鄭偉雄+朱慶全

摘 要：IC（集成電路）卡技術(shù)在電動(dòng)車充電器中的應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車快速智能充電有著重要的意義。文章概述了IC卡技術(shù)及其工作原理、優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，以MAX集成電路芯片為例，設(shè)計(jì)了智能快速充電器，并對(duì)IC卡自主充電消費(fèi)管理系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：IC技術(shù)；電動(dòng)車；充電器

IC（集成電路）卡也稱為微芯片卡、智能卡，其攜帶便捷、使用簡(jiǎn)單，在現(xiàn)代交通中有著廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著節(jié)能環(huán)保觀念的深入人心，具有清潔、環(huán)保、便捷等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)自行車得到了快速的發(fā)展，在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，日益增長(zhǎng)的電動(dòng)自行車除了正常的充電需求外，在快速補(bǔ)充電能方面也產(chǎn)生了新的需求，基于IC技術(shù)的快速智能充電系統(tǒng)成為領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。

1 IC卡技術(shù)概述

IC（Integrated Circuit）即是集成電路，為半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的總稱，是一種采用一定工藝，將電路所需元件及布線互連在一起的具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)，具有體積小、重量輕、可靠性高、引出線和焊接點(diǎn)少等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。IC卡也即是集成電路卡，是一個(gè)嵌置有一個(gè)或多個(gè)集成電路的卡片，在實(shí)際應(yīng)用中，射頻讀寫器向IC卡發(fā)送一組固定頻率的電磁波，卡內(nèi)頻率與讀寫器發(fā)射頻率相同的LC串聯(lián)諧振電路可在電磁波激勵(lì)下產(chǎn)生共振，使電容內(nèi)有電荷，電容另一端的電子泵可將電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，積累至2V時(shí)，存儲(chǔ)電荷的電容作為電源為其他電路提供工作電壓，完成IC卡與讀寫器數(shù)據(jù)的交換。IC卡具有攜帶方便、可存儲(chǔ)處理信息、存儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)IC卡上存儲(chǔ)的信息需在輸入正確密碼時(shí)才能讀取、顯示，信息安全保密性較好，并具有數(shù)據(jù)處理的能力，與讀卡器交換數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密處理，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，現(xiàn)階段，在公共交通、銀行、通訊、公共事業(yè)收費(fèi)等多個(gè)行業(yè)內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用。

2 基于集成電路MAX713的12路電動(dòng)車充電器系統(tǒng)

隨著電動(dòng)車在人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用，如何快速補(bǔ)充電能也成為領(lǐng)域內(nèi)研究的重點(diǎn)，MAX713是MAXIM公司生產(chǎn)的快速集成電路充電芯片，可對(duì)1～16只串聯(lián)電池快速充電，本文即以該集成電路芯片為例，探討其在電動(dòng)車充電器中的應(yīng)用。

2.1 MAX713功能特性

MAX713可滿足1～16節(jié)電池的充電需要，其功率控制模式有線性模式或開(kāi)關(guān)模式，線性模式中在充電的同時(shí)可給電池負(fù)荷供電；在監(jiān)測(cè)到DV/DT變?yōu)樨?fù)時(shí)可種植快速充電模式，可根據(jù)電壓梯度、溫度或時(shí)間截止快速充電；快速充電結(jié)束后可自動(dòng)沖快速充電到涓流充電，不充電時(shí)對(duì)蓄電池的漏電流小，最大僅為5mA。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 硬件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，主要需要確定快速充電終止監(jiān)測(cè)方法、快速充電速率和電流、外接直流電源電壓值、和最壞條件下MOS功耗、集成電路芯片內(nèi)穩(wěn)壓源限流電阻值和充電基準(zhǔn)電阻阻值。根據(jù)實(shí)際需求，快速充電電流以電池容量÷充電時(shí)間計(jì)算得出；外接直流電源電壓值至少要高于電池組最高電壓1V；最壞條件下MOS管功耗以外接電源最高電壓與最低電池電壓的差值乘以充電電流計(jì)算得出；芯片內(nèi)限流電阻以外界電源最低點(diǎn)電壓與芯片內(nèi)部穩(wěn)壓源電壓的差值除以5mA計(jì)算。

