本實(shí)用新型涉及一種用于收費(fèi)的裝置或設(shè)備，進(jìn)一步涉及一種基于LINUX操作系統(tǒng)的全支付車載IC卡收費(fèi)裝置。

背景技術(shù)：
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基于RFID技術(shù)的車載IC卡收費(fèi)裝置已經(jīng)非常普遍，但由于支付的單一性等特點(diǎn)，造成乘客出行支付的繁瑣，雖然目前有可以支持移動(dòng)終端支付的方式，但是對(duì)終端的要求較高，要求終端必須具有NFC功能，二維碼支付則對(duì)移動(dòng)終端沒(méi)有特殊的要求。隨著IC卡收費(fèi)裝置的應(yīng)用越來(lái)越多，單一的RTOS系統(tǒng)不能滿足收費(fèi)裝置的諸多應(yīng)用，因此，需要一種運(yùn)行操作系統(tǒng)的、可以同支持傳統(tǒng)的IC卡支付、NFC支付和移動(dòng)終端二維碼支付等支付手段、非易失存儲(chǔ)容量大的全支付車載IC卡收費(fèi)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于LINUX操作系統(tǒng)的全支付車載IC卡收費(fèi)裝置。LINUX操作系統(tǒng)具有多任務(wù)、多線程、開(kāi)放性、多用戶等優(yōu)點(diǎn)成為IC卡收費(fèi)裝置操作系統(tǒng)的首選。

本實(shí)用新型通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)。

基于LINUX操作系統(tǒng)的全支付車載IC卡收費(fèi)裝置，包括收費(fèi)主機(jī)1、與收費(fèi)主機(jī)背部連接的固定裝置2；所述收費(fèi)主機(jī)內(nèi)部包括：中央處理單元CPU，以及分別與中央處理單元CPU相連的非接觸RFID模塊、SIM卡模塊、LCD彩色液晶顯示模塊、按鍵顯示模塊、語(yǔ)音模塊、2.4G支付模塊，CAN總線電路、RS485總線電路、功率放大電路、2G/3G/4G通信模塊、非易失存儲(chǔ)電路、二維碼識(shí)別模塊；所述收費(fèi)主機(jī)的殼體上包括：下端部的斜面101，所述斜面從收費(fèi)主機(jī)前部下端開(kāi)始斜向后傾斜，該斜面內(nèi)置二維碼識(shí)別裝置，識(shí)別裝置通過(guò)二維碼識(shí)別模塊將二維碼信息輸入中央處理單元CPU。

作為優(yōu)選方案之一，所述非接觸RFID射頻模塊為支持NFC支付功能的非接觸RFID射頻模塊；作為該優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)選方案，還包括：與中央處理單元CPU相連的安全加密模塊；在更進(jìn)一步，還包括：與中央處理單元CPU相連的PSAM控制電路，位于收費(fèi)主機(jī)的殼體上且用于安裝PSAM卡和SIM卡的蓋板105。

作為優(yōu)選方案之二，所述非易失存儲(chǔ)電路為以下任何一種：NANDFALSH，eMMC，F(xiàn)RAM，TF卡。

作為優(yōu)選方案之三，還包括：與中央處理單元CPU相連的GPS定位模塊。

作為優(yōu)選方案之四，還包括：分別與中央處理單元CPU相連的藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、USB總線電路、以太網(wǎng)接口電路，位于在收費(fèi)主機(jī)殼體上的USB接口103，位于在收費(fèi)主機(jī)殼體上的以太網(wǎng)接口104。

作為優(yōu)選方案之五，所述收費(fèi)主機(jī)的殼體裝有1個(gè)電源開(kāi)關(guān)106，可使收費(fèi)裝置獨(dú)立開(kāi)關(guān)。

作為優(yōu)選方案之六，所述斜面與水平面的夾角為30度。

作為優(yōu)選方案之七，所述收費(fèi)主機(jī)與固定裝置二者通過(guò)呈正方形分布的固定孔與固定裝置配合，實(shí)現(xiàn)橫桿和豎桿的安裝。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(一)支持二維碼支付功能，擴(kuò)展了車載IC卡收費(fèi)裝置的使用范圍。且由于二維碼掃描區(qū)位于收費(fèi)裝置下部的斜面上，既滿足了刷卡人操作的方便，又可以避免卡片被RFID射頻模塊誤識(shí)別。

