公交收费系统
RFID实验报告
简易的公交收费系统
概述：
公交收费系统是由非接触式的IC卡为基础的简易的RFID技术的射频信号接收装置。
我们也在老师的指导之下制作了简易的公交收费系统。
一、硬件设计
1、MCU是用Arduino里的UNO板来制作的。
2、MIFARE卡读写模版使用的是MFRC522。
3、读写用的卡的型号为MIFARE卡。
4、硬件连接图：
5、软件设计
软件的设计使用Arduion开源软件编译的程序来实现的。
6、流程图
二、程序实现的功能
13.1卡的读取
13.2卡的写入
13.4 RFID卡的充值
13.5 RFID卡的缴费
三、总结
通过这次的实验，我们了解了公交收费系统工作的原理。
并通过Arduino开源平台模拟了公交收费系统的充值与扣费。
这是我们RFID课程当中十分重要的实验，在此之前我们一直停留在理论知识的阶段。
这次实验让我们了解了RFID卡的读写，让我们不仅仅停留在理论阶段，而是自己动手实验，是我们RFID学习中的里程碑。
基于51单片机的公交,智能收费系统
设计的基本思想：一有Mifare1射频卡距离射频天线100mm内时，读写器就能够获取到卡中的数据信息。然后单片机把读取得数据进行处理，条件符合，蜂呜器就响一声。然后把数据跟当时的时间同时储存在单片机EEPROM内．接着在LED上显示所读数据。然而当无卡在其工作范围时，就会在LED上显示此刻的时间。如果读卡出错，则显示出错的标志。在和上位机通讯时，把单片机里EEPROM存入的信息发向上位机。
然而TYPE A标准。则是目前运用较多的一种标准MIFARE标准。TYPE B与A的主要不同是卡跟读写器的调制方式的差异。而TYPE A采用的则是间断的调制原理，信息“1”为时，即有信号传到卡，信息显示是“0”时，则就无信号传到卡，并且时间的间隔非常短暂，基本不会影响到卡的正常工作。用这种方式信息区量到非接触卡的时候，能量会有几率发生波动。
Technology and methods of the research of this design not only for bus intelligent charging system plays an important role, but also in other fields such as campus card, attendance card also has extensive application value。
1.2 本文的内容
此设计研究的是公交智能收费系统（B）标准，其重点进行卡的读写程序设计，它是以非接触式通信为技术基础。
本课题设计是以射频技术为基础，铺以单片机编程来控制MF RC500的读写卡操作，然后卡里的内容跟时钟信息一起存放在存储器里，然后显示模块显示卡的扣除费用金额等，同时蜂鸣器在操作无误时就响一声。而DS1232为控制芯片，能解决程序跑飞的问题。然而在存储器存储的信息到顶时，就会通过TC232和上位机相接，然后把信息发给PC机。
项目三 13.56MHz物联网RFID应用系统设计——公交收费系统
3.2.2 MIFARE 1射频卡的功能组成
卡片 天线
15
MIFARE 1卡 片 内 部 结 构
RF Interface 射频接口电路
Digital Section 数字电路部分
波 形 转 换 CLOCK 正 弦 波 →方 波DATA
整
Modu / DeModu
流
调制 /解调
电压调节
POR 上电复位
本课程使用MIFARE 1 S50卡作为公交收费系统公 交卡。
2020/9/22
9
3.2.1 MIFARE 1射频卡简介
MIFARE 1射频卡的核心是philips公司的MIFARE 1 IC S50系列微晶片。
MIFARE 1射频卡采用先进的芯片制造工艺制作，内建有 高速的CMOS EEPROM，MCU等。卡片上除了IC微晶片 及一副高效率天线外，无任何其它元件。卡片上没有电源， 工作时的电源能量由卡片阅读器天线发送无线电载波信号 耦合到卡片上天线上而产生电能，一般可达2V以上，供卡 片上IC工作。工作频率是13.56MHz。