2.2.2 主電路設(shè)計(jì)

主電路采用移相寬調(diào)制控制電路，使用美國(guó)Unitrode公司生產(chǎn)的移相式開(kāi)關(guān)專用集成芯片，控制電路如圖1所示。

UC3875的零電壓開(kāi)關(guān)的延遲時(shí)間由延遲設(shè)定端子的R8和C7和R9，C8確定，分別確定OUT-A與OUT-B以及OUT-C與OUT-D的死區(qū)時(shí)間。正常情況下，開(kāi)關(guān)電源應(yīng)工作在額定輸出功率范圍之內(nèi)，避免電源工作超出正常輸出狀態(tài)，但由于在實(shí)際工作中難以預(yù)測(cè)，因此，將高頻電壓器輸出的電流經(jīng)電流互感器B耦合輸出，再經(jīng)D1和D2整流，C3和E1濾波及W1，R5和R6分壓后，送至UC3875的電流控制端，與比較器同相端電壓比較，輸出電壓高于2.5V時(shí)，UC3875過(guò)流保護(hù)電路起作用，電路功率輸出設(shè)定為0～240W，超出時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)。

2.3 工作原理

在12路電動(dòng)車充電器系統(tǒng)中，各路充電電壓電流的監(jiān)測(cè)、充放電的自動(dòng)切換和顯示等智能控制均由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其工作原理如下圖2所示，在系統(tǒng)工作中，電池充電電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器后，由單片機(jī)控制繼電器進(jìn)行充放電切換，和按鍵、數(shù)字等面板的顯示。

圖2 單片機(jī)控制電路原理圖

單片機(jī)的I/O口是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，在選擇智能顯示器驅(qū)動(dòng)芯片時(shí)，應(yīng)以減少對(duì)I/O口資源的占有量為原則，考慮技術(shù)、質(zhì)量、系統(tǒng)日后的升級(jí)、生產(chǎn)成本等因素，選擇最為合適的芯片。

2.4 工作流程

在系統(tǒng)運(yùn)行中，消費(fèi)者刷IC卡后，系統(tǒng)初始化，對(duì)12路電壓、電流值進(jìn)行巡查，并分別存入相應(yīng)的內(nèi)存單元；按下路號(hào)鍵，路號(hào)加一，顯示該路的電壓值；按下電壓電流切換按鍵時(shí)可顯示該路的電流值，消費(fèi)者可選擇一路有電，進(jìn)行充電。對(duì)于使用鎳鎘電池的電動(dòng)車，由于鎳鎘電池具有“記憶效應(yīng)”，在充電前，若沒(méi)有將電池內(nèi)的電量放盡，可引起電池容量降低，因此充電前應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行放電，在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)對(duì)12路電壓、電流值進(jìn)行巡查后按下放電按鍵，繼電器動(dòng)作切換至放電狀態(tài)。各路電壓比較器輸出后，繼電器動(dòng)作可切換回充電狀態(tài)，進(jìn)行充電。IC卡讀寫程序部分如下：

uint DuKaShiJin=0； //讀卡時(shí)間超時(shí)計(jì)數(shù)器MS級(jí)

uchar KaBiaoZhi； //卡標(biāo)致位，KaBiaoZhi=1為有效卡，KaBiaoZhi=0時(shí)為無(wú)效卡

uchar YongHuZhengHao[8]；//用戶賬號(hào)

