专利名称：基于计算机工作站联网的一卡通终端、工作方法及系统的制作方法
基于计算机工作站联网的一卡通终端、工作方法及系统
技术领域：
本发明涉及电子信息应用技术领域，特别涉及一种基于计算机工作站联网的一卡通终端、工作方法及系统。
背景技术：
随着电子信息技术的普及，使得手机等移动通信设备及银行卡、交通卡、门禁卡等智能卡，逐渐成为人们生活中的必需品。然而，随着不同功能的智能卡的数量的增加，使用者在智能卡保管与携带方面的麻烦也逐渐增多，一卡通由于集成了多种卡功能应用和数据安全管理的系统，功能强大、便利安全、实时快捷，广泛应用于校园、企业、娱乐、交通、公共事业、金融行业等多种领域。
目前，在一卡通项目推广应用中，为了实现终端的读卡和目标功能，一卡通终端机具不但要处理和储存终端IP地址编号、终端设备ID编码；而且在终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理进行大量数据处理和存储，这样一卡通终端机具必须配备大容量的存储电路用于处理和存储数据，终端机具工作流程繁杂，终端设计技术复杂；同时，由于不同类型终端、不同厂商相同终端处理和存储数据类型各不相同，上位工作站和终端难以做到统一，对一卡通项目的推广带来了极大的不便。
发明内容有鉴于此，有必要提供一种能解决上述问题的基于计算机工作站联网的一卡通终端。本发明采用下述技术方案一种基于计算机工作站联网的一卡通终端，包括AC-DC电源适配器、与AC-DC电源适配器电连接的控制主板，所述控制主板上设置有通信模块，用于连接外围的工作站；读卡模块，用于实现卡片的识别及读写；储存模块，用于储存终端IP地址、终端ID编码、终端类型参数；扩展模块，用于连接外围电路；主控CPU，与所述通信模块、读卡模块、储存模块和扩展模块分别电性连接。本实施例优选的技术方案，所述通信模块为TCP/IP通信模块、RS-485通信接口、Wi-Fi通信模块中的至少一种。本实施例优选的技术方案,所述读卡模块包括射频读头、读卡电路、及与读卡电路电性连接的天线板，所述射频读头和读卡电路分别电性连接于所述主控CPU。本实施例优选的技术方案，所述射频读头的工作频率为2. 4GHz、所述读卡电路和天线板的工作频率为13. 56MHz。本实施例优选的技术方案，所述储存模块为E2PROM储存模块或EPROM储存模块或FLASH储存模块。本实施例优选的技术方案，所述外围电路为按键板、显示模块、蜂鸣器或LED指示灯。
本实施例优选的技术方案，所述控制主板上还设置有电源模块，所述电源模块上设有DC-DC电路，所述DC-DC电路电性连接所述的AC-DC电源适配器。本发明还提供了一种一卡通终端的工作方法，所述工作方法包括下述步骤(I).设置/显示通过所述外围电路上按键板按键操作，设置终端类型、终端IP地址、终端ID编号，并通过外围电路上显示模块、蜂鸣器或LED指示灯显示终端信息；(2).卡片检测/识别由所述读卡模块上的射频读头或读卡电路及其天线板检测卡片，并进行卡片识别；(3).通信卡片上的信息通过所述通信模块上传到工作站，同时接收工作站的消费时间、记录和消费后卡片的余额，并通过读卡模块写回卡片。
本发明还提供了一种一卡通系统。一卡通系统，包括终端；工作站，其由计算机组成，用于对所述终端进行工作流程管理、数据计算、数据储存、安全认证管理；通信设备，用于连接所述工作站和终端，实现终端和工作站之间的信号传输；服务器，用于管理用户账户、账目和资金结算。本实施例优选的技术方案，所述工作站至少连接一个终端。本实施例优选的技术方案，所述通信设备为路由器、RF-485集线器或无线路由器。相对于现有技术，本发明提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端，具有以下优点其一，将现有终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到上位的计算机工作站中，仅仅保留了处理和储存终端IP地址编号、终端设备ID编码的功能，省去了现有终端用于处理和存储大量数据的大容量存储电路，简化了终端的工作流程；其二，由于将现有终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到上位的计算机工作站中，由计算机实现对这些数据的处理，终端设计简单易行，方便终端维护；其三，现有终端设计复杂，不同厂家相同终端类型设计方案各不相同，本发明提供的终端，将刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到上位的计算机工作站中，简化了终端设计，终端产品设计易于标准化，有利于一卡通系统项目的广泛推广。
