基于LINUX操作系统的全支付车载IC卡收费装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于收费的装置或设备，进一步涉及一种基于LINUX操作系统的全支付车载IC卡收费装置。

背景技术：
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基于RFID技术的车载IC卡收费装置已经非常普遍，但由于支付的单一性等特点，造成乘客出行支付的繁琐，虽然目前有可以支持移动终端支付的方式，但是对终端的要求较高，要求终端必须具有NFC功能，二维码支付则对移动终端没有特殊的要求。随着IC卡收费装置的应用越来越多，单一的RTOS系统不能满足收费装置的诸多应用，因此，需要一种运行操作系统的、可以同支持传统的IC卡支付、NFC支付和移动终端二维码支付等支付手段、非易失存储容量大的全支付车载IC卡收费装置。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种基于LINUX操作系统的全支付车载IC卡收费装置。LINUX操作系统具有多任务、多线程、开放性、多用户等优点成为IC卡收费装置操作系统的首选。

本实用新型通过如下方式实现。

基于LINUX操作系统的全支付车载IC卡收费装置，包括收费主机1、与收费主机背部连接的固定装置2；所述收费主机内部包括：中央处理单元CPU，以及分别与中央处理单元CPU相连的非接触RFID模块、SIM卡模块、LCD彩色液晶显示模块、按键显示模块、语音模块、2.4G支付模块，CAN总线电路、RS485总线电路、功率放大电路、2G/3G/4G通信模块、非易失存储电路、二维码识别模块；所述收费主机的壳体上包括：下端部的斜面101，所述斜面从收费主机前部下端开始斜向后倾斜，该斜面内置二维码识别装置，识别装置通过二维码识别模块将二维码信息输入中央处理单元CPU。

作为优选方案之一，所述非接触RFID射频模块为支持NFC支付功能的非接触RFID射频模块；作为该优选方案的进一步优选方案，还包括：与中央处理单元CPU相连的安全加密模块；在更进一步，还包括：与中央处理单元CPU相连的PSAM控制电路，位于收费主机的壳体上且用于安装PSAM卡和SIM卡的盖板105。

作为优选方案之二，所述非易失存储电路为以下任何一种：NANDFALSH，eMMC，FRAM，TF卡。

作为优选方案之三，还包括：与中央处理单元CPU相连的GPS定位模块。

作为优选方案之四，还包括：分别与中央处理单元CPU相连的蓝牙模块、WIFI模块、USB总线电路、以太网接口电路，位于在收费主机壳体上的USB接口103，位于在收费主机壳体上的以太网接口104。

作为优选方案之五，所述收费主机的壳体装有1个电源开关106，可使收费装置独立开关。

作为优选方案之六，所述斜面与水平面的夹角为30度。

作为优选方案之七，所述收费主机与固定装置二者通过呈正方形分布的固定孔与固定装置配合，实现横杆和竖杆的安装。

本实用新型相对于现有技术具有以下优点：

(一)支持二维码支付功能，扩展了车载IC卡收费装置的使用范围。且由于二维码扫描区位于收费装置下部的斜面上，既满足了刷卡人操作的方便，又可以避免卡片被RFID射频模块误识别。

(二)运行LINUX操作系统使收费装置可多线程、多任务、实时的完成各种不同的应用。

(三)非易失存储介质共存，可有效的、长久的保存关键性数据信息。

(四)2G/3G/4G无线通信可以实现远距离、实时、省时、省资源的实现上传、下载数据，在线更新程序。

(五)在本实用新型实施例中，固定装置用于整个产品在公交车上的安装固定，可以避免车辆与设备连接的线缆外露，将产品的电源部件放置在收费主机内部，固定装置与主机通过正方形铁板进行固定，可以方便实现固定装置在公交车上对横杆和竖杆的固定。

附图说明：

图1是本实用新型在实施例中的结构示意图；图中，1代表收费主机，2代表固定装置。

图2是图1的俯视方向视图。

图3是收费主机的斜面示意图；图中，101代表位于收费主机壳体下部的斜面，102代表收费主机壳体的透明窗口。

图4是收费主机背部结构示意图；103代表收费主机壳体上的USB接口，104代表收费主机壳体上的以太网接口，105代表收费主机壳体上的PSAM卡盖板，106代表内置电源的开关。

具体实施方式：

实施例：

对照图1-4，说明本实用新型在公交车上的实施方式。

基于LINUX操作系统的全支付车载IC卡收费装置，包括：包括收费主机1、与收费主机背部连接的固定装置2；所述收费主机内部包括：中央处理单元CPU，以及分别与中央处理单元CPU相连的非接触RFID模块、SIM卡模块、LCD彩色液晶显示模块、按键显示模块、语音模块、2.4G支付模块，CAN总线电路、RS485总线电路、功率放大电路、2G/3G/4G通信模块、非易失存储电路、二维码识别模块；所述收费主机的壳体上包括：下端部的斜面101，所述斜面从收费主机前部下端开始斜向后倾斜，该斜面内置二维码识别装置，识别装置通过二维码识别模块将二维码信息输入中央处理单元CPU；还包括：

安全加密模块、GPS定位模块；与中央处理单元CPU相连的PSAM控制电路、蓝牙模块、WIFI模块、USB总线电路、以太网接口电路，位于收费主机的壳体上且用于安装PSAM卡和SIM卡的盖板105，在收费主机壳体上的USB接口103，位于在收费主机壳体上的以太网接口104；