//uchar MiYue[]={0x00，0X11，0X22，0X33，0X44，0X55}；//卡對(duì)應(yīng)扇區(qū)密碼

uchar MiYue[]={0xff，0Xff，0Xff，0Xff，0Xff，0Xff}；//卡對(duì)應(yīng)扇區(qū)密碼

xdata uchar pmnt1[101]；

uchar ruin1=0，cpuin1=0；

static xdata uchar qXuLieHao[4]；

xdata uchar ShuZiBiao[]="0123456789"； //數(shù)字表

typedef union JSDATA

{

uchar JiShouHC[11]；

}JSDATA；

const uchar kst[]={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；

void USART1_TXD_SODATA（uchar *pt，uint len）

{

uint i；

EA=0； //關(guān)總中斷

for（i=0；i

{

SBUF=*（pt+i）；

while（！TI）；

TI=0；

}

EA=1； //開(kāi)總中斷

}

/**************復(fù)位讀卡模塊*******************/

void MoKuaiReset（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x01，0x2D，0x2C}；

USART1_TXD_SODATA（MLing，5）；

}

/****************尋所有卡*********************/

void XunKa（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x02，0x31，0x52，0x61}；

EA=0；

USART1_TXD_SODATA（MLing，6）；

EA=1；

}

3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)

3.1 需求分析

從電動(dòng)汽車的自動(dòng)快速充電方案來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)用于實(shí)現(xiàn)快速充電結(jié)算的方式主要有投幣、插卡和插卡三種，投幣式充電不僅需要定期回收硬幣，增加人工成本，同時(shí)自動(dòng)充電機(jī)無(wú)人值守，安全性較差；由于充電需要一定的時(shí)間，用戶可能不在充電機(jī)附近，采用插卡式充電可增加不安全感；刷卡式充電只需將IC卡在感應(yīng)區(qū)刷一下即可充電，操作簡(jiǎn)單方便、安全性高，可為消費(fèi)者提供極大的便捷?；诖耍陔妱?dòng)自行車自動(dòng)快速充電中，選擇使用刷卡式充電。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在IC卡自主充電消費(fèi)管理系統(tǒng)中，主要包括控制主機(jī)、IC卡、讀寫機(jī)、收費(fèi)機(jī)、打印機(jī)、網(wǎng)卡、消費(fèi)管理軟件等，其中收費(fèi)機(jī)為系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備，主要用于感應(yīng)接受IC卡發(fā)送的數(shù)字信號(hào)。在使用過(guò)程中，IC卡在收費(fèi)機(jī)感應(yīng)區(qū)刷卡后，IC卡芯片中的基本信息可存儲(chǔ)到收費(fèi)機(jī)中，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)的連接，將卡號(hào)、消費(fèi)金額等信息傳送到計(jì)算機(jī)匯總進(jìn)行儲(chǔ)存，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡用戶消費(fèi)、充值等的管理。在選擇硬件及設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)時(shí)，須在保證充電機(jī)整體性能穩(wěn)定的前提下，考慮到簡(jiǎn)單性和成本。

在系統(tǒng)中硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵為IC卡技術(shù)，IC卡均有發(fā)卡中心發(fā)行，具有可充值的功能。IC卡的核心是集成電路芯片，其關(guān)鍵技術(shù)有電擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器技術(shù)（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification）、加密技術(shù)及ISO標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)等，EEPROM技術(shù)是IC卡技術(shù)的核心，該技術(shù)使晶體管密度增大，改善了性能，增加了容量，達(dá)到在同樣面積上存儲(chǔ)更大數(shù)據(jù)量的目的；RFID技術(shù)是一種利用電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)淖R(shí)別方法，被識(shí)別的物體本身應(yīng)具有電磁波的接收和發(fā)送裝置，射頻識(shí)別IC卡是一種使用電磁波和非觸點(diǎn)來(lái)與終端通信的 IC卡，使用此卡時(shí)，不需要把卡片插入到特定讀寫器插槽之中，只需要將卡片主動(dòng)靠近讀卡器讀卡區(qū)內(nèi)，讀取卡上信息后即可完成交易；IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技術(shù)，不僅可以驗(yàn)證信息的正確性，同時(shí)還能檢查通信雙方身份的合法性，從而保證信息傳送的安全性；IC卡接口電路是IC卡與IFD內(nèi)的CPU進(jìn)行通信的唯一通道，其產(chǎn)生的電信號(hào)必須滿足嚴(yán)格的時(shí)序要求，以保證通信和數(shù)據(jù)交換的安全與可靠。

