*CN201654884U*
(10)授权公告号 CN 201654884 U(45)授权公告日 2010.11.24
(12)实用新型专利
(21)申请号 201020169965.0(22)申请日 2010.04.19
(73)专利权人泉州市华大数码科技有限公司
地址362000 福建省泉州市丰泽区华侨大学
杨思椿科学馆五楼(72)发明人苏文彬
(74)专利代理机构厦门市诚得知识产权代理事
务所 35209
代理人方惠春(51)Int.Cl.
G07F 7/08(2006.01)G07F 7/12(2006.01)H04L 29/08(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 6 页
(54)实用新型名称
一卡通的第三方接入系统(57)摘要
本实用新型涉及数字信息通讯系统领域，尤其涉及一卡通的第三方接入系统，特别是基于互联网的一卡通第三方接入系统。本实用新型的一卡通的第三方接入系统是：多个与第三方子机连接的网络读卡器组成的子网络系统均并入由第三方系统服务器提供的第三方系统网络中，所述的第三方系统网络中还连接一一卡通代理服务器，所述的一卡通代理服务器再连接至一卡通后台数据管理服务器；所述的第三方系统网络是基于互联网技术的网络，所述的网络读卡器是由连接于单片机控制电路单元的以太网协议控制电路单元和读卡器接口电路单元组成。实用新型可提供一个结构简单，易于使用的校园一卡通第三方接入系统，比较方便地解决系统集成问题。
CN 201654884 UCN 201654884 UCN 201654886 U
权 利 要 求 书
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1.一卡通的第三方接入系统，其特征在于：多个与第三方子机(101、102、……10n)连接的网络读卡器(201、202、……20n)组成的子网络系统均并入由第三方系统服务器(40)提供的第三方系统网络(30)中，所述的第三方系统网络中(30)还连接一一卡通代理服务器(50)，所述的一卡通代理服务器(50)再连接至一卡通后台数据管理服务器(60)；所述的第三方系统网络(30)是基于互联网技术的网络，所述的网络读卡器(201、202、……20n)是由连接于单片机控制电路单元的以太网协议控制电路单元和读卡器接口电路单元组成。
2.根据权利要求1所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的单片机控制电路单元还通过锁存器(U2)连接于存储器(U7)。
3.根据权利要求2所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的锁存器(U2)是74LS373芯片。
4.根据权利要求2所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的锁存器(U7)是62256芯片。
5.根据权利要求1或2所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的单片机控制电路单元是由SST89C54单片机芯片(U1)连接晶体振荡器和复位电路构成。
6.根据权利要求1所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的以太网协议控制电路单元是由RTL8019AS以太网控制芯片(U3)连接于SST89C54单片机芯片(U1)的端口上，并外接外围的复位电路和指示灯电路构成。
7.根据权利要求1所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的读卡器接口电路单元是一IC卡卡座(IC_P1)的VCC脚接电源端，其RST脚、CLK脚、I/O脚、VPP脚通过上拉电阻(R28、R27、R22、R26)接入SST89C54单片机芯片(U1)的4个端口，其SW1脚接SST89C54单片机芯片(U1)的另1个端口，其SW2脚通过一电容(C6)接SST89C54单片机芯片(U1)的中断端口且并联至地，其GND脚接地。
8.根据权利要求1所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的以太网协议控制电路单元还连接至一双绞线接口电路单元。
