射頻IC卡在電影院票務發(fā)行系統(tǒng)中的應用

文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2012年03月30日

    摘要：本文主要介紹基于射頻 IC卡的電影院票務發(fā)行系統(tǒng)的設計以及實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，提出在 RS485網(wǎng)絡中多臺讀卡器串行通訊的解決方案。
    關(guān)鍵詞：IC卡；票務發(fā)行；RS485；串行通訊

    1 引言

    目前國內(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，如容易偽造、復制，團體票和年票使用麻煩，而且不容易實現(xiàn)對觀眾進入電影院的次數(shù)以及銷售額進行統(tǒng)計和管理。鑒于紙質(zhì)門票存在的弊端，國內(nèi)許多檢票系統(tǒng)已經(jīng)開始改用電子門票方式來實現(xiàn)人員出入的自動化管理。由于 IC卡具有存儲容量大、體積小、重量輕、抗干擾能力強、便于攜帶、易于使用、安全性高等優(yōu)點，在很多領域都得到了廣泛的應用。淮安人民大會堂是淮安市區(qū)最大、設備最完善的一家電影院，為了方便單位年票的發(fā)行，更好地解決假票問題，提供更優(yōu)質(zhì)的管理服務，提高觀眾看電影的熱情，提出了基于射頻 IC卡的電影院票務發(fā)行系統(tǒng)的設計要求。

    2 電影院票務系統(tǒng)設計

    采用IC卡應用于電影院票務系統(tǒng)，觀眾只需在辦卡時預存一定的金額，就可以隨時刷卡消費。淮安人民大會堂一共有4個入口，其中兩個入口進入數(shù)字廳，另外兩個入口分別進入星影廳和淮海廳，需要4個讀卡器同時工作；在票務發(fā)行室，還需要一臺發(fā)卡器完成發(fā)卡操作。考慮將發(fā)卡器接到上位機的COM2口，而將4個讀卡器通過RS485網(wǎng)絡并聯(lián)，通過RS-232 /RS-485轉(zhuǎn)換器將其接入上位機的COM1口，由上位機通過指令控制工作。這樣整個IC 卡電影院票務系統(tǒng)就形成了一臺PC 機對多臺下位機的串行通訊系統(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 5.4CM X 1.8CM的液晶顯示屏，用來顯示卡內(nèi)余額以及一些提示信息。讀卡控制器在讀到卡后會將卡號暫存于讀卡控制器中，這時指示燈的顏色變紅，上位機取走卡號后燈變回綠。如果上位機沒有讀卡(取走數(shù)據(jù))，該讀卡控制器就不再讀卡，直到上位機將卡號讀取后再開始讀卡。另外，為了防止用戶操作不規(guī)范造成重復讀卡，設置一張卡刷卡后在 3秒內(nèi)讀卡器不再讀這張卡，當然也允許刷卡時同一張卡多人使用，但每次刷卡的時間間隔必須大于 3秒鐘。

    射頻卡選用 EM公司的 ID卡，主要采用瑞士 EM或臺灣 GK公司的4100、4102系列 IC芯片 + 線圈 + 卡基封裝而成。這種卡沒有存儲功能，卡中只保存唯一的卡號，所有的信息都是保存在上位機的數(shù)據(jù)庫中。刷卡消費時，根據(jù)讀卡器讀出的卡號在數(shù)據(jù)庫中查找該卡號是否存在，如果不存在，提示“非法卡號！ ”，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，同時蜂鳴器也相應發(fā)出聲響。這些都通過程序控制讀卡器來完成。

    針對淮安人民大會堂檢票系統(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人以及團體卡的辦理、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；查詢統(tǒng)計模塊實現(xiàn)對刷卡信息以及營業(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)的設置以及數(shù)據(jù)備份、恢復等功能。程序設計語言選用目前流行的VB6.0。

    3 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

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

    3．1 發(fā)卡功能的實現(xiàn)

    因為電影院票務發(fā)行人員只利用一臺發(fā)卡器辦理個人或團體卡，不存在同時讀卡的情況，所以可采用被動模式，當發(fā)卡器讀出卡信息后，自動觸發(fā)上位機去讀保存在發(fā)卡器中的卡號。

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

    3．2 485通訊指令協(xié)議

    系統(tǒng)中 4個讀卡器通過 RS485網(wǎng)絡并聯(lián)，由上位機對讀卡器進行控制，控制字方式為 1位開始位、8個數(shù)據(jù)位、一個停止位，無奇偶校驗。具體通訊協(xié)議格式如下：

    |開始標志|分機地址|信息長度｜命令和參數(shù)/叢機返回|校驗| 
    其中： 開始標志長度為 2個字節(jié)，主機給分機為AAH FFH；分機給主機為BBH FFH。 
    分機地址長度為 1個字節(jié)，范圍為 00H---FEH之間，每個讀卡器必須事先設定一個唯一的地址。 
    信息長度表示命令和參數(shù)的總字節(jié)數(shù)，不包括開始標志、地址和校驗的長度。 
    校驗位長度為 1個字節(jié)，是開始標志、地址、信息長度、命令和參數(shù)中所有字節(jié)的異或值。 
    命令和參數(shù)決定主機發(fā)送的命令類型以及從機返回的數(shù)據(jù)。比如主機向從機發(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 刷卡功能的實現(xiàn)