图I为本发明实施例一提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端示意图；图2为本发明实施例二提供的终端的工作流程图；图3为本发明实施例三提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端系统的示意图；图4为实施例四提供的工作站访问终端的工作流程图；图5为实施例四提供的工作站访问消费机终端实现刷卡交易的工作流程图。
具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例一请参阅图1，为本发明实施例一提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端100，其包括AC-DC电源适配器10、控制主板11，所述控制主板11上设置有通信模块12、读卡模块13、储存模块14、扩展模块15、主控CPU16及电源模块17。AC-DC电源适配器10，用于将外界的高压交流电压转换成直流电压。在实际应用中，由于日常电压大多为220V/380V交变电压，通过AC-DC电源适配器10转换成符合终端工作的直流电压。在本实施例中，通过AC-DC电源适配器10转换功能，为终端100提供12V的直流电源。可以理解，通过AC-DC电源适配器10的转化，还可以为终端100提供不同的直流电压，如+9V、+5V等，在实际操作中，经AC-DC电源适配器10转换电压的大小应根据终端100工作规格去选择。控制主板11电性连接所述的AC-DC电源适配器10。通信模块12，用于连接外围工作站。通信模块12为TCP/IP通信模块120、RS_485通信接口 121、Wi-Fi通信模块122中的至少一种。实际应用中，可以根据不同的使用环境选配合适的通信模块，也可以同时将不同的通信模块集中设置在控制主板11上。 读卡模块13，用于射频SM卡的识别及读写。读卡模块13包括射频读头130、读卡电路131、及与读卡电路131电性连接的天线板132，射频读头130和读卡电路131分别电性连接于主控CPU 16。在本实施例中，射频读头130工作频段优选为2. 4GHz、读卡电路131和天线板132工作频段优选为13. 56MHz。具体地，当射频SM靠近读卡模块13时，射频读头130对该射频SIM进行识别和读写；当其它类型的卡片如NFC卡、SMPass卡靠近读卡模块13时，读卡电路131和天线板132判断该卡片是否在13. 56MHz频段，当该卡片在
13.56MHz频段，读卡电路131和天线板132实现对该卡片的识别和读写。储存模块14，用于存储终端100IP、ID、终端100类型参数。由于存储终端100只用于存储终端100IP、ID、终端100类型参数，存储数据量比较小，本实施例优选内存容量小的E2PROM储存模块。可以理解，储存模块14也可以其他类型的储存模块，如EPROM储存模块、FLASH储存模块等。扩展模块15上设有一定数量的扩展接口 150，用于对主控CPU16接口进行扩展，方便连接外围电路。不同终端类型的扩展接口 150数量有所不同，连接外围电路的类型有一定的差异。以消费机为例，外围电路一般有按键板151、显示模块152、LED指示灯153及蜂鸣器154。按键板151包括0-9数字、确认、删除、取消功能，用于设置或查询终端类型、IP地址、ID编码和设置消费金额；显示模块152由两块相同的显示模块组成，显示相同的内容，分别面向消费者和操纵者，在本实施例中，显示模块152优选为LCD显示模块，可以理解，显示模块152还可以为OLED显示模块、LED字段模块等；LED指示灯153，用于指示消费机电源是否接通，操作状态；蜂鸣器154用于消费机开机自检、卡片操作、错误操作提示音。