9.根据权利要求8所述的一卡通的第三方接入系统，其特征在于：所述的双绞线接口电路单元是连接于所述的RTL8019AS以太网控制芯片(U3)端口的双绞线驱动接收器(U4)连接RS45接口座(S1)构成及外接的电容(C1、C2、C27、C28)至地组成。
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CN 201654884 UCN 201654886 U
说 明 书
一卡通的第三方接入系统
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技术领域
本实用新型涉及数字信息通讯系统领域，尤其涉及一卡通的第三方接入系统，特别是基于互联网的一卡通第三方接入系统。
[0001]
背景技术
[0002]
近年来，随着数字化技术的发展，学校、企事业单位根据自身的业务发展积极筹建
数字化统一信息基地。但是面临的一个严重问题是系统的兼容整合，如果将这些数字化统一信息基地的其他方产品耦合成统一的一卡通系统，既可确保用户原有系统的正常使用，保护用户的前期投资，又能实现它们和一卡通系统的连通，做到对整个系统的整合。而通常在接入系统时要使用IC卡读卡器，而现在的IC卡应用系统基本上是基于轻型网络(如RS-232、RS-485、CAN总线等)的应用系统。基于如RS-232/RS-485等轻型网络的IC卡应用系统的典型缺陷是该轻型网络的总线传输距离有限。如果传输距离过长，则会导致数据的丢失和传输的错误，因此局限了IC卡的应用范围。
实用新型内容[0003] 因此，基于上述的一些弊端，本实用新型可提供一个系统结构简单，易于使用的一卡通的第三方接入系统，特别适用于校园一卡通网络，能够比较方便地解决系统兼容整合的集成问题，为新产品提供安全、可靠、简便的接入，新系统可通过紧耦合、松耦合的方式，实现与一卡通系统的连通。
[0004] 本实用新型的技术方案是：
[0005] 本实用新型的一卡通的第三方接入系统是：多个与第三方子机连接的网络读卡器组成的子网络系统均并入由第三方系统服务器提供的第三方系统网络中，所述的第三方系统网络中还连接一一卡通代理服务器，所述的一卡通代理服务器再连接至一卡通后台数据管理服务器；所述的第三方系统网络是基于互联网技术的网络，所述的网络读卡器是由连接于单片机控制电路单元的以太网协议控制电路单元和读卡器接口电路单元组成。[0006] 进一步的，所述的单片机控制电路单元还通过锁存器连接于存储器。[0007] 更进一步的，所述的锁存器是74LS373芯片。所述的锁存器是62256芯片。[0008] 进一步的，所述的单片机控制电路单元是由SST89C54单片机芯片连接晶体振荡器和复位电路构成。[0009] 进一步的，所述的以太网协议控制电路单元是由RTL8019AS以太网控制芯片连接于SST89C54单片机芯片的端口上，并外接外围的复位电路和指示灯电路构成。[0010] 进一步的，所述的读卡器接口电路单元是一IC卡卡座的VCC脚接电源端，其RST脚、CLK脚、I/O脚、VPP脚通过上拉电阻接入SST89C54单片机芯片的4个端口，其SW1脚接SST89C54单片机芯片的另1个端口，其SW2脚通过一电容接SST89C54单片机芯片的中断端口且并联至地，其GND脚接地。[0011] 进一步的，所述的以太网协议控制电路单元还连接至一双绞线接口电路单元。
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说 明 书
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更进一步的，所述的双绞线接口电路单元是连接于所述的RTL8019AS以太网控制芯片端口的双绞线驱动接收器连接RS45接口座构成及外接的电容至地组成。[0013] 本实用新型采用如上技术方案，实用新型可提供一个结构简单，易于使用的校园一卡通第三方接入系统，比较方便地解决系统集成问题，可以将已有的IC卡应用系统和新增的子系统通过基于互联网的技术的第三方网络方式并入联网，实现相互的数据交互通讯和联网管理。本实用新型可以为新产品提供安全、可靠、简便的接入，新系统可通过紧耦合、松耦合的方式，实现与一卡通系统的连通。本实用新型的通用的接入服务提供以下一些主要功能，可很好地保证新系统与一卡通系统的松耦合：读取卡片上信息；查询一卡通帐户的精确信息；卡片有效性验证；卡片的消费(可脱机)、退费；卡片的挂失、身份功能的启用和禁用；帐户在新子系统的开通和关闭(在一卡通数据库做标记，必须关闭才能销户，此功能很好地解决了一卡通帐户销户时在某个新子系统还存在帐务上不清的情况，如图书馆借书未还等情形是不能予以销户的)；一卡通帐户信息的下载，照片的下载，字典信息的下载等。附图说明