➢ Type B是一个开放式的非接触式智能卡标准
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代表Type A非接触射频卡芯片
代表Type A非接触智能卡芯片主要有：
Mifare_Light (MF1 IC L10系列)
MIFARE1 (S50系列、内置ASIC)
Mifare2 (即：Mifare Pro) （MF2 ICD8x系列
1
0
1
Never Never KeyA|B KeyB Never Never
1
1
1
Never Never KeyA|B Never Never Never
3.2.4 MIFARE 1卡与阅读器的通信
项目二“走进”公交IC卡收费系统
（1）具有功能边界 （2）具有适用范围 （3）存在一定的安全风险 信息系统存在一定的安全风险，如软件、硬件损 坏，数据信息被盗等，须建立安全防范机制，确保 系统能够安全、可靠地运行。
第一单元 主要内容
2、公交IC卡收费系统主要功能及整体结构
（3）交易结算：系统将存储在管理中心服务器中 的刷卡付费记录按照不同交通公司进行分类汇总。 据此，将相应资金通过银行账户划拨给各公交公司。
一、信息系统的功能
2、公交IC卡收费系统
主要功能及整体结构
刷卡付费、售卡充值和交易 结算是公交IC卡收费系统的 三个子系统。三者通过网络 与交通卡管理中心连接在一 起，息系统的基本功能是进行信息处理，具体包括 输入、存储、处理、输出和控制，为用户提供有用、 准确和及时的信息。
输入 通过输入设备采集外部数据
存储
利用存储设备存储数 据
处理
对数据进行加工处理，获得 有用的信息
输出
以各种方式呈现获得 的有用信息
控制
通过程序对整个信息加工、处理、传输、输出等环节进行 控制
用户的余额信息以加密的形式保存在交通卡中，基于非对称加密算法。
一、信息系统的功能
2、公交IC卡收费系统主要功能及整体结构
（2）刷卡付费：刷卡后，付费金额等数据记录在 车载POS机中，同时交通卡内的余额数据相应变化。
付费数据和交通卡内数据需要由公交公司专人用 数据采集器收集，经数据采集中心进行汇总，并上 传至服务器。有些车载POS机可以直接通过网络将数 据上传至服务器，不需要专用的采集器。
高中信息技术 必修二 信息系统与社会
第一单元 走进“全新” 信息社会
项目二 “走进”公交IC卡收费系统
授课教师：
公交多元化收费系统行业市场深度分析及发展规划咨询 (一)
公交多元化收费系统行业市场深度分析及发展规划咨询 (一)随着城市化进程加速，公共交通系统的作用越来越重要，方便市民的生活出行。
多元化的收费系统不仅是城市公共交通运营的必需品，更是城市公共交通“绿色低碳”的重要支撑，其涉及到安全可靠、便捷实用、节能环保等多个方面。
因此，公交多元化收费系统行业市场深度分析及发展规划咨询显得非常重要。
一、市场深度分析1.行业背景公交多元化收费系统是当前城市公共交通系统的重要组成部分，与城市公共交通的建设、改善及智能化升级密不可分。
公交多元化收费系统具有旅客数量集中、交通体系较大、票务结算频繁等特征。
2.行业发展现状目前，我国城市公共交通运营的多元化收费模式已经得到了广泛的应用，直接影响到公交行业的现代化、智能化、规范化水平。
较好的例子是北京市“一卡通”和上海市“大众点评”，将公交系统、地铁系统、出租车、共享单车等形式进行了有机结合，并逐步拓展了其应用范围，引起了广泛的热议。
同时，在技术领域，QR码、NFC、互联网、人工智能等技术也在逐渐应用到公交多元化收费系统中，各种收费方式也变得越来越便利。
3.发展趋势在未来几年内，公交多元化收费系统的继续发展会面临多种挑战和机遇。
从技术角度，公交多元化收费系统将向更智能化、更高效、更便捷的方向发展。