    刷卡功能的實現(xiàn)相比發(fā)卡就復雜的多。由于有 4臺讀卡器同時連接，刷卡人員可以決定開放哪幾個讀卡器，根據(jù)需要也可以同時開放，所以同時就可能有 4張卡被刷，如果仍采用被動模式，則必然帶來沖突，造成讀卡錯誤，所以系統(tǒng)采用主動模式編程。上位機按一定時間間隔輪流主動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。由于不需控件響應消息，應將MSComm控件的RThreshold 和SThreshold 屬性設置為0。

    在刷卡程序設計時，有幾個問題需要解決。使用定時器控制主機輪詢的時間間隔應設置為多少？讀取數(shù)據(jù)后，如何判斷數(shù)據(jù)的正確性？對于非法卡、卡內(nèi)余額不足以及正常卡處理后，如何根據(jù)不同情況同時在讀卡器的液晶顯示器上顯示相關(guān)信息，并鳴笛？經(jīng)過不斷的摸索和驗證運行的可靠性，設定了一個輪詢定時器，時間間隔為20ms。接下來就按照運行的流程編寫程序，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，如果只開放一個讀卡器，不管是哪一個，程序都能夠正常運行，但多臺讀卡器同時開放時，運行總不太穩(wěn)定，特別是要同時在讀卡器上顯示信息和短聲鳴笛時，明明在1號讀卡器上顯示相應的信息，而且程序中也是給 1號讀卡器發(fā)鳴笛命令，卻是下一個讀卡器在響。后來發(fā)現(xiàn)可能在讀卡器上顯示信息的執(zhí)行時間較長，到發(fā)鳴笛命令時，輪詢的計數(shù)器已經(jīng)到了下一個讀卡器，但即使增加輪詢的時間間隔，效果也不理想。經(jīng)不斷調(diào)試和比較不同的設計方案，最終選擇再增設一個定時器，作為在讀卡器上顯示信息和短聲鳴笛的時間間隔，時間間隔設定為20ms。由于讀卡器鳴笛時不會再讀卡，同時也為了防止鳴笛的執(zhí)行影響下一個執(zhí)行動作，再為每個讀卡器增設一個鳴笛狀態(tài)，如果主機發(fā)送命令給某個讀卡器時，該讀卡器還在執(zhí)行鳴笛，則跳過該讀卡器，按順序訪問下一個未鳴笛的讀卡器。經(jīng)過這樣的處理，最終圓滿的解決了問題，由此可見，在硬件編程過程中，時序的控制非常重要。

    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)庫中，所以系統(tǒng)的安全控制就尤為重要。系統(tǒng)不僅設置不同權(quán)限的操作人員，限制普通操作人員可以對系統(tǒng)執(zhí)行的操作，而且提供本地和遠程備份和還原數(shù)據(jù)庫的功能，以防止由于機器故障或其他原因?qū)?shù)據(jù)造成的破壞；還可對重要的卡信息加密保存，提供完善的日志功能，對各個操作員和管理員進入系統(tǒng)執(zhí)行的操作都作了詳細的記錄，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)行方面來說，每張 IC卡卡號在封卡后不可再更改，絕對確保卡號的唯一性和安全性；另外，為防止串卡現(xiàn)象的發(fā)生，本系統(tǒng)專門設定了發(fā)行卡庫，只有在卡庫中的卡才可以發(fā)行，徹底杜絕仿制卡的出現(xiàn)。由此可見，系統(tǒng)具有較高的安全性。

    4 結(jié)束語

    本文介紹了射頻 IC卡在電影院票務發(fā)行系統(tǒng)中的應用，并詳細介紹了系統(tǒng)開發(fā)的思路和關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)。目前該系統(tǒng)已投入使用半年多，運行情況穩(wěn)定，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。除了可以應用于電影院業(yè)務，其實本文所介紹的 IC卡系統(tǒng)還可以應用至停車場、游樂場以及各種收費的智能化管理應用領域。

    創(chuàng)新點：成功將射頻 IC卡應用到電影院門票發(fā)行中；提出在 RS485網(wǎng)絡中多臺并聯(lián)讀卡器的訪問控制方案，具有較好的推廣應用價值。

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    作者簡介：周蕾（1971-）,女，講師，研究方向：計算機應用，網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫

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