(二)運(yùn)行LINUX操作系統(tǒng)使收費(fèi)裝置可多線程、多任務(wù)、實(shí)時(shí)的完成各種不同的應(yīng)用。

(三)非易失存儲(chǔ)介質(zhì)共存，可有效的、長(zhǎng)久的保存關(guān)鍵性數(shù)據(jù)信息。

(四)2G/3G/4G無(wú)線通信可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)、省時(shí)、省資源的實(shí)現(xiàn)上傳、下載數(shù)據(jù)，在線更新程序。

(五)在本實(shí)用新型實(shí)施例中，固定裝置用于整個(gè)產(chǎn)品在公交車上的安裝固定，可以避免車輛與設(shè)備連接的線纜外露，將產(chǎn)品的電源部件放置在收費(fèi)主機(jī)內(nèi)部，固定裝置與主機(jī)通過(guò)正方形鐵板進(jìn)行固定，可以方便實(shí)現(xiàn)固定裝置在公交車上對(duì)橫桿和豎桿的固定。

附圖說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1代表收費(fèi)主機(jī)，2代表固定裝置。

圖2是圖1的俯視方向視圖。

圖3是收費(fèi)主機(jī)的斜面示意圖；圖中，101代表位于收費(fèi)主機(jī)殼體下部的斜面，102代表收費(fèi)主機(jī)殼體的透明窗口。

圖4是收費(fèi)主機(jī)背部結(jié)構(gòu)示意圖；103代表收費(fèi)主機(jī)殼體上的USB接口，104代表收費(fèi)主機(jī)殼體上的以太網(wǎng)接口，105代表收費(fèi)主機(jī)殼體上的PSAM卡蓋板，106代表內(nèi)置電源的開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：

對(duì)照?qǐng)D1-4，說(shuō)明本實(shí)用新型在公交車上的實(shí)施方式。

基于LINUX操作系統(tǒng)的全支付車載IC卡收費(fèi)裝置，包括：包括收費(fèi)主機(jī)1、與收費(fèi)主機(jī)背部連接的固定裝置2；所述收費(fèi)主機(jī)內(nèi)部包括：中央處理單元CPU，以及分別與中央處理單元CPU相連的非接觸RFID模塊、SIM卡模塊、LCD彩色液晶顯示模塊、按鍵顯示模塊、語(yǔ)音模塊、2.4G支付模塊，CAN總線電路、RS485總線電路、功率放大電路、2G/3G/4G通信模塊、非易失存儲(chǔ)電路、二維碼識(shí)別模塊；所述收費(fèi)主機(jī)的殼體上包括：下端部的斜面101，所述斜面從收費(fèi)主機(jī)前部下端開(kāi)始斜向后傾斜，該斜面內(nèi)置二維碼識(shí)別裝置，識(shí)別裝置通過(guò)二維碼識(shí)別模塊將二維碼信息輸入中央處理單元CPU；還包括：

安全加密模塊、GPS定位模塊；與中央處理單元CPU相連的PSAM控制電路、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、USB總線電路、以太網(wǎng)接口電路，位于收費(fèi)主機(jī)的殼體上且用于安裝PSAM卡和SIM卡的蓋板105，在收費(fèi)主機(jī)殼體上的USB接口103，位于在收費(fèi)主機(jī)殼體上的以太網(wǎng)接口104；

所述非接觸RFID射頻模塊為支持NFC支付功能的非接觸RFID射頻模塊；所述非易失存儲(chǔ)電路為以下任何一種：NANDFALSH，eMMC，F(xiàn)RAM，TF卡；所述收費(fèi)主機(jī)的殼體裝有1個(gè)電源開(kāi)關(guān)106，可使收費(fèi)裝置獨(dú)立開(kāi)關(guān)；所述斜面與水平面的夾角為30度；所述收費(fèi)主機(jī)與固定裝置二者通過(guò)呈正方形分布的固定孔與固定裝置配合，實(shí)現(xiàn)橫桿和豎桿的安裝；所述收費(fèi)主機(jī)的前面板上裝有4個(gè)按鍵，通過(guò)按動(dòng)按鍵可以實(shí)現(xiàn)不同的功能；