二、发展规划咨询1.思路构筑（1）深入了解市场需求，了解公交多元化收费系统状况及其瓶颈。
（2）研究其他经验领先的城市公共交通多元收费系统，获取行业前沿动态。
（3）分析研发公交行业收费新产品中的市场机会、竞争新品种的内在优势。
2.实施计划（1）提升服务标准，建立强大高效的服务支持组织。
（2）升级并完善公交多元化收费系统，不断创新技术手段和相关的收费软硬件。
（3）完善收费监管机制，建立规范的收费管理，加强收费管理和收费信息公示。
三、总结在当前城市公共交通建设的不断提升和现代化的改善时期，公交多元化收费系统市场无疑是一个非常重要的组成部分。
在未来，公交多元化收费系统将更加注重智能化、更高效和更便捷，承担着城市公共交通更为重要的角色。
接触式IC卡公交收费系统解决方案
接触式IC卡公交收费系统解决方案城市公交的系统经过多年的运作，在管理上已日趋完善，但新的课题又呈现在我们的面前。
“零钞不够”，这是实行无人售票以来乘客与公交公司之间最大的矛盾。
“无人售票”对车辆的承运速度和业务管理无疑起了很大的促进作用，但是由于“不设找赎”，对身上没有足够零钞的乘客来讲，肯定是增加了经济负担，这正是推行“无人售票”之后，乘客最大意见之处。
还有假币流行，给企业和政府带来巨大的损失。
“无人售票”需要完善，另外随着经济环境的变化，取消月票，也是势在必行。
非接触式IC卡技术的推出为实现城市公交自动收费提供了现代技术的支持。
为了适应公共交通发展的需要，满足和方便广大市民出行，提高企业效益，提升运营与管理的科技水品，加速城市公共交通事业的现代化建设，提升城市公共形象。
深圳市永豪电子有限公司一直致力于开发非接触式IC卡城市公交自动电子收费一卡通系统，以非接触式IC卡做为存储介质，结合计算机技术、网络技术等信息技术，为用户提供一个良好的信息平台。
(1) 加快乘客上车速度，减少车辆停站时间,加速车辆周转等于减少车辆。
(2)学生采用学生计费后刷卡依然给予优惠，老年人采用老年计费刷卡给予优惠。
用IC卡替代月票及钱币方式，最终取代月票，消除福利月票的种种弊病，对促进管理，加强经济改革，打破大锅饭具有重要的意义，并为最终减少公交企业亏损，减少依赖政府补贴创造前提。
(3) 及时掌握客流情况，科学合理调度而创造效益。
(4) 可以节省无人售票点钞工作人员的费用。
(5) 广告费收入，IC卡面可印广告，抵消IC卡的部分成本。
(6)可以预收票款，增加企业周转资金。
(7)有效制止了假币的流通。
(1) 可以提高公共交通的服务档次，符合建设国际城市的目标。
目前我们所选用的系统，香港、澳门在九五年才小规模使用，西欧、澳大利亚等国也是近年才使用，与国际先进水平同步。
(2) 可以方便市民，减少社会现金流通量。
现在由于市面上缺少零钱，乘车购物很不方便，使用IC卡后，一卡在手，可以乘坐所有公共汽车。
AFC系统介绍
票房售票机 （BOM ）
闸机 （ AGM ）
自动售票机 （ TVM ）
自动验票机 （ TCM ）
便携式验票机 （PCA）
第五层
读卡器和车 票 读卡器和（ M T T ）
一、AFC系统概述
• 3、各层级设备功能
票卡层
SLE
SC
E/S
清分中心
主要指单程票、 IC一卡通（即目 前使用的羊城 通）、地铁储值 票等。
化处理和编码、 赋值。
定位于整个广 州市及珠江三 角洲城际轨道
交通系统的清
分中心和AFC
运营管理中心
二、ICCS、LCC与E/S简要
• 1、ICCS
用于完成广州市轨道交 通车票交易数据的整体 处理、统计分析
介绍
具备线路AFC系统
设备运营管理的功能
远期定位于整个广州 市及珠江三角洲城际 轨道交通系统的清分 中心和AFC运营管理 中心
与城市公交一卡通进行自动收益 清分能力的电子支付系统
系统使用非接触式IC卡作为车票 媒体，其中单程票采用辅币形式 的TOKEN，在全球范围内是首 家使用这种技术的公司
一、AFC系统概述
• 2、系统架构
第一层
清分计算机系统 （ICCS）
