CN2459619Y - 浴室ic卡自动收费控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浴室IC卡自动收费控制装置,涉及一种IC卡读写控制机具。为了克服IC卡读写机具损坏率高的问题,本实用新型主要由单片机和分别与其相互连接的读写卡电路、驱动器、非易失性存贮器、显示器、上电复位及保护电路、电源监视器等部件组成,尤其是引入了电压监视器、电源监视器、电气隔离元件等。由于其性能稳定可靠,故障少,所以有着广阔的应用前景。

Description

浴室IC卡自动收费控制装置

本实用新型涉及一种IC卡读写机具。

IC卡机具应用日益广泛。但在加密IC卡的实际应用中，存在损坏率较高而阻碍其推广的问题，如公汽IC卡收款机，IC卡考勤机，IC卡售饭机，IC卡洗衣收费机等。IC卡损坏率少则1-2％，多则可达10-15％。导致这种坏卡现象的原因，除部分是因为IC卡芯片封装质量缺陷外，多数是由于IC卡读写机具与加密IC卡的特性不相匹配所致。加密IC卡的一个重要特点是可由用户设置卡中密码。在改写IC卡中EEPROM存储器(电可擦除可编程只读存储器)数据之前，必须核对用户密码。密码核对正确，方可对卡中数据进行改写操作。为了避免用试探的办法窃取用户密码，各种加密卡都规定了核对密码失败的最高次数，如连续核对密码失败次数超过规定的最高次数，IC卡自动锁死，造成损坏。IC卡读写机具在核对密码时，往往会因为电源扰动、卡座抖动及主机不正确的中断造成核对密码失败，从而导致迅速反复核对失败而使IC卡锁死，引起IC卡的损坏。

本实用新型的目的是克服IC卡读写机具由于上述原因而存在的损坏率较高的问题，提供一种性能稳定可靠、不易损坏的浴室IC卡自动收费控制装置。洗浴者进入浴室前，用购买的有效IC卡插入装置一次(0.3秒左右)，装置自动核对IC卡中密码，并按装置中规定的当前洗浴票价扣除卡中记载的金额，并打开空闭洗浴位置的供水电磁阀门，给洗浴者供水。经过装置中规定的时间后，自动关闭供水电磁阀门，结束一次交易。

本实用新型的目的是这样实现的，即本装置由读/写卡电路、单片机、振荡电路、驱动器、非易失性存贮器、显示器、上电复位及保护电路、电源监视器等部件组成，从而与IC卡、供水电磁阀门组合为一个完整的浴室收费控制系统。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

①核对密码安全可靠，使锁卡概率降到最低；

②读写IC卡数据安全可靠；

③整机抗干扰能力提高；

④能在电源掉电后保存数据，恢复供电后继续完成应进行的操作；

⑤灵活、方便、可靠地自动完成洗浴收费和供水任务。收费标准，供水时间，控制对象数量，收费方式(按时收费或按次收费)均可根据要求设置。

下面结合附图和实施例详细说明。

图1为以本装置为核心的浴室收费控制系统框图；

图2为本装置电原理图；其中：

A-IC卡、B-本装置，C-供水电磁阀门(简称电磁阀)；1-读/写卡电路，J1-IC卡插座，U1-电压监视器，T1-电源开关，U2-A、U2-B、U2-C、U2-D-口线驱动电路；2-单片机(U3)；3-振荡电路，XT-石英晶体振荡器；4-驱动器，U4-反相器，T2-开关管，RL-继电器；5-非易失性存贮器；6-显示器(LED)；7-上电复位及保护电路；8(U6)-电源监视器(掉电检测电路)

由附图可知，本实用新型由单片机U3及分别与其相互电连接的读/写卡电路1、振荡电路3、驱动器4、非易失性存贮器5、显示器6、上电复位及保护电路7和电源监视器8等部件组成。IC卡插座j供IC卡插入。

①单片机U3是本实用新型B的核心，它可采用任何一款的单片机(MPU、MCU)，本实施例选用AT89C2051。U3是实现IC卡读写、供水定时、信息显示、保存服务记录和各种控制参数、发出控制信号等功能的智能部件。

②为了给单片机U3提供时钟功能，引入了由石英晶体振荡器XT和电容C2、C3组成的振荡电路3，其C2、C3的一端接地，另一端分别与石英晶体振荡器XT的两端点相互电连接。该振荡电路3与U3内部的振荡电路一起，形成振荡。单片机U3读取IC卡中数据时，如果是有效卡，单片机U3根据IC卡的指令执行相应动作，如修改内存，按指定时间开启或关闭电磁阀C，显示相应动作信息，进行自检，扣除卡中金额等，完成本实用新型提出的任务。