3.3 功能模塊設(shè)置

管理系統(tǒng)主要包括磁卡信息管理、充電機(jī)信息管理、管理身份驗(yàn)證、信息查詢、磁卡消費(fèi)管理和幫助信息等幾個(gè)功能模塊，用于實(shí)現(xiàn)基本信息管理、信息安全保護(hù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、計(jì)量收費(fèi)及打印數(shù)據(jù)、系統(tǒng)對(duì)時(shí)等功能，結(jié)構(gòu)如下圖3。

圖3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)磁卡信息管理模塊和充電機(jī)信息管理模塊主要用于對(duì)基本信息的管理，包括磁卡編號(hào)、磁卡用戶基本信息、充電機(jī)基本信息等；管理身份驗(yàn)證是對(duì)充電機(jī)管理進(jìn)行權(quán)限限制，不同的管理人員有不同的權(quán)限，以保證數(shù)據(jù)安全性；用戶可通過(guò)信息查詢模塊對(duì)充電時(shí)間、地點(diǎn)、充電量等歷史重現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；充電機(jī)同時(shí)配備有嵌入式打印機(jī)，用戶消費(fèi)后通過(guò)選擇打印選項(xiàng)，將本次消費(fèi)記錄打印下來(lái)；計(jì)量收費(fèi)模塊主要對(duì)本次充電消費(fèi)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，按照國(guó)家費(fèi)率電價(jià)規(guī)定，計(jì)算出總費(fèi)用，同時(shí)將消費(fèi)者本次消費(fèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?/p>

3.4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

主程序設(shè)計(jì)部分如下：

/*

#include"EC0608RT.H"

Void begin（void）

{

If（LD_X0）}{RST_Y7；RST_Y4；MW[0]=0；MW[3]=0；}//請(qǐng)插卡

else

{

SET_Y7；

MW[3]=I2C（）；

If（MW[3]&0×8000）

{

RST_Y4；

MW[0]=1；//無(wú)效卡

}

else

{

If（MW[3]=0）

{

RST_Y4

MW[0]=2；//金額不足

}

else

{

SET_Y4；

MW[0]=3；//供電中

}

}

}

MW[4]=MADC[0]；

MW[5]=MADC[1]；

Return；

在系統(tǒng)運(yùn)行中，消費(fèi)者根據(jù)系統(tǒng)提示，將IC卡插入，系統(tǒng)界面現(xiàn)實(shí)余額信息及消費(fèi)信息，若系統(tǒng)檢測(cè)出插入的IC為無(wú)效卡或金額不足，則報(bào)警提示，若IC卡為有效卡且金額充足，則供電，消費(fèi)者可進(jìn)行充電。若充電過(guò)程中停電，恢復(fù)送電后，系統(tǒng)按照消費(fèi)者設(shè)定時(shí)間，繼續(xù)充電。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的發(fā)展，IC卡消費(fèi)逐漸成為自助消費(fèi)的主流趨勢(shì)，利用IC卡消費(fèi)不僅能減少人工耗損，還能滿足人們自理消費(fèi)的心理。運(yùn)用IC技術(shù)的12路電動(dòng)車充電器系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的智能快速充電，操作簡(jiǎn)單，對(duì)促進(jìn)電動(dòng)車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]白琳，劉金霞.電動(dòng)汽車IC自助能源補(bǔ)充系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2008，27（4）：108-110.

[2]Steve Knoth.電源通路管理集成電路的優(yōu)點(diǎn)[J].今日電子，2007，（10）：34-37.

