户 可以直接利用身份证进行订票。 数据库管理存储用户的身份信息，主要是身份证号码，用来进行身份 认证 计费管理用户确认买票以后，通过电子银行进行费用支付 车站检票 条码识别通过摄像头检测并分析条码信息，查询数据库进行 车票的核对 射频识别利用射频读卡器，直接读取身份证中的个人信息，并到 数据库中查询核对 门禁系统用户车票通过核对后，会给出的提示，即检票通过， 否则，给出提示 性能指标 支持手机型号诺基亚三星摩托罗拉索爱西门子飞利浦等 摄像头 帧频率帧秒 图片大小 射频卡读取时间小于 门禁执行时间秒 系统实现原理 第步用户通过手机或登陆订票系统服务器，按照网站提示进行订票 第二步服务器根据用户提供的身份信息，生成个位的密钥，并通过网络 传送到控制系统，同时在数据库中查找用户身份信息，并将车票信 息写入到数据库 第三步模块将密钥发送到用户手机上 第四步用户将密钥反发送到系统，进行验证 第五步系统收到返回密钥后，生成含有和用户身份对应的二维条码和 车票信息，并将生成的条码和车票信息发送到用户手机上，同时发送验 证通过的标志给订票服务器 第六步服务器收到验证标志后，进行数据更新 第七步用户持含有车票的手机或者个人身份证第二代，到车站进行检票 第八步车票信息正确的话，用户通过门禁系统，给出的信号，否则，给 出提示 系统硬件设计 硬件系统总体设计 系统中以开发平台为核心，扩展了短消息模块摄像 头通过与凌阳单片机通信增加了射频卡读写模块电机门禁系统以及语音提示 功能，系统硬件电路总体框图如图所示。本系统充分发挥了开发 板的速度优势，用来处理手机终端二维条码的扫描工作，而些控制部分的工作 则由凌阳位单片机来完成，通过端口与凌阳单片机进行通信，短 消息模块的作用是与手机终端用户进行验证以及发送二维条码到用户终端。 模块 竞赛平台 凌阳 单片机 射频卡读写 门禁系统 语音提示 摄像头 扫描 图硬件总体设计图 硬件模块简介 短消息模块 系统中使用了短消息发送接收模块，它是西门子公司推出的通 讯模块，支持语音通讯，具有和三种数据传输方式以及和 功能，在本系统中，只用到了它的短消息功能。模块具有体积小重量 轻功耗低等特点。的工作电压为伏伏，典型电压为伏。 最大工作电流为安。模块可以工作在和两个频段。工作于 时功耗为瓦，工作于时功耗为瓦。利用指令进行控制。 模块硬件连接如图所示。 图模块硬件电路图 二凌阳单片机控制模块 此部分的核心控制部件是由凌阳单片机来完成，在此部分凌阳单片机完成四 个主要部分的控制。 模拟二代身份证射频卡信息读写模块。 步进电机模拟门禁系统。 语音提示部分。 串行通信部分。 射频卡读写部分 第二代身份证识别采用射频卡模块来实现，采用了 最新标准高集成芯片，三线能方便的与接口。电 路如图所示。 首先由发送命令和数据给,执行命令完毕后将命令执 行的状态和响应数据发回,通信前收发双方必须处于空闲状态。 的有两种接法是接硬件复位电路，如阻容复位等。这样系统上电后必须 要等待复位结束二是接的个口由控制复位。 本电路使用第二种方法，这样在出现异常时可由控制复位。开 始发送数据时，发出下降沿信号然后等待在线上的响 应，若在内未检测到此响应则退出本次传输，将代码返回给主程序， 由主程序进行处理。若正确响应则可将命令和数据发送出 去，然后等待发回的状态和响应数据，即等待线上的下降沿 的产生，此时的用外部中断响应，若在内未检测到此信号则退 出本次传输且向主程序报告代码，若正确检测到信号则可接收状态和数 据。 图射频卡接口 门禁模块 门禁系统采用步进电机来模拟，电机采用普通星形连接的线相步进电机， 先假定线标号为则依次给脉冲如此循环下去，每 次循环步进电机旋转度，门禁采用星形结构，每两栏杆的水平角度为 度，这样，每进行次检票通过步进电机就要旋转度，即要次脉冲循环。 由于电机的旋转速度不是很高，故采用低电压供电，供电电压为。为了防止 电机电路电流对单片机系统干扰，驱动电路前端采用光耦隔离功率驱 动管采用大功率达林顿管，电机低速旋转时工作电流为。电路 如图所示。 图步进电机驱动电路 语音提示部分 语音提示采用内部以及凌阳集成压缩算法从单片机直接输 出转换得语音信号，输出信号经过低通滤波后输入到功放部分，功放芯片 采用凌阳公司的，为音频功率放大集成电路，它的放大倍率由 外接电阻进行调整，最大功放倍数为倍，低通滤波与功放部分电路如图所 示。 