对于考勤机而言，按键板151只需要用于设置或查询终端类型、IP地址和ID编码，不涉及消费金额的设置；显示模块152只需面对使用者因而在数量上只需要一个。但对于充值机/补贴机来说，与消费机组成相比较，其外围电路则不需要LCD显示模块和按键板。主控CPU16作为终端主控制器，一方面控制通信模块12，识别通信模块12的类型，管理和实现终端和上位计算机工作站的通信功能；另一方面，主控CPU16控制和管理读卡模块13，通过读头130、读卡电路131和天线板132实现对卡片的读写；同时，主控CPU16电性连接扩展模块15，处理连接扩展接口 150上的外围电路。
控制主板11上还设置有电源模块17，电源模块17设有DC-DC电路170，由于控制主板11电路工作电压很低，外界电压经AC-DC适配器10的转换作用把交流电压转换成直流电压，但是，此时直流电压单一且相对于控制主板11电路工作电压来说还是很高，通过DC-DC电路170的转换作用，再次将直流电压转换成不同的直流电压。在本实施中，经过DC-DC电路170转化作用将为控制主板11上的电路提供+3. 3V、+5V和+12V直流电流。可以理解，不同的控制主板11对所需供电电压要求不同，实际操作中，可以根据控制主板11的规格和要求调节DC-DC适配器170，以达到最符合控制主板11所需的供电电压。在实际应用中，各种终端设备的控制主板和各种模块 是通用性的，不同终端在外围模块会有很小的差异，这样便于终端产品的标准化生产。实施例二 如图2所示，是本发明实施例二提供的终端的工作流程图，包括以下步骤(I).设置/显示通过按键板按键操作，设置终端类型，终端IP地址、终端ID编号，一般设定好之后不再变动，对于消费机来说，还需要通过按键操作设置消费金额；终端类型信息中包含设备的功能特性(消费机、考勤机、充值机、补贴机等)和通信模块的类型(TCP/IP通信模块、RS-485通信接口、Wi-Fi通信模块)，通过按键操作设置终端类型之后，终端将具备不同的功能特性和通信模块类型；通过显示模块、LED指示灯和蜂鸣器显示终端的状态，终端所有的按键操作都通过显示模块的LCD显示屏显示，如终端类型设置、终端IP地址设置、终端ID编号设置、消费金额设置、读卡及读卡状态(成功OR失败)均通过显示模块显示；终端电源状态(开启OR关闭)和终端操作状态(操作成功OR失败)由LED指示灯显示相应的状态；蜂鸣器用于终端开机自检、卡片操作、错误操作报警的提示音；(2).卡片检测/识别读卡模块上的射频读头或读卡电路及其天线板首先检测有无卡片接近，若检测到卡片，则进行卡片识别，识别卡片是否为工作在合法卡片，本实施例优选的频段为2. 4GHz或13. 56MHz ；(3).通信卡片上的信息，例如卡号、姓名、余额通过相应的通信模块如TCP/IP通信模块或RS-485通信接口或Wi-Fi通信模块上传到工作站；同时，工作站把消费时间和消费后卡片的余额通过终端写回卡片。本发明提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端，与现有终端相比较省去了大容量的存储电路，将现有终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到上位的计算机工作站中，简化了终端的工作流程，终端设计简单易行，方便终端维护。实施例三请参阅图3，为本发明实施例三提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端系统的示意图，其包括上述终端100、工作站200、通信设备300和服务器400。工作站200由计算机组成，用于对所述终端100进行工作流程管理、数据计算、数据存储、安全认证和密钥管理工作，实际中由于对终端数据处理容量大，工作站20 —般配备大容量的硬盘。可以理解，工作站可以管理一个终端，也可以管理多个相同终端类型，还可以管理不同类型的多种终端。通信设备300为路由器301或RF-485集线器302或无线路由器303，分别连接终端100设置的对应的通信模块。