所述收費(fèi)主機(jī)前面板上有一個(gè)透明窗口102，內(nèi)部正好對(duì)應(yīng)于一個(gè)LCD彩色液晶顯示屏和指示燈的位置，指示燈可實(shí)現(xiàn)紅色和綠色兩種顯示；

在使用手機(jī)NFC支付或手機(jī)二維碼支付時(shí)，因兩者之間具有一定的角度，有效避免兩者相互干擾，同時(shí)二維碼識(shí)別模塊內(nèi)部提供照明措施，可識(shí)別亮度較暗的非手機(jī)二維碼，二維碼識(shí)別裝置的識(shí)別方向符合人體使用手機(jī)習(xí)慣，并能防止其他自然光線對(duì)二維碼模塊的干擾，二維碼識(shí)別裝置前端使用透明有機(jī)玻璃保護(hù)，具有防塵、防水的功能。

所述二維碼識(shí)別模塊的供電由通過(guò)接插件由收費(fèi)主機(jī)提供；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置的2G/3G/4G無(wú)線通信模塊的供電通過(guò)接插件由收費(fèi)主機(jī)提供。

收費(fèi)主機(jī)中央處理單元CPU提供兩路USB接口，一路USB OTG和一路USB HOST接口，USB HOST通過(guò)USB HUB擴(kuò)展出四路USB接口，其中一路擴(kuò)展USB接口擴(kuò)展出四路UART接口。

收費(fèi)主機(jī)的顯示模塊為彩色LCD液晶屏，由中央處理單元CPU控制，有設(shè)置、查詢、消費(fèi)、數(shù)據(jù)傳輸指示、總次、票價(jià)、總額、余額多個(gè)狀態(tài)組合提示，通過(guò)彩色LCD液晶屏顯示，控制簡(jiǎn)單，顯示內(nèi)容豐富。

收費(fèi)主機(jī)的二維碼識(shí)別模塊通過(guò)擴(kuò)展UART與中央處理單元CPU連接，硬件、軟件的模塊化，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備的二維碼支付。

收費(fèi)主機(jī)的2G/3G/4G無(wú)線模塊與中央處理單元CPU通過(guò)擴(kuò)展USB連接，硬件軟件的模塊化。2G/3G/4G無(wú)線模塊和上位機(jī)通訊上傳下載數(shù)據(jù)，同時(shí)可以下載程序，實(shí)現(xiàn)在線更新程序。

收費(fèi)主機(jī)的WIFI模塊通過(guò)擴(kuò)展的USB接口與中央處理單元CPU連接。收費(fèi)主機(jī)的藍(lán)牙模塊通過(guò)擴(kuò)展的UART接口與中央處理單元CPU連接。實(shí)現(xiàn)程序、采集、數(shù)據(jù)的無(wú)線通信。

收費(fèi)主機(jī)的以太網(wǎng)模塊通過(guò)以太網(wǎng)接口與中央處理單元CPU連接。實(shí)現(xiàn)程序、采集、數(shù)據(jù)的無(wú)線通信和設(shè)備之間的級(jí)聯(lián)。

收費(fèi)主機(jī)的語(yǔ)音模塊單元通過(guò)IIS接口與中央處理單元CPU連接，由中央處理單元CPU控制語(yǔ)音模塊單元進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。語(yǔ)音更新可通過(guò)USB OTG、WIFI、藍(lán)牙等方式更新，通過(guò)上位機(jī)對(duì)語(yǔ)音模塊的語(yǔ)音進(jìn)行更新。收費(fèi)主機(jī)的功率放大電路對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行功率放大，以適應(yīng)在公交噪雜的環(huán)境中高質(zhì)量的語(yǔ)音播報(bào)。

