射頻IC卡在電影院票務(wù)發(fā)行系統(tǒng)中的應(yīng)用

文章出處：http://m.botanicstilllife.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2012年03月30日

    摘要：本文主要介紹基于射頻 IC卡的電影院票務(wù)發(fā)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，提出在 RS485網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)讀卡器串行通訊的解決方案。
    關(guān)鍵詞：IC卡；票務(wù)發(fā)行；RS485；串行通訊

    1 引言

    目前國(guó)內(nèi)很多電影院仍采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)票據(jù)式門票，這種門票的最大好處是門票的直接成本低，但是這種門票也存在很多的缺點(diǎn)，如容易偽造、復(fù)制，團(tuán)體票和年票使用麻煩，而且不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)觀眾進(jìn)入電影院的次數(shù)以及銷售額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理。鑒于紙質(zhì)門票存在的弊端，國(guó)內(nèi)許多檢票系統(tǒng)已經(jīng)開始改用電子門票方式來(lái)實(shí)現(xiàn)人員出入的自動(dòng)化管理。由于 IC卡具有存儲(chǔ)容量大、體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、便于攜帶、易于使用、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。淮安人民大會(huì)堂是淮安市區(qū)最大、設(shè)備最完善的一家電影院，為了方便單位年票的發(fā)行，更好地解決假票問(wèn)題，提供更優(yōu)質(zhì)的管理服務(wù)，提高觀眾看電影的熱情，提出了基于射頻 IC卡的電影院票務(wù)發(fā)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

    2 電影院票務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    采用IC卡應(yīng)用于電影院票務(wù)系統(tǒng)，觀眾只需在辦卡時(shí)預(yù)存一定的金額，就可以隨時(shí)刷卡消費(fèi)?；窗踩嗣翊髸?huì)堂一共有4個(gè)入口，其中兩個(gè)入口進(jìn)入數(shù)字廳，另外兩個(gè)入口分別進(jìn)入星影廳和淮海廳，需要4個(gè)讀卡器同時(shí)工作；在票務(wù)發(fā)行室，還需要一臺(tái)發(fā)卡器完成發(fā)卡操作?？紤]將發(fā)卡器接到上位機(jī)的COM2口，而將4個(gè)讀卡器通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，通過(guò)RS-232 /RS-485轉(zhuǎn)換器將其接入上位機(jī)的COM1口，由上位機(jī)通過(guò)指令控制工作。這樣整個(gè)IC 卡電影院票務(wù)系統(tǒng)就形成了一臺(tái)PC 機(jī)對(duì)多臺(tái)下位機(jī)的串行通訊系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：

    讀卡器采用 WM-02H讀卡控制器，有一個(gè) 5.4CM X 1.8CM的液晶顯示屏，用來(lái)顯示卡內(nèi)余額以及一些提示信息。讀卡控制器在讀到卡后會(huì)將卡號(hào)暫存于讀卡控制器中，這時(shí)指示燈的顏色變紅，上位機(jī)取走卡號(hào)后燈變回綠。如果上位機(jī)沒(méi)有讀卡(取走數(shù)據(jù))，該讀卡控制器就不再讀卡，直到上位機(jī)將卡號(hào)讀取后再開始讀卡。另外，為了防止用戶操作不規(guī)范造成重復(fù)讀卡，設(shè)置一張卡刷卡后在 3秒內(nèi)讀卡器不再讀這張卡，當(dāng)然也允許刷卡時(shí)同一張卡多人使用，但每次刷卡的時(shí)間間隔必須大于 3秒鐘。

    射頻卡選用 EM公司的 ID卡，主要采用瑞士 EM或臺(tái)灣 GK公司的4100、4102系列 IC芯片 + 線圈 + 卡基封裝而成。這種卡沒(méi)有存儲(chǔ)功能，卡中只保存唯一的卡號(hào)，所有的信息都是保存在上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。刷卡消費(fèi)時(shí)，根據(jù)讀卡器讀出的卡號(hào)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該卡號(hào)是否存在，如果不存在，提示“非法卡號(hào)！ ”，否則檢查卡內(nèi)余額是否充足，根據(jù)情況在讀卡器的 LED顯示屏上顯示不同的信息，同時(shí)蜂鳴器也相應(yīng)發(fā)出聲響。這些都通過(guò)程序控制讀卡器來(lái)完成。