[3]張銘紅，張宇，楊建寧等.電動(dòng)汽車流動(dòng)供電站電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電源技術(shù)，2009，33（9）：810-812.

xdata uchar pmnt1[101]；

uchar ruin1=0，cpuin1=0；

static xdata uchar qXuLieHao[4]；

xdata uchar ShuZiBiao[]="0123456789"； //數(shù)字表

typedef union JSDATA

{

uchar JiShouHC[11]；

}JSDATA；

const uchar kst[]={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；

void USART1_TXD_SODATA（uchar *pt，uint len）

{

uint i；

EA=0； //關(guān)總中斷

for（i=0；i

{

SBUF=*（pt+i）；

while（！TI）；

TI=0；

}

EA=1； //開(kāi)總中斷

}

/**************復(fù)位讀卡模塊*******************/

void MoKuaiReset（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x01，0x2D，0x2C}；

USART1_TXD_SODATA（MLing，5）；

}

/****************尋所有卡*********************/

void XunKa（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x02，0x31，0x52，0x61}；

EA=0；

USART1_TXD_SODATA（MLing，6）；

EA=1；

}

3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)

3.1 需求分析

從電動(dòng)汽車的自動(dòng)快速充電方案來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)用于實(shí)現(xiàn)快速充電結(jié)算的方式主要有投幣、插卡和插卡三種，投幣式充電不僅需要定期回收硬幣，增加人工成本，同時(shí)自動(dòng)充電機(jī)無(wú)人值守，安全性較差；由于充電需要一定的時(shí)間，用戶可能不在充電機(jī)附近，采用插卡式充電可增加不安全感；刷卡式充電只需將IC卡在感應(yīng)區(qū)刷一下即可充電，操作簡(jiǎn)單方便、安全性高，可為消費(fèi)者提供極大的便捷?；诖?，在電動(dòng)自行車自動(dòng)快速充電中，選擇使用刷卡式充電。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在IC卡自主充電消費(fèi)管理系統(tǒng)中，主要包括控制主機(jī)、IC卡、讀寫機(jī)、收費(fèi)機(jī)、打印機(jī)、網(wǎng)卡、消費(fèi)管理軟件等，其中收費(fèi)機(jī)為系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備，主要用于感應(yīng)接受IC卡發(fā)送的數(shù)字信號(hào)。在使用過(guò)程中，IC卡在收費(fèi)機(jī)感應(yīng)區(qū)刷卡后，IC卡芯片中的基本信息可存儲(chǔ)到收費(fèi)機(jī)中，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)的連接，將卡號(hào)、消費(fèi)金額等信息傳送到計(jì)算機(jī)匯總進(jìn)行儲(chǔ)存，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡用戶消費(fèi)、充值等的管理。在選擇硬件及設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)時(shí)，須在保證充電機(jī)整體性能穩(wěn)定的前提下，考慮到簡(jiǎn)單性和成本。

在系統(tǒng)中硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵為IC卡技術(shù)，IC卡均有發(fā)卡中心發(fā)行，具有可充值的功能。IC卡的核心是集成電路芯片，其關(guān)鍵技術(shù)有電擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器技術(shù)（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification）、加密技術(shù)及ISO標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)等，EEPROM技術(shù)是IC卡技術(shù)的核心，該技術(shù)使晶體管密度增大，改善了性能，增加了容量，達(dá)到在同樣面積上存儲(chǔ)更大數(shù)據(jù)量的目的；RFID技術(shù)是一種利用電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)淖R(shí)別方法，被識(shí)別的物體本身應(yīng)具有電磁波的接收和發(fā)送裝置，射頻識(shí)別IC卡是一種使用電磁波和非觸點(diǎn)來(lái)與終端通信的 IC卡，使用此卡時(shí)，不需要把卡片插入到特定讀寫器插槽之中，只需要將卡片主動(dòng)靠近讀卡器讀卡區(qū)內(nèi)，讀取卡上信息后即可完成交易；IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技術(shù)，不僅可以驗(yàn)證信息的正確性，同時(shí)還能檢查通信雙方身份的合法性，從而保證信息傳送的安全性；IC卡接口電路是IC卡與IFD內(nèi)的CPU進(jìn)行通信的唯一通道，其產(chǎn)生的電信號(hào)必須滿足嚴(yán)格的時(shí)序要求，以保證通信和數(shù)據(jù)交換的安全與可靠。