图语音模块接口 通用串行通讯接口 通用串行接口采用线标准，采用接口芯片与上位机完成接 口，采用典型电路，电路如图所示。 图串行通信接口 系统软件设计 为了方便的说明本票务系统的信息流向及从订票到售票的整个过程，以下采 用自上向下逐层分解的数据流图，指明数据的功能及在各个模块移动时 的数据加工和数据变换。 系统顶层数据图 票务系统 上 车 用 户 购 票 用 户 条码图像 身份验证结果 身份证信息 用户查询的车票信息 订票表单 订票结果 短信密钥 密钥确认 二维条码 车票信息 图系统顶层数据图 该票务系统处理车票的出售和验证。 购票用户通过查询车站的车票剩余情况车票价格和车次信息 填写并提交订票表单，包括车票具体信息和身份信息 系统分析和处理表单，将订票结果通过告知用户，同时将密钥通 过短信发送到购票用户 用户将原密钥转发到票务系统的服务器上进行确认 票务系统验证密钥后将二维条码机车票信息通过短信发送给用户，到此，订 票过程结束 用户进站时，有两种验证方式刷身份证或者存贮在手机上的二维条码 系统验证信息，并将结果显示给用户。 票务系统层图 门禁处理 车站数据库 管理 网上售票 短信处理 未 售 茶 票 信 息 已 预 订 车 票 信 息 用户所查询信息 订票表单 订票表单 条码及车票信息 身份证信息 身份证验证结果 条码图像 有 效 车 票 信 息 已 使 用 车 票 信 息 待确认车票 信息 已确认车票 信息 密 钥 及 手 机 号 发 送 结 果 短信密钥 短信密钥确认 二维条码及车票信息 图票务系统层图 系统可分为网上售票短信处理数据库管理门禁处理四个模块。其 中，网上售票模块及车站数据库模块由单独的务器负责，而门禁处理模块和 短信模块由基于英特尔处理器的嵌入式平台实现 用户查询车票信息时，售票模块从车站数据库管理模块获取尚未出售的车票 信息并显示给用户用户提交订票表单后，若售票模块验证通过，则将用户 身份信息与该用户所定车票信息起作为以预定车票信息发回数据库管理 模块，同时将该用户的手机号连同密钥发送给短信模块。 模块收到密钥后，将其转换为短信格式发送给订票用户同时模块 定时查询新的短信息，等待用户确认，若收到的短信符合密钥的格式，模块 将其解码，并与从数据库管理模块获取待确认的车票信息进行比较，若符合 则通过验证，模块将已确认的车票信息返回到数据库管理模块，并把车票信 息和二维条码图片发送给用户。 门禁模块从数据库管理模块获取有效的车票信息包括用户身份信息，将 之与用户的身份证信息或者条码信息进行比较验证，将比较结果显示给用 铁路票务实名系统 赵亮王虎姜旭 摘要火车票实名制，直都是全民上下比较关注的个问题。本系统通过手 机电子票和基于第二代身份证的射频卡识别技术，利用个人身份信息与车票的 对应关系，来解决车票的实名制问题。 本系统基于处理器的英特尔嵌入式平台，扩充了摄像 头射频卡读写模块短信模块数据库管理图像识别门禁系统语 音提示等硬件和软件，实现了从订票到检票通过门禁系统整套方案，为火车票 实名制问题提出了个完整的解决方案。 关键字车票实名制，电子票，射频识别，二维条码 , , , , , , , 目录 系统方案 应用背景 功能与指标 功能介绍 性能指标 系统实现原理 系统硬件设计 硬件系统总体设计 硬件模块简介 系统软件设计 系统顶层数据图 票务系统层图 票务系统层图 票务系统中关键模块的具体实现及程序流程 总结与展望 系统方案 应用背景 每逢春运节假日，火车订票就成了人们比较关心的问题，经常可以看到在 火车站排起来长长的队伍买票的情景，而加上票贩子猖獗，使得人们正常购票更 加困难，因此，车票实名制问题已经成为备受关注的个社会问题。针对这情 况，我们利用当今电子技术中最具有生命力的嵌入式系统设计开发技术，结合通 信技术和计算机技术，设计实现了这套车票实名制系统。 这里简单介绍下第二代身份证技术和二维条码技术，第二代身份证采用非 接触式芯片作为机读存储器，芯片储存容量更大，写入的信息可划分安全等级 分区存储，可以用来进行个人身份认证二维条码，由相同大小的黑 色或白色方格组成，可以用来存储定量的信息，并可以通过图像识别技术来读 取存取在其中的信息。本系统中就是这两项技术来解决车票实名制问题。系统整 体结构如图所示，用户可以通过手机上网订票，省去了人们去车站排队的苦 恼，检票终端采用了基于二维条码的图像识别技术和第二代身份证的射频识别技 术，使车