    針對(duì)淮安人民大會(huì)堂檢票系統(tǒng)的用戶需求，我們最終確定系統(tǒng)包含四大功能，分別是卡發(fā)行管理模塊、刷卡模塊、查詢統(tǒng)計(jì)模塊以及系統(tǒng)管理模塊。其中卡發(fā)行管理模塊主要完成個(gè)人以及團(tuán)體卡的辦理、卡充值、掛失、信息修改等功能；刷卡模塊主要完成日常的刷卡業(yè)務(wù)；查詢統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)刷卡信息以及營(yíng)業(yè)額等數(shù)據(jù)的查詢操作，并可以以 Excel表格的形式輸出；系統(tǒng)管理模塊主要完成用戶管理、系統(tǒng)的設(shè)置以及數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)等功能。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言選用目前流行的VB6.0。

    3 關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

    發(fā)卡和刷卡功能是系統(tǒng)最重要的功能，都會(huì)涉及軟硬件的編程，但兩者之間的編程方式有較大的區(qū)別。

    3．1 發(fā)卡功能的實(shí)現(xiàn)

    因?yàn)殡娪霸浩眲?wù)發(fā)行人員只利用一臺(tái)發(fā)卡器辦理個(gè)人或團(tuán)體卡，不存在同時(shí)讀卡的情況，所以可采用被動(dòng)模式，當(dāng)發(fā)卡器讀出卡信息后，自動(dòng)觸發(fā)上位機(jī)去讀保存在發(fā)卡器中的卡號(hào)。

    在 VB中可以利用 MSComm通信控件實(shí)現(xiàn)讀卡器和 PC機(jī)之間的串口通訊。MSComm 控件使用前有許多屬性需要設(shè)置，系統(tǒng)在窗體的 Load事件中通過(guò)以下程序段完成MSComm 控件屬性的設(shè)定。

    3．2 485通訊指令協(xié)議

    系統(tǒng)中 4個(gè)讀卡器通過(guò) RS485網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，由上位機(jī)對(duì)讀卡器進(jìn)行控制，控制字方式為 1位開始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。具體通訊協(xié)議格式如下：

    |開始標(biāo)志|分機(jī)地址|信息長(zhǎng)度｜命令和參數(shù)/叢機(jī)返回|校驗(yàn)| 
    其中： 開始標(biāo)志長(zhǎng)度為 2個(gè)字節(jié)，主機(jī)給分機(jī)為AAH FFH；分機(jī)給主機(jī)為BBH FFH。 
    分機(jī)地址長(zhǎng)度為 1個(gè)字節(jié)，范圍為 00H---FEH之間，每個(gè)讀卡器必須事先設(shè)定一個(gè)唯一的地址。 
    信息長(zhǎng)度表示命令和參數(shù)的總字節(jié)數(shù)，不包括開始標(biāo)志、地址和校驗(yàn)的長(zhǎng)度。 
    校驗(yàn)位長(zhǎng)度為 1個(gè)字節(jié)，是開始標(biāo)志、地址、信息長(zhǎng)度、命令和參數(shù)中所有字節(jié)的異或值。 
    命令和參數(shù)決定主機(jī)發(fā)送的命令類型以及從機(jī)返回的數(shù)據(jù)。比如主機(jī)向從機(jī)發(fā)送的讀命令為A2H，根據(jù)通訊協(xié)議，則發(fā)送讀命令的程序段可編寫如下：

    3．3 刷卡功能的實(shí)現(xiàn)

    刷卡功能的實(shí)現(xiàn)相比發(fā)卡就復(fù)雜的多。由于有 4臺(tái)讀卡器同時(shí)連接，刷卡人員可以決定開放哪幾個(gè)讀卡器，根據(jù)需要也可以同時(shí)開放，所以同時(shí)就可能有 4張卡被刷，如果仍采用被動(dòng)模式，則必然帶來(lái)沖突，造成讀卡錯(cuò)誤，所以系統(tǒng)采用主動(dòng)模式編程。上位機(jī)按一定時(shí)間間隔輪流主動(dòng)去取讀卡控制器中的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同情況作不同的處理。由于不需控件響應(yīng)消息，應(yīng)將MSComm控件的RThreshold 和SThreshold 屬性設(shè)置為0。