[0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021]
图1是本实用新型的一卡通的第三方接入系统示意图；图2是本实用新型的单片机控制电路单元的电路图；图3是本实用新型的读卡器接口电路单元的电路图；图4是本实用新型的读卡器接口供电电路的电路图；图5是本实用新型的以太网协议控制电路单元的电路图；图6是本实用新型的双绞线接口电路单元的电路图；图7是本实用新型的网络处理单元的逻辑示意图；图8是本实用新型的程序流程图。
具体实施方式
[0022] 现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。[0023] 参阅图1所示，本实用新型的一卡通的第三方接入系统是：多个与第三方子机101、102、……10n连接的网络读卡器201、202、……20n组成的子网络系统均并入由第三方系统服务器40提供的第三方系统网络30中，所述的第三方系统网络中30还连接一一卡通代理服务器50，所述的一卡通代理服务器50再连接至一卡通后台数据管理服务器60。所述的第三方系统网络30是基于互联网技术的网络，由第三方系统服务器40提供网络支持。网络读卡器201、202、……20n读取一卡通信息，经过其内部的网络处理单元处理后，通过第三方系统网络30传输至一卡通代理服务器50，最后存储到一卡通后台数据管理服务器60中。所述的网络读卡器201、202、……20n是由连接于单片机控制电路单元的以太网协议控制电路单元和读卡器接口电路单元组成。优选的，所述的单片机控制电路单元的单片机芯片为Silicon Storage Technology公司推出的带有20KBFIash的SST89C54单片机。单片机嵌入TCP/IP网络协议，担负着网络数据包的打包、解包，数据I/O口的控制，外围器件的操控等主体工作。所述的以太网协议控制电路单元的硬件上市由一个该单片机芯片SST89C54(U1)和用以处理以太网协议的控制器芯片RTL8019AS(U3)组成。
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说 明 书
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参阅图2所示，所述的SST89C54单片机芯片包括以下部份：
256*8位内部RAM；
3个16位定时/计数器(T0，T1，T2)；1个全双工、可编程串行通信口(DART)；6个中断源，2个优先级；
4个8位I/O口(32位I/O引脚)；
[0030] TTL和CMOS电平全兼容：[0031] 5(±0.1)V供电时，工作频率为0-33MHz；[0032] 3(±O.1)V供电时，工作频率为0-12MHz；[0033] 内部看门狗定时器(WDT)；[0034] 支持3种省电模式：空闲、下电和等待，并且支持外部低电平中断退出下电模式。[0035] 考虑到要实现TCP/IP协议，要求单片机系统有较大的数据吞吐量，扩展了一片32K的静态外部数据存储器62256(U7)。
[0036] SST89C54芯片作为整个网络读卡器的控制中心、主要负责读写卡功能的实现以及把从以太网来的数据帧解包和把生内部所需的时钟信号，IC卡的相关数据封装成以太帧。单片机芯片SST89C54通过晶振电路产其晶振频率为22.1184MHz.at上电复位采用一个简单的RC电路，手动复位则通过复位开关电容放电产生所需的复位信号。因为SST89C54片内带有20K的程序存储器，所以把单片机的引脚31(EA)接高电平(VCC)，使单片机上电后用内部程序存储器。[0037] 在设计中，把P0口用作数据/16位地址的低位地址复用口，P2口用作16位地址的高位地址，P1口的P1.7用作以太网控制芯片RTL8019AS(U3)的复位信号输入端，P1.1，P1.3分别模拟IC总线用作IC卡的时钟信号和数据输入输出线。引脚13(INT1)用来对以太网控制器RTL8019AS的中断请求作响应。锁存器74LS373(U2)用作P0口分时复用的16位低位地址锁存器。