單元706。其中中央處理單元702對(duì)各種標(biāo)準(zhǔn)的電子車票進(jìn)行輪詢查找及讀寫命令調(diào)度，并通過與密鑰處理模塊800的連接，對(duì)各種電子車票讀寫過程中的密鑰認(rèn)證進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。中央處理單元702接收來自第一射頻信號(hào)處理模塊600或第二射頻信號(hào)處理模塊620的車票加密數(shù)據(jù)，并將該加密數(shù)據(jù)傳送至密鑰處理模塊800，密鑰處理模塊800認(rèn)證運(yùn)算后，將認(rèn)證結(jié)果通過中央處理單元702、第一射頻信號(hào)處理模塊600或第二射頻信號(hào)處理模塊620返回至電子車票，實(shí)現(xiàn)密鑰認(rèn)證。存儲(chǔ)單元704存儲(chǔ)中央處理單元702運(yùn)行的程序和各種電子車票的交易記錄數(shù)據(jù)。接口單元706可以用于與上位服務(wù)器連接，將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元704中的各種電子車票的交易記錄傳送至上位服務(wù)器進(jìn)行分類和整理生成各電子車票發(fā)行方的交易記錄。上位服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)將各電子車票發(fā)行方的交易記錄傳送給各個(gè)車票發(fā)行方，以實(shí)現(xiàn)最終的數(shù)據(jù)交易清分結(jié)算。密鑰處理模塊800對(duì)各種不同電子車票發(fā)行方的密鑰進(jìn)行存儲(chǔ)及與車票密鑰進(jìn)行雙向安全認(rèn)證。本實(shí)施例中，密鑰處理模塊800包括銀聯(lián)PBOC密鑰處理單元802和多密鑰安全認(rèn)證單元804。銀聯(lián)PBOC密鑰處理單元802采用RSA算法協(xié)處理器，實(shí)現(xiàn)銀聯(lián)非對(duì)稱密鑰的快速認(rèn)證，以滿足軌道交通快速檢票交易的需求。相對(duì)于銀聯(lián)卡目前的在線認(rèn)證方式，該銀聯(lián)PBOC密鑰處理單元8 02針對(duì)符合PB0C2.0標(biāo)準(zhǔn)的銀聯(lián)卡提供了一種適合軌道交通離線快速認(rèn)證的技術(shù)方案。多密鑰安全認(rèn)證單元804對(duì)其它采用對(duì)稱密鑰算法的電子車票進(jìn)行密鑰雙向認(rèn)證，包含多個(gè)SAM(SECRETKEYACCESS MODULE)卡密鑰模塊(SAM1、SAM2、SAM3等，數(shù)量最大可擴(kuò)至8個(gè))，每個(gè)SAM卡密鑰模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)不同的電子車票的密鑰，并對(duì)電子車票的密鑰進(jìn)行雙向認(rèn)證運(yùn)算等。將電子車票讀寫裝置與上位服務(wù)器通信連接，使用上位服務(wù)器進(jìn)行電子車票交易記錄的清分，即可形成一種電子車票管理系統(tǒng)。上述電子車票讀寫裝置及其電子車票管理系統(tǒng)使得不同發(fā)行商發(fā)行的具有不同密鑰、不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的各種小額電子錢包同時(shí)在軌道交通中作為車票，乘客可以持不同頻段或相同頻段不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的各種物理載體車票在檢票設(shè)備同一感應(yīng)刷卡區(qū)操作，極大的方便了乘客的交通費(fèi)用支付行為。同時(shí)也擴(kuò)大了軌道交通車票的來源、發(fā)行數(shù)量范圍，間接擴(kuò)大了軌道交通的客流消費(fèi)群體，提高了軌道交通運(yùn)營商和其它車票發(fā)行商的經(jīng)濟(jì)效益。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，包括第一天線、與所述第一天線連接的第一射頻信號(hào)處理模塊、第二天線、與所述第二天線連接的第二射頻信號(hào)處理模塊、與所述第一射頻信號(hào)處理模塊和第二射頻信號(hào)處理模塊連接的主控模塊以及與所述主控模塊連接的密鑰處理模塊；其中: 所述第一天線用于接收第一射頻信號(hào)； 所述第一射頻信號(hào)處理模塊對(duì)所述第一射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給所述主控模塊；和對(duì)主控模塊返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼及調(diào)制并通過第一天線發(fā)出； 所述第二天線用于接收第二射頻信號(hào)； 所述第二射頻信號(hào)處理模塊對(duì)所述第二射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼以及模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)傳輸給所述主控模塊；和對(duì)主控模塊返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、編碼及調(diào)制并通過第二天線發(fā)出； 所述主控模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過調(diào)度密鑰處理模塊對(duì)電子車票的密鑰進(jìn)行認(rèn)證，以及生成并存儲(chǔ)電子車票的交易記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述第一天線為13.56MHZ天線，所述第一射頻信號(hào)處理模塊用于處理13.56MHZ射頻信號(hào)，所述第二天線為2.4GHz天線，所述第二射頻信號(hào)處理模塊用于處理2.4GHz射頻信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述第一射頻信號(hào)處理模塊包括符合IS0/IEC14443 TYPEA/B標(biāo)準(zhǔn)和IS018092FELICA TYPEC標(biāo)準(zhǔn)的第一射頻信號(hào)處理單元?！?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述第一射頻信號(hào)處理模塊還包括符合IS0/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的第二射頻信號(hào)處理單元，所述第一射頻信號(hào)處理單元和和第二射頻信號(hào)處理單元均與射頻信號(hào)切換單元連接，并通過所述射頻信號(hào)切換單元與第一天線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述第一天線為中部鏤空的環(huán)繞式天線，所述第二天線設(shè)于所述第一天線的鏤空處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述主控模塊包括: 中央處理單元，用于調(diào)度第一射頻信號(hào)處理模塊、第二射頻信號(hào)處理模塊及密鑰處理模塊配合工作，并從第一射頻信號(hào)處理模塊和第二射頻信號(hào)處理模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中獲得密鑰認(rèn)證數(shù)據(jù)并傳輸給密鑰處理模塊； 存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述中央處理單元運(yùn)行的程序和電子車票的交易記錄數(shù)據(jù)；以及 接口單元，用于將電子車票讀寫裝置與外部的上位服務(wù)器連接，將交易記錄數(shù)據(jù)上傳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通電子車票讀寫裝置，其特征在于，所述密鑰處理模塊包括銀聯(lián)PBOC密鑰算法處理單元和多密鑰安全認(rèn)證單元。
8.一種軌道交通電子車票管理系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的電子車票讀寫裝置和與所述電子車票讀寫裝置通信連接的上位服務(wù)器，所述上位服務(wù)器獲取交易記錄并進(jìn)行清分。
專利摘要本實(shí)用新型公開了軌道交通電子車票讀寫裝置及電子車票管理系統(tǒng)，其中一種軌道交通電子車票讀寫裝置，包括第一天線、與所述第一天線連接的第一射頻信號(hào)處理模塊、第二天線、與所述第二天線連接的第二射頻信號(hào)處理模塊、與所述第一射頻信號(hào)處理模塊和第二射頻信號(hào)處理模塊連接的主控模塊以及與所述主控模塊連接的密鑰處理模塊。上述電子車票讀寫裝置可以兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的電子車票，具備較好的通用性。
文檔編號(hào)G07B11/00GK203149665SQ20122048421
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者李瑗瑗, 劉新宇, 龔文濤, 郭建華, 王歡 申請(qǐng)人:高新現(xiàn)代智能系統(tǒng)股份有限公司