收費(fèi)主機(jī)的GPS模塊通過(guò)擴(kuò)展的UART接口與中央處理單元CPU連接，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)裝置的衛(wèi)星定位。

收費(fèi)主機(jī)的2.4G模塊通過(guò)擴(kuò)展的UART接口與中央處理單元CPU連接，實(shí)現(xiàn)手機(jī)2.4G支付。

中央處理單元CPU連接非易失存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。

中央處理單元CPU連接CAN總線電路，通過(guò)CAN總線可以與外部設(shè)備通訊。

中央處理單元CPU連接RS485總線電路，通過(guò)RS485總線可以與外部設(shè)備通訊。

中央處理單元CPU連接安全加密模塊，通過(guò)UART接口實(shí)現(xiàn)各種加密算法。

本實(shí)施例的工作過(guò)程如下：

步驟一：IC卡消費(fèi)終端開(kāi)機(jī)后進(jìn)入uboot程序，引導(dǎo)Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核，掛載根文件系統(tǒng)，啟動(dòng)腳本程序。判斷儲(chǔ)存器里是否有新版本程序及庫(kù)文件，如果有則將其解壓到指定路徑下，然后自動(dòng)運(yùn)行新版本程序及庫(kù)文件，如果沒(méi)有更新則運(yùn)行原程序及庫(kù)文件，實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)更新。

步驟二：IC卡消費(fèi)終端啟動(dòng)后，運(yùn)行應(yīng)用程序，進(jìn)入等待消費(fèi)的原始界面，CPU控制射頻模塊詢卡，沒(méi)有卡片時(shí)則一直詢卡。

步驟三：當(dāng)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)區(qū)域內(nèi)有IC卡片時(shí)，讀取非接觸IC卡片的相應(yīng)信息，通過(guò)SIM卡模塊計(jì)算密鑰，認(rèn)證程序?qū)ㄆ男畔⑦M(jìn)行判斷，根據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如：可以是消費(fèi)、簽到、查詢；同時(shí)，LCD顯示模塊顯示相應(yīng)信息，音頻模塊播報(bào)語(yǔ)音，等待設(shè)定時(shí)間返回原始界面。

步驟四：當(dāng)中央處理單元CPU收到二維碼信息時(shí)，讀取二維碼的相應(yīng)信息，通過(guò)加密芯片對(duì)二維碼進(jìn)行驗(yàn)簽，并根據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，LCD顯示模塊顯示相應(yīng)信息，音頻模塊播報(bào)語(yǔ)音，等待設(shè)定時(shí)間返回原始界面。

步驟五：將U盤插入消費(fèi)終端的USB接口，消費(fèi)終端上刷數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入采集狀態(tài)，上傳下載數(shù)據(jù)同時(shí)可以下載程序及庫(kù)文件。

步驟六：中央處理單元CPU控制2G/3G/4G無(wú)線通訊模塊實(shí)時(shí)上傳下載數(shù)據(jù)，下載程序及庫(kù)文件。也可以通過(guò)CAN總線和RS485總線由外部通訊設(shè)備實(shí)時(shí)上傳下載數(shù)據(jù)，下載程序及庫(kù)文件。還可以連接WIFI、藍(lán)牙上傳下載數(shù)據(jù)，下載程序及庫(kù)文件。

本實(shí)用新型各部件的技術(shù)參數(shù)：射頻頻率：13.56MHz；LCD彩色液晶屏顯示；4位按鍵；掉電數(shù)據(jù)保存時(shí)間：10年；射頻部分讀卡距離：0-8cm；支持CAN總線；支持RS485/CAN接口；支持藍(lán)牙、WIFI、2G/3G/4G無(wú)線傳輸；支持FRAM、eMMC、TF卡等非易失存儲(chǔ)介質(zhì)；支持GPS、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)；二維碼識(shí)讀碼制：PDF417,QR Code，Data Matrix等，識(shí)讀角度：旋轉(zhuǎn)360°，傾斜±40°,偏轉(zhuǎn)±40°。