③为了避免因电源扰动造成IC卡多次核对密码失败引起卡损坏，在检测到IC卡插入信号时，单片机U3给IC卡读写电路上电。为此在读写卡电路1中引入了电压监视器U1(选用IMP809)，其1端点接地，其2端点连接电源开关T1的集电极，其3端点连接单片机U3的INT1点。在读写IC卡的过程中，电压监视器U1随时监视IC卡读写电路电压，一旦电压下降，电压监视器U1向单片机U3发送中断信号，单片机U3根据读写进程采取相应处理措施。如核对密码时出现中断，则立即下电，等待一段时间后重新上电。上电后首先开中断，如无中断发生，继续读写过程，如有中断请求，则继续等待。本实用新型可检测到大于1μs的电压降落，可有效避免IC卡的损坏。

④显示器(LED)6与单片机U3的P3.0和P3.1连接。单片机U3以串行方式向显示器LED发送显示数据和命令，显示器(LED)6可以用数码管及移位寄存器7LS164构成，也可用LCD及相应的控制IC构成，显示器(LED)6可显示浴室位号、每次供水时间、卡中剩余金额等服务信息和出错信息。

⑤元件U5为一个集EEPROM、电压监视电路、看门狗定时器于一片的集成电路，它的时钟端SK，数据输入端SI，数据输出端S0及片选端CS分别与单片机U3的P1.5、P1.4、P1.3、P1.2连接，使单片机U3可按元件U5的读写规定对元件U5中的EEPROM进行访问，送入看门狗定时器的清除脉冲。上电复位，低电压复位和看门狗定时器溢出产生的复位信号通过元件U5的RT脚送入单片机U3的复位端RST，使电源上电时，检测到电源电压低于检测门限时及看门狗定时器溢出时单片机U3处于复位状态，从而保证单片机U3上电时可靠复位及提高单片机U3的现场抗干扰能力。电阻R7为元件U5规定的上拉电阻。

⑥单片机U3的P1.6为完成执行功能的I/O口线，它驱动反相器U4，开关管T2，继电器RL再通过继电器RL控制本实用新型外部水管的电磁阀，完成开阀和定时关阀的任务。

⑦IC卡座J1，电源开关管T1，电压监视电路U1，口线驱动电路U1-A、U2-B、U2-C、U2-D及附属阻容件组成IC卡接口电路。电源开关管T1受单片机U3的一个口线P1.0控制，无卡时，P1.0口输出为1，电源开关管T1截止，IC卡座上各触点均无电压，避免IC卡因带电插入损坏。单片机U3通过口线INTO检测到IC卡座J1的开关动作后，P1.0口输出O，电源开关管T1导通，IC卡接口电路上电。单片机U3在上电后通过P1.1口及驱动电路U2-A向IC卡发出复位信号，通过P3.5口及驱动电路U2-C向IC卡发送数据，通过P3.7口及驱动电路U2-D向IC卡发出时钟信号，通过P3.4口及驱动电路U2-B接收IC卡输出的数据，根据IC卡通信协议完成核对密码，读取数据，比较运算，写入数据等操作。

⑧在操作过程中，读写卡电路1如出现低于电压监视器U1的检测门限以下的电压，时间超过1μs，电压监视器U1发出中断请求，单片机U3接收中断请求后中断原执行的读写程序，进入中断处理程序，根据当前IC卡读写进程采取相应处理办法，如下电等待，重读重写等等。读写卡完成后，IC卡读写电路下电，等待下一次插卡。这里电容C1为IC卡读写电路滤波电容，电阻R1为限流电阻，R2、R3、R4、R5分别为P1.0口，IC卡复位端R，IC卡数据端D，IC卡时钟端及卡座开关上拉电阻。

⑨U6为电源监视器，其1端点接地，其2端点连接电源UCC，其3端点连接单片机3的P1.7点。当整机电源UCC降低时，它给单片机U3提供电压低信息。单片机U3接收到电压低信息后，及时将随机存储器(RAM)中有用信息转存到非易失性存储器U5中，以防掉电时破坏数据。

⑩驱动器4是用继电器RL与供水电磁阀门C进行电气上的隔离连接；还可以采用光连接等形式实现其隔离式连接。

Claims (4)

1、一种浴室IC卡自动收费控制装置(B)，与IC卡(A)、供水电磁阀门(C)组合为一个完整的浴室收费控制系统，其特征在于本装置(B)由单片机(2)及分别与其相互电连接的振荡电路(3)、读写卡电路(1)、驱动器(4)、非易失性存贮器(5)、显示器(6)、上电复位及保护电路(7)、电源监视器(8)等部件组成；IC卡插座(j)供IC卡(A)插入。

2、按权利要求1所述的一种浴室自动收费控制装置，其特征在于读写卡电路(1)中引入了电压监视器(U1)，其1端点接地，其2端点连接电源开关管(T1)的集电极，其3端点连接单片机(U3)的INT1点。

3、按权利要求1所述的一种浴室自动收费控制装置，其特征在于设置了电源监视器(U6)电路(8)，其1端点接地，其2端点接电源电压UCC，其3端点接单片机U3(2)的P1.7点。

4、按权利要求1所述的一种浴室自动收费控制装置，其特征在于驱动器(4)与供水电磁阀门(C)进行电气上的隔离连接，这种电气上的隔离连接采用继电器(RL)或光连接等形式实现。

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