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基于嵌入式Linux的AFC读写器设计与实现
| 论文题名： | 基于嵌入式Linux的AFC读写器设计与实现 |
| 关键词： | 自动售检票系统;读写器;嵌入式Linux;软件工程;轨道交通 |
| 摘要： | 在轨道交通行业,对于客运的管理普遍使用的是自动售检票系统(Auto Fare Collection,简称AFC系统),其主要功能是在轨道交通区域提供售检票服务以及为运营管理提供相应的数据。其中,AFC读写器是AFC系统运营设备的关键部件。在传统的AFC读写器设计模式中,与业务相关的规则和逻辑分析以及票卡流程处理均由部署于设备中的上位机软件完成,对各类票卡进行读取和写入的操作由上位机完全控制,因此传统AFC读写器无论从硬件设计还是软件功能方面,都较为简单。 随着轨道交通的网络化发展,业务需求越来越复杂。在运营过程中,需要对AFC设备中的票卡处理流程进行改动或者升级。而这些设备由于线路属性和设备类型不同,往往分属于不同的集成商或供应商,因此需要分别进行设备软件的修改、测试,以及全路网级的整体测试验证。很细微的改动、调整,都会面临较大的工程工作量。此外,由银行发行的符合《中国金融集成电路(IC)卡规范》(简称PBOC规范)的非接触式集成电路卡(简称PBOC卡片),也在逐步推广,并开始投入到轨道交通行业应用中。与传统的AFC票卡相比,PBOC卡片具有更高的安全性,但是与读写器之间也有更多的交互次数和更大的数据传输量,对交易的安全认证也需要更长的执行时间。而轨道行业的特点是需要快速的完成交易,PBOC卡片与读写器每一次的交互都经过上位机软件控制显然不再合适,但是原有设计模式决定了传统 AFC读写器的硬件没有足够的能力快速、独立地执行PBOC卡片的动态数据认证(Dynamic Data Authentication,简称DDA)。 本文针对上述原因,设计和实现了更高性能的AFC读写器。基于设备国产化的要求,硬件方面选择了国产的32位ARM处理器SEP4020作为核心器件,其他主要硬件包括64兆字节的SDRAM以及256兆字节的NAND FLASH存储空间,并在其上运行嵌入式Linux用于系统的管理。该读写器包含AFC的业务逻辑分析和判断,独立的票卡流程处理能力,并且可以支持PBOC卡片的流程处理以及脱机的安全认证DDA,完整的交易时间也基本在可接受范围。本文主要包括以下几个方面的工作: (1).介绍了一些必要的背景知识,包括AFC系统组成,PBOC规范,SEP4020的基本模块等; (2).对AFC读写器的硬件架构和底层嵌入式Linux系统作了简要的介绍; (3).深入阐述了AFC读写器的软件架构设计,详细介绍了各个任务模块的划分,并重点分析了PBOC卡片的流程实现; (4).给出测试数据,验证了AFC读写器的功能和性能。 目前,该AFC读写器已经基本完成设计、开发和测试工作,经过实际测试表明,其性能完全符合设计要求,已投入生产并即将在多个城市的轨道交通线路中正式使用。 |
| 作者： | 杨志勍 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 王赓;杨金国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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