外部数据存储器62256(U7)内含32K的8位存储单元，其片选引脚20(CS)接单片机的21脚(P2.7)。62256芯片(U7)内部存储器寻址通过单片机的低15位地址线A0-A14。所以外部数据存储器62256芯片(U7)的单片机寻址范围为0000-7FFF。[0038] 网络读卡器的IC卡接口电路设计：IC卡读卡器的接口电路是连接IC卡与读写器的通道，由它实现对IC卡的供电，并满足不带电插拔的要求。带电插拔会对IC带来损伤或损坏，在插拔卡前接口应先断开IC卡的供电。本网络读卡器的IC卡接口完全遵照IS07816-2协议所规定的接触型集成电路卡的触点定义以及IS07816-3协议所规定的上下电操作顺序[0040] 参阅图3所示的为IC卡接口电路原理图，图中IC_P1为IC卡卡座，SW1，SW2为IC卡插入识别的感应开关，其余为IS07816-2协议中所定义的8个引脚。系统中有关IC卡通过上拉电阻R28、R27、R22、R26接至SST89C54单片机芯片U1，其与单片机P1口的对应关系如下：P1.0至RST；P1.1至CLK；P1.2至VPP；P1.3至I/O。[0041] 优选的，网络读卡器采用的是ARPHENOL公司的0152推椎式卡座，IC卡的插入与退出是通过卡座上的感应开关来识别的(复杂的IC卡卡座的识别根据其控制的不同，识别方式各异)。对手动式IC卡卡座，卡座上有一个开关，当卡插入时，开关接通；当卡退出时，开关断开。设计时通过将开关的一端SW2接地，而对另一端SW1进行检测，即可判断卡是否
[0039]
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说 明 书
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插入。在本系统设计中，为了使IC卡下电处理及时，采用拔卡时触发中断方式，并设其优先级最高。由于机械触点容易抖动，特加了一个电容，来延缓后判断。[0042] IC卡的上下电对IC卡的操作来说，是非常重要和小心的环节，我们在本系统的设计中采用引脚控制电源的开断，当检测到卡的插入后，就使引脚P1.5为低电平，使三极管导通，给IC卡供电，图4为IC卡供电电路。[0043] 参阅图5所示，网络读卡器的以太网接入电路设计是：[0044] 1、工作模式设置
[0045] 我们选用了以太网控制器RTL8019AS(U3)来处理以太网协议。RTL8019AS芯片是一片高度集成的以太网控制器，为100脚PQFP封装。具有4个可编程输出的管脚，用以驱动表明状态的LED。RTL8019AS芯片支持三种工作模式：[0046] 1)第一种为跳线模式，其I/O基址和中断由跳线设置决定；[0047] 2)第二种为即插即用方式，由软件自动配置相应参数；[0048] 3)第三种为免跳线方式，其I/O和中断依外接的93C46芯片的内容设定。[0049] PC上所用的网卡一般只支持第2和第3种，通常更多使用用即插即用工作模式。此处的嵌入式应用不作即插即用功能的支持，而且并未使用93C46芯片存储以太网控制器参数(由微处理器初始化时设定)，所以使用跳线方式。RTL8019AS芯片的工作模式由第65脚JP决定。
[0050] 参见图5中所示的设计电路原理图中第65脚，图中RTL8019AS芯片的第65脚JP是输入引脚，JP为低电平时，RTL8019AS芯片工作在第2/3种方式，由93C46芯片里的内容决定。在一般应用场合，网卡中的RT18019AS芯片其第65脚悬空。而RT18019AS芯片的引脚悬空时，输入状态为低电平(其他引脚也是，内部有100k下拉电阻)，RTL8019AS芯片工作于第2/3种工作方式，需要使用93C46芯片。而此处把65脚通过10K上拉电阻接高电平(Vcc)，则RTL8019AS芯片的I/O和中断就不由93C46芯片的内容决定，这时并不需要使用93C46芯片，所有与93C46芯片相关的引脚可以不关心。[0051] 2.网络接口选择
[0052] RTL8019AS芯片使用AUI还是BNC接口的引脚，由AUI(第64脚)决定。常用的网络接口一般是BNC的，很少用AUI。高电平时使用AUI接口，将该引脚悬空即可设置RTL8019AS芯片使用BNC接口。而网络介质类型由引脚PL0，PL1(74，77脚)决定，如下表所示：[0053] 表1：
[0054]
PL1 0 0 1 1
PL0 0 1 0 1
网络介质 自动检测