编码分拣机 （ES）
第二层 第三层
第四层
线路中央计算机系统 （LCC ）
对地铁专用票卡进行初 始化、编码及赋值处理， 包括代用币式和卡式车 票。
对回收的车票按需要 进行分拣、重新编码 或赋值处理。
编码分拣机能即时打 印车票处理过程的批 次操作及班次报告
在不影响“一卡通”票 卡数据的基础上，能 对“一卡通”票卡进行 二次编码、发行
羊城通
谢谢观看
充值方法
1、网络充值 腾讯财付通又给生活在广州佛山的朋友带来了一个福利——羊城通可以网上充值了。曾几何时，工作在广州 的**就一直在想，为什么羊城通无法网上充值？从2013年4月26日开始，财付通正式开通了羊城通充值服务。 2、人工充值 广州市内的羊城通便利站、7-11便利店、OK便利店、全家便利店、圣安娜饼屋、部分喜事多便利店、部分天 天洗衣店、羊城通便民服务亭及日阅堂文化快线、二天堂药店、大洋文化连锁店等多个网点，均提供羊城通人工 充值服务。 用户可在网点营业时间内，到贴有羊城通充值网点标识的人工充值网点，以现金方式充值。 3、自动充值 这里的羊城通自动充值是通过银行账户和羊城通卡绑定，由银行账户自动代扣充值金，用户充值时无需再带 银行卡和现金，只需持羊城通卡到自动充值设备轻松嘀，3秒便可完成整个充值过程。 自动充值点设在地铁沿线及部分业务办理银行内。
2022年4月29日，羊城通公司参加广州市数字人民币试点动员部署会议暨体验推广活动启动仪式，为市民带 来数字人民币线上充值羊城通功能的新体验，推动实现广州市内数字人民币交通出行充值场景的落地。
使用城市
截至2017年年底前，（岭南通·羊城通）已可在广州、佛山、深圳（只开通公交线路，不含地铁）、肇庆、 江门、汕尾、惠州、茂名、韶关、云浮、珠海、河源、揭阳、阳江、湛江、清远、潮州、中山、梅州、汕头、东 莞等21个城市应用，而广州“羊城通”和佛山“广佛通”已自动升级为岭南通卡，持羊城通（无需换卡）即可刷 遍广东省内21个城市公交。
2018年6月，带有“交通联合”标准的“岭南通·羊城通”正式发行，本卡为岭南通标准+交通联合标准，可 在已加入全国交通一卡通“交通联合”的城市中使用
优惠政策
广州羊城通最新取消了月票制度，开始实行新的优惠政策。乘客在每个自然月内使用羊城通卡，乘坐广州市 公交地铁（含广佛线）达到15次之后第16次起，乘车按6折优惠计算。这里的15次，可以是单独乘坐广州公交的 次数，或单独乘坐广州地铁（含广佛线）的次数，也可以是广州市公交地铁（含广佛线）联乘次数之和。前15次 搭乘广州地铁（含广佛线、不含广州公交）按95折优惠计算。
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主函数代码
非接触式IC卡的特点和工作原理 非接触式 卡的特点和工作原理
1.非接触式IC卡的特点 非接触式IC卡又称射频 卡，是世界上最近几年 发展起来的一项新技术， 它成功地将射频识别技 术和IC卡结合起来，结 束了无源和免接触这一 难题，是电子器件领域 的一次突破，非接触式 IC卡和接触式IC卡相比 具有可靠性高、操作方 便、防冲突、应用面广、 加密性能好等优点 2.非接触式IC卡的工作原理 MIFARE1型非接触式IC卡诗一种可以用于 电子钱包和公交收费系统等方面的多功能 卡，非接触式IC卡与读卡器之间通过无线 电波来完成读写操作，读写器向M1卡发一 组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串 联谐振电路，其频率与读卡器发射频率相 同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生 共振，从而使电容内有了电荷，在这个电 容另一段，接有一个单向导通的电子泵， 将电容内德电荷送到另一个电容内存储， 当所累积的电荷达到2V时，此电容可作为 电源为其他电路提供工作电压，将卡内数 据发射出去或接取读写器的数据