如路由器301连接TCP/IP通信模块120，RS-485集线器302连接RS-485通信接口 121，无线路由器303与Wi-Fi通信模块122连接，这样实现工作站200和终端100之间的数据传输。服务器400为高性能计算机，用于管理平台、管理用户账户、账目和资金结算。在实际工作中，每个终端设备具有一个网络IP地址和一个设备编码ID编号。在同一工作站计算机网络结构下每个终端设备，按照预定的数值范围同一分配各终端的IP地址和设备ID编号。工作站计算机按IP地址和ID设备编码对终端进行访问，终端上传信息时附加设备ID编号信息帧，防止访问终端和终端上传信息时发生通信冲突和造成通信信息混乱；同时，工作站将对所辖范围内网络上的终端设备进行监测，以利于发现新接入的终端或被拆除的终端。对于新接入的终端，工作站将自动查询其IP地址号、ID编号和终端类型。当新接入的终端IP地址和设备ID编号不符合要求时(错误或无效)，工作站将自动对其进行匹配和更改。可以理解，终端IP地址和终端设备ID编号可以通过终端按键板进行查询或更改， 也可以由工作站远程查询或更改。实施例四请参阅图4，为实施例四提供的工作站访问终端的工作流程图，其包括下述步骤第一步检测终端若有终端接入，转为第二步处理；若终端退出，则注销该终端；第二步终端登记对接入的终端进行登记，登记终端的类型、终端IP地址、终端设备ID编号；第三步管理终端管理终端类型、终端IP地址、终端设备ID编号，当终端IP地址和设备ID编号不符合要求时，工作站自行对其匹配和更改，使其符合要求；第四步访问终端访问终端，有刷卡操作时，处理卡片应用类型。为了便于说明以下以消费机为例，具体说明工作站访问终端实现交易的工作流程图。请参阅图5，为实施例四提供的工作站访问消费机终端实现刷卡交易的工作流程图，其包括下述步骤(I).消费应用卡片刷卡；(2).读卡号消费机读取卡号；(3).开启逻辑通道消费机开启逻辑通道；(4). PSE选择选择支付环境系统，选择符合预定标准的支付系统应用；(5). AID选择选择AID，完成卡片的在线钱包、PBOC钱包、Ml钱包等应用的编号(6).读卡信息消费机识别卡片,读取卡片信息,如卡号、姓名；(7).消费初始化设置消费机基本信息参数，包括使用单位内部有权使用者、IC卡卡号及卡内金额、挂失卡、黑名单卡、当前日期、时间、消除消费机测试数据；(8).消费(9).产生随机数用随机数的方法生成密钥；(10).写卡信息工作站验证密钥、计算数据、检查消费是否有效；
(11).读余额成功消费后，工作站将卡片余额通过消费机返回卡片；(12).关闭逻辑通道刷卡交易完成，关闭逻辑通道；(13).结束。传统统消费机为了实现读卡和消费功能，软件功能比较复杂，如数据运算、数据存储、密钥使用均有消费机完成，消费机设计复杂，工作流程繁琐；本发明提供的一卡通系统把数据运算、数据存储、密钥使用这些转移到计算机工作站，简化了终端的工作流程，终端设计简单易行，方便终端维护。可以理解的是，对于其他的终端机系统，如考勤机、充值机、补贴机也可以实现类似的功能。本发明提供的基于计算机工作站联网的一卡通终端，与现有终端相比较省去了大容量的存储电路，将现有终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到计算机工作站中，简化了终端的工作流程，终端设计简单易行，方便终端维护；本 发明还提供了本发明还提供了基于计算机工作站联网的一卡通终端工作方法，终端工作简单，简单易行；同时本发明还提供了一种基于计算机工作站联网的一卡通终端系统以工作站为工作主导体，工作站为主、终端为从的主从通讯模式。工作站循环主动侦测终端，判断各终端是否存在刷卡操作，终端一侧不做卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理，由工作站一侧来完成，最大限度减少了工作站和终端之间的通讯交互信息数据量。终端设计简单易行，方便终端维护，终端产品设计易于标准化，有利于一卡通系统项目的广泛推广。需要说明的是，以上所述的本发明的具体实施方式