10BaseT(双绞线)，禁用连接检测 10Base5(同轴粗缆) 10Base2(同轴细缆)
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说 明 书
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我们选用了最常用的UTP(非屏蔽双经线)作为传输介质，从表1中可看出，应把PL1，PL0两根输入引脚接低电平，把这两根引脚也悬空。这样，就工作在带连接检测的TP/CX接口方式下。会自动检测接口类型，是用同轴还是双绞线，自动测试介质连接是否成功然后进行工作。
[0056] RTL8019AS芯片与单片机的硬件连接：网络处理单元逻辑框图如图7所示。RTL8019AS的第4脚IRQ2/9接单片机的外部中断1(INT1，P3.3)、，其中引脚工RQ2/9根据前面的设置，是RTL8019AS的中断输出引脚，接到单片机的外部中断0引脚：RTL8019AS芯片的读写线IOR，IOW连接到单片机对应的读写线(P3.6，P3.7)第33脚复位引脚RESDRV与SST89C54芯片的P1.6相连，程序中用P1.6的输出来复位RTL8019AS芯片。由于RTL8019AS芯片设置成8位数据总线模式，其低8位数据总线接SST89C54芯片的P0端口。[0057] RTL8019AS芯片与传输介质的连接：RTL8019AS芯片可与双绞线或同轴电缆接口，64脚AUI引脚决定使用AUI还是BNC接口。我们用的网卡的接口是BNC的，BNC接口方式支持8线双绞线或同轴电缆。在我们的设计中用的是现在应用普遍、价格便宜和安装方便的双绞线(TP)。
[0058] 如图6所示，除了通讯所需I/O数字滤波器和隔离变换器外，RTL8019AS芯片内部拥有进行基于10BaseT的数据收发功能所需的数字和模拟电路。因此一个外部的混合滤波/变换器对于双绞线接口于RTL8019AS是必须的。在我们的设计中，用到了20FOOIN滤波/变换器。20FOOIN芯片(U4)是双纹线驱动/接收器，为祸合隔离变压器模块，其内部拥有两个最高频率在17MHz的低通虑波器和两个隔离变换器，通过它们，可以去除因为电路的数字特性导致的高次谐波，这样，UTP电缆在尽可能小的噪声下传输有用信号。[0059] 20FOOIN芯片(U4)的引脚1(TPOUT+)、引脚3(TPOUT-)分别接到RTL8019AS的双绞线的差分输出信号引脚45(TPTx+)、引脚46(TPTx-)。引脚4(TPIN+)，引脚6(TPIN-)分别接RTL8019AS芯片(U3)的双绞线的差分输入信号引脚59(TPRx+)，引脚58(TPRx-)。对交流信号，电容C1、C2、C27、C28把变换器20FOOIN芯片的中点引脚2、7、10、15连接到地端，以抑制非均衡噪声。20FOOIN芯片的引脚16(TPTx+)、引脚14(TPTx-)，11(TPRx+)、引脚9(TPRx-)则与插槽RJ-45引脚的1、2、3、6相对应。
[0060] 本实用新型的控制部分的程序流程如下：[0061] 参阅图8所示为网络读卡器的主程序流程：读卡器上电后先对系统进行初始化，然后读取本机的IP地址和物理地址，把这两个参数以广播报的方式向网络服务器发送，以使网络服务器方得到本机的IP和MAC(物理)地址。然后服务器即可向各终端发送数据报，终端在接收到数据报的同时，也得到了服务器的IP地址和MAC地址。双方都得到了对方的IP地址和MAC地址之后，即可进行正常通信。
[0062] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
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说 明 书 附 图
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图3
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说 明 书 附 图
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图5
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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