公交收费系统
学 班 生 ：张浩贤、黄景文 级 ：09智电（3） 指导老师：夏老师
目录 Contents
课题提出 方案论证 系统硬件设计 系统软件设计 系统调试
课题提出
• 90年代以来，国际上盛行智 能公交ITS，利用先进的电 摘 要： 子技术对公交系统进行全面 为了在公交行业中实现收费 管理自动化，采用了非接触式IC 的管理，我国自1993年 卡，介绍了非接触式ID卡的特点 “金卡”工程启动以来，国 和工作原理，给出了公交非接触 内IC卡的应用迅速发展，信 式IC卡收费系统网络拓扑结构和 系统组成，重点阐述了IC卡认证 息技术逐步深入到基础设施 过程和系统的中心清算流程。 的运转和管理中，近几年， 城市公交交通系统逐渐开始 将IC卡技术应用于公交收费 系统，这也是公交收费系统 和国家“金卡”工程有机的 结合。
公交IC卡应用系统网络拓扑图 公交 卡应用系统网络拓扑图
系统硬件设计
C8051F340 单片机
AT24C02 EEPROM
12864LCD液晶 液晶
蜂鸣器
RC500 MCM
串口通讯
Байду номын сангаас天线
主机
卡
硬件系统主要设备原理图
系统软件设计
• 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 系统需求分析： 具备小额电子钱包功能，定额方式收费 操作方便快捷 工作距离<10cm 具备显示余额、异常报警（非法卡或余额不足） 可将当班收款额上传总站数据库 公交公司可调整定额额度 抗干扰能力强
方案论证
1.IC卡收费系统针对传统的上车买票以及无人投 币系统中存在的弊端，把目前的公共交通无人售 票和其它售票方式改为以非接触式,IC卡作为储 值卡支付手段，以计算机系统为信息处理方法的 现代化信息管理系统，为公共交通总公司提供了 一种全新的现代化管理手段
2.本方案采用C8051F340作为系统的主控制，采用了图 形液晶显示器显示,采用C8051F340性能稳定、运行速 度快（25MIPS/100MIPS），片上资源丰富。 3.Mifare 1非接触式IC卡特点： 可靠性高、操作方便，快捷、防冲突、可以适合于多 种应用、加密性能好
M1卡的读写
M1卡交换数据的过程 卡交换数据的过程： 读写器与 M1卡交换数据的过程： 1）由读写器MCU（微控制器）发送指令给 MCM， 2）MCM执行指令并将其转换为射频信号发 送给卡； 3）卡接收到来自MCM的指令后，按指令完 成其内部的各种处理，并回送应答信号/ 数据给MCM； 4）MCM接收卡回送的射频信号并将其转换 为数字信号输出给MCU，读写器MCU 读取MCM接收到的应答/数据，即可完 成与M1卡的数据交换。
系统调试 程序流程
程序流程
1.插入电源，系统进入工作状态。 1.插入电源，系统进入工作状态。 插入电源 2.液晶显示欢迎界面 这时可以进行刷卡。 液晶显示欢迎界面， 2.液晶显示欢迎界面，这时可以进行刷卡。 3.把指定的卡对准天线，卡大概离天线2～5cm左右，读写器会自动对卡片 3.把指定的卡对准天线，卡大概离天线2 5cm左右， 把指定的卡对准天线 左右 进行操作。 进行操作。 4.当听到蜂鸣器响后 就可以把卡挪离天线。 当听到蜂鸣器响后， 4.当听到蜂鸣器响后，就可以把卡挪离天线。 5.液晶会显示当前卡片的余额以及扣款后的余额。 6.经过 次刷卡后，串口会发送数据 公交车总金额）到主机并在显示窗 经过10次刷卡后 公交车总金额） 经过 次刷卡后，串口会发送数据(公交车总金额 口显示。 口显示。 调试中遇到的问题： 调试中遇到的问题： 1. 液晶的字体重复，没有达到预期效果 液晶的字体重复， 2. 串口发送数据出错 问题的解决： 问题的解决： 1. 发现是数字和文字显示的坐标点不一样，调整后显示正常 发现是数字和文字显示的坐标点不一样， 2. 主机的波特率和程序的波特率不一致，导致串口发送数据出错 主机的波特率和程序的波特率不一致，