    在刷卡程序設(shè)計(jì)時(shí)，有幾個(gè)問(wèn)題需要解決。使用定時(shí)器控制主機(jī)輪詢的時(shí)間間隔應(yīng)設(shè)置為多少？讀取數(shù)據(jù)后，如何判斷數(shù)據(jù)的正確性？對(duì)于非法卡、卡內(nèi)余額不足以及正?？ㄌ幚砗?，如何根據(jù)不同情況同時(shí)在讀卡器的液晶顯示器上顯示相關(guān)信息，并鳴笛？經(jīng)過(guò)不斷的摸索和驗(yàn)證運(yùn)行的可靠性，設(shè)定了一個(gè)輪詢定時(shí)器，時(shí)間間隔為20ms。接下來(lái)就按照運(yùn)行的流程編寫程序，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，如果只開放一個(gè)讀卡器，不管是哪一個(gè)，程序都能夠正常運(yùn)行，但多臺(tái)讀卡器同時(shí)開放時(shí)，運(yùn)行總不太穩(wěn)定，特別是要同時(shí)在讀卡器上顯示信息和短聲鳴笛時(shí)，明明在1號(hào)讀卡器上顯示相應(yīng)的信息，而且程序中也是給 1號(hào)讀卡器發(fā)鳴笛命令，卻是下一個(gè)讀卡器在響。后來(lái)發(fā)現(xiàn)可能在讀卡器上顯示信息的執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，到發(fā)鳴笛命令時(shí)，輪詢的計(jì)數(shù)器已經(jīng)到了下一個(gè)讀卡器，但即使增加輪詢的時(shí)間間隔，效果也不理想。經(jīng)不斷調(diào)試和比較不同的設(shè)計(jì)方案，最終選擇再增設(shè)一個(gè)定時(shí)器，作為在讀卡器上顯示信息和短聲鳴笛的時(shí)間間隔，時(shí)間間隔設(shè)定為20ms。由于讀卡器鳴笛時(shí)不會(huì)再讀卡，同時(shí)也為了防止鳴笛的執(zhí)行影響下一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作，再為每個(gè)讀卡器增設(shè)一個(gè)鳴笛狀態(tài)，如果主機(jī)發(fā)送命令給某個(gè)讀卡器時(shí)，該讀卡器還在執(zhí)行鳴笛，則跳過(guò)該讀卡器，按順序訪問(wèn)下一個(gè)未鳴笛的讀卡器。經(jīng)過(guò)這樣的處理，最終圓滿的解決了問(wèn)題，由此可見(jiàn)，在硬件編程過(guò)程中，時(shí)序的控制非常重要。

    3．4 安全控制方面

    由于本系統(tǒng)使用的 IC卡不是存儲(chǔ)卡，卡內(nèi)不保存任何信息，所有信息都是保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以系統(tǒng)的安全控制就尤為重要。系統(tǒng)不僅設(shè)置不同權(quán)限的操作人員，限制普通操作人員可以對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行的操作，而且提供本地和遠(yuǎn)程備份和還原數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，以防止由于機(jī)器故障或其他原因?qū)?shù)據(jù)造成的破壞；還可對(duì)重要的卡信息加密保存，提供完善的日志功能，對(duì)各個(gè)操作員和管理員進(jìn)入系統(tǒng)執(zhí)行的操作都作了詳細(xì)的記錄，并提供方便的查詢功能，以減少人員方面的安全隱患；從 IC卡發(fā)行方面來(lái)說(shuō)，每張 IC卡卡號(hào)在封卡后不可再更改，絕對(duì)確保卡號(hào)的唯一性和安全性；另外，為防止串卡現(xiàn)象的發(fā)生，本系統(tǒng)專門設(shè)定了發(fā)行卡庫(kù)，只有在卡庫(kù)中的卡才可以發(fā)行，徹底杜絕仿制卡的出現(xiàn)。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)具有較高的安全性。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    本文介紹了射頻 IC卡在電影院票務(wù)發(fā)行系統(tǒng)中的應(yīng)用，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)開發(fā)的思路和關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。目前該系統(tǒng)已投入使用半年多，運(yùn)行情況穩(wěn)定，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。除了可以應(yīng)用于電影院業(yè)務(wù)，其實(shí)本文所介紹的 IC卡系統(tǒng)還可以應(yīng)用至停車場(chǎng)、游樂(lè)場(chǎng)以及各種收費(fèi)的智能化管理應(yīng)用領(lǐng)域。

    創(chuàng)新點(diǎn)：成功將射頻 IC卡應(yīng)用到電影院門票發(fā)行中；提出在 RS485網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)并聯(lián)讀卡器的訪問(wèn)控制方案，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

    參考文獻(xiàn) 
    [1] 田擁軍,曾健平．基于射頻識(shí)別技術(shù)的多用戶電能表的設(shè)計(jì)[J]．微計(jì)算機(jī)信息．2007年第23 卷第5-2期，219-221
    [2]非接觸式 IC卡.http://www.iccard8.com
    [3] 肖文波,梁楚樵 . 基于非接觸式IC卡的管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào).2005年10月 
    [4] Anon.Smart card microcomputers for high-security applications[J].HitachiReview Special Issue，2001

    作者簡(jiǎn)介：周蕾（1971-）,女，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)

  【稿件聲明】：如需轉(zhuǎn)載，必須注明來(lái)源和作者，保留文中圖片和內(nèi)容的完整性，違者將依法追究。