所述非接触RFID射频模块为支持NFC支付功能的非接触RFID射频模块；所述非易失存储电路为以下任何一种：NANDFALSH，eMMC，FRAM，TF卡；所述收费主机的壳体装有1个电源开关106，可使收费装置独立开关；所述斜面与水平面的夹角为30度；所述收费主机与固定装置二者通过呈正方形分布的固定孔与固定装置配合，实现横杆和竖杆的安装；所述收费主机的前面板上装有4个按键，通过按动按键可以实现不同的功能；

所述收费主机前面板上有一个透明窗口102，内部正好对应于一个LCD彩色液晶显示屏和指示灯的位置，指示灯可实现红色和绿色两种显示；

在使用手机NFC支付或手机二维码支付时，因两者之间具有一定的角度，有效避免两者相互干扰，同时二维码识别模块内部提供照明措施，可识别亮度较暗的非手机二维码，二维码识别装置的识别方向符合人体使用手机习惯，并能防止其他自然光线对二维码模块的干扰，二维码识别装置前端使用透明有机玻璃保护，具有防尘、防水的功能。

所述二维码识别模块的供电由通过接插件由收费主机提供；所述数据传输装置的2G/3G/4G无线通信模块的供电通过接插件由收费主机提供。

收费主机中央处理单元CPU提供两路USB接口，一路USB OTG和一路USB HOST接口，USB HOST通过USB HUB扩展出四路USB接口，其中一路扩展USB接口扩展出四路UART接口。

收费主机的显示模块为彩色LCD液晶屏，由中央处理单元CPU控制，有设置、查询、消费、数据传输指示、总次、票价、总额、余额多个状态组合提示，通过彩色LCD液晶屏显示，控制简单，显示内容丰富。

收费主机的二维码识别模块通过扩展UART与中央处理单元CPU连接，硬件、软件的模块化，实现移动设备的二维码支付。

收费主机的2G/3G/4G无线模块与中央处理单元CPU通过扩展USB连接，硬件软件的模块化。2G/3G/4G无线模块和上位机通讯上传下载数据，同时可以下载程序，实现在线更新程序。

收费主机的WIFI模块通过扩展的USB接口与中央处理单元CPU连接。收费主机的蓝牙模块通过扩展的UART接口与中央处理单元CPU连接。实现程序、采集、数据的无线通信。

收费主机的以太网模块通过以太网接口与中央处理单元CPU连接。实现程序、采集、数据的无线通信和设备之间的级联。

收费主机的语音模块单元通过IIS接口与中央处理单元CPU连接，由中央处理单元CPU控制语音模块单元进行语音播报。语音更新可通过USB OTG、WIFI、蓝牙等方式更新，通过上位机对语音模块的语音进行更新。收费主机的功率放大电路对语音进行功率放大，以适应在公交噪杂的环境中高质量的语音播报。

收费主机的GPS模块通过扩展的UART接口与中央处理单元CPU连接，实现收费装置的卫星定位。

收费主机的2.4G模块通过扩展的UART接口与中央处理单元CPU连接，实现手机2.4G支付。

中央处理单元CPU连接非易失存储介质，实现数据的读写。

中央处理单元CPU连接CAN总线电路，通过CAN总线可以与外部设备通讯。

中央处理单元CPU连接RS485总线电路，通过RS485总线可以与外部设备通讯。

中央处理单元CPU连接安全加密模块，通过UART接口实现各种加密算法。

本实施例的工作过程如下：

步骤一：IC卡消费终端开机后进入uboot程序，引导Linux操作系统内核，挂载根文件系统，启动脚本程序。判断储存器里是否有新版本程序及库文件，如果有则将其解压到指定路径下，然后自动运行新版本程序及库文件，如果没有更新则运行原程序及库文件，实现程序的自动更新。

步骤二：IC卡消费终端启动后，运行应用程序，进入等待消费的原始界面，CPU控制射频模块询卡，没有卡片时则一直询卡。

步骤三：当发现感应区域内有IC卡片时，读取非接触IC卡片的相应信息，通过SIM卡模块计算密钥，认证程序对卡片的信息进行判断，根据信息进行相应的处理，例如：可以是消费、签到、查询；同时，LCD显示模块显示相应信息，音频模块播报语音，等待设定时间返回原始界面。

步骤四：当中央处理单元CPU收到二维码信息时，读取二维码的相应信息，通过加密芯片对二维码进行验签，并根据信息进行相应的处理，LCD显示模块显示相应信息，音频模块播报语音，等待设定时间返回原始界面。

步骤五：将U盘插入消费终端的USB接口，消费终端上刷数据采集卡进入采集状态，上传下载数据同时可以下载程序及库文件。

步骤六：中央处理单元CPU控制2G/3G/4G无线通讯模块实时上传下载数据，下载程序及库文件。也可以通过CAN总线和RS485总线由外部通讯设备实时上传下载数据，下载程序及库文件。还可以连接WIFI、蓝牙上传下载数据，下载程序及库文件。

本实用新型各部件的技术参数：射频频率：13.56MHz；LCD彩色液晶屏显示；4位按键；掉电数据保存时间：10年；射频部分读卡距离：0-8cm；支持CAN总线；支持RS485/CAN接口；支持蓝牙、WIFI、2G/3G/4G无线传输；支持FRAM、eMMC、TF卡等非易失存储介质；支持GPS、北斗卫星定位系统；二维码识读码制：PDF417,QR Code，Data Matrix等，识读角度：旋转360°，倾斜±40°,偏转±40°。