，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的其他各种相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于计算机工作站联网的一卡通终端，包括AC-DC电源适配器、与AC-DC电源适配器电连接的控制主板，其特征在于， 所述控制主板上设置有 通信模块，用于连接外围的工作站； 读卡模块，用于实现卡片的识别及读写； 储存模块，用于储存终端IP地址、终端ID编码、终端类型参数； 扩展模块，用于连接外围电路； 主控CPU，与所述通信模块、读卡模块、储存模块和扩展模块分别电性连接。
2.如权利要求I所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述通信 模块为TCP/IP通信模块、RS-485通信接口、Wi-Fi通信模块中的至少一种。
3.如权利要求I所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述读卡模块包括射频读头、读卡电路、与读卡电路电性连接的天线板，所述射频读头和读卡电路分别电性连接于所述主控CPU。
4.如权利要求3所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述射频读头的工作频率为2. 4GHz、所述读卡电路和天线板的工作频率为13. 56MHz。
5.如权利要求I所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述储存模块为E2PROM储存模块或EPROM储存模块或FLASH储存模块。
6.如权利要求I所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述外围电路为按键板、显示模块、蜂鸣器或LED指示灯。
7.如权利要求I所述的基于计算机工作站联网的一卡通终端，其特征在于，所述控制主板上还设置有电源模块，所述电源模块上设有DC-DC电路，所述DC-DC电路电性连接所述的AC-DC电源适配器。
8.—种如权利要求I所述一卡通终端的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括下述步骤 (1).设置/显示通过所述外围电路上按键板按键操作，设置终端类型、终端IP地址、终端ID编号，并通过外围电路上显示模块、蜂鸣器或LED指示灯显示终端信息； (2).卡片检测/识别由所述读卡模块上的射频读头或读卡电路及其天线板检测卡片，并进行卡片识别； (3).通信卡片上的信息通过所述通信模块上传到工作站，同时接收工作站的消费时间、记录和消费后卡片的余额，并通过所述读卡模块写回卡片。
9.一种一卡通终端系统，其特征在于，包括 终端； 工作站，其由计算机组成，用于对所述终端进行工作流程管理、数据计算、数据储存、安全认证管理； 通讯设备，用于连接所述工作站和终端，实现终端和工作站之间的信号传输； 服务器，用于管理用户账户、账目和资金结算。
10.如权利要求8所述的一卡通终端系统，其特征在于，所述工作站至少连接一个终端。
11.如权利要求8所述的一卡通终端系统，其特征在于，所述通信设备为路由器、RF-485集线器或无线路由器。
全文摘要
本发明提供了一种基于计算机工作站联网的一卡通终端，包括AC-DC电源适配器、与AC-DC电源适配器电连接的控制主板，所述控制主板上设置有通信模块、读卡模块、储存模块、扩展模块、主控CPU、电源模块。所述通信模块用于连接外围的工作站，所述读卡模块用于实现卡片接入、识别及读写，所述储存模块用于储存终端IP地址、终端ID编码、终端类型参数，所述扩展模块上设置有扩展接口，用于连接外围电路，所述主控CPU与所述通信模块、读卡模块、储存模块和扩展模块分别电性连接。本发明还提供了一种一卡通终端工作方法和系统。本发明将现有终端刷卡操作中的卡数据计算、数据存储、安全认证管理、密钥管理转移到计算机工作站中，简化了终端工作流程。
文档编号G06K17/00GK102789583SQ20111021693
公开日2012年11月21日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者张开根, 张明宇 申请人:深圳中科讯联科技有限公司