3.3 功能模塊設(shè)置

管理系統(tǒng)主要包括磁卡信息管理、充電機(jī)信息管理、管理身份驗(yàn)證、信息查詢、磁卡消費(fèi)管理和幫助信息等幾個(gè)功能模塊，用于實(shí)現(xiàn)基本信息管理、信息安全保護(hù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、計(jì)量收費(fèi)及打印數(shù)據(jù)、系統(tǒng)對(duì)時(shí)等功能，結(jié)構(gòu)如下圖3。

圖3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)磁卡信息管理模塊和充電機(jī)信息管理模塊主要用于對(duì)基本信息的管理，包括磁卡編號(hào)、磁卡用戶基本信息、充電機(jī)基本信息等；管理身份驗(yàn)證是對(duì)充電機(jī)管理進(jìn)行權(quán)限限制，不同的管理人員有不同的權(quán)限，以保證數(shù)據(jù)安全性；用戶可通過(guò)信息查詢模塊對(duì)充電時(shí)間、地點(diǎn)、充電量等歷史重現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；充電機(jī)同時(shí)配備有嵌入式打印機(jī)，用戶消費(fèi)后通過(guò)選擇打印選項(xiàng)，將本次消費(fèi)記錄打印下來(lái)；計(jì)量收費(fèi)模塊主要對(duì)本次充電消費(fèi)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，按照國(guó)家費(fèi)率電價(jià)規(guī)定，計(jì)算出總費(fèi)用，同時(shí)將消費(fèi)者本次消費(fèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?/p>

3.4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

主程序設(shè)計(jì)部分如下：

/*

#include"EC0608RT.H"

Void begin（void）

{

If（LD_X0）}{RST_Y7；RST_Y4；MW[0]=0；MW[3]=0；}//請(qǐng)插卡

else

{

SET_Y7；

MW[3]=I2C（）；

If（MW[3]&0×8000）

{

RST_Y4；

MW[0]=1；//無(wú)效卡

}

else

{

If（MW[3]=0）

{

RST_Y4

MW[0]=2；//金額不足

}

else

{

SET_Y4；

MW[0]=3；//供電中

}

}

}

MW[4]=MADC[0]；

MW[5]=MADC[1]；

Return；

在系統(tǒng)運(yùn)行中，消費(fèi)者根據(jù)系統(tǒng)提示，將IC卡插入，系統(tǒng)界面現(xiàn)實(shí)余額信息及消費(fèi)信息，若系統(tǒng)檢測(cè)出插入的IC為無(wú)效卡或金額不足，則報(bào)警提示，若IC卡為有效卡且金額充足，則供電，消費(fèi)者可進(jìn)行充電。若充電過(guò)程中停電，恢復(fù)送電后，系統(tǒng)按照消費(fèi)者設(shè)定時(shí)間，繼續(xù)充電。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的發(fā)展，IC卡消費(fèi)逐漸成為自助消費(fèi)的主流趨勢(shì)，利用IC卡消費(fèi)不僅能減少人工耗損，還能滿足人們自理消費(fèi)的心理。運(yùn)用IC技術(shù)的12路電動(dòng)車充電器系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的智能快速充電，操作簡(jiǎn)單，對(duì)促進(jìn)電動(dòng)車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]白琳，劉金霞.電動(dòng)汽車IC自助能源補(bǔ)充系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2008，27（4）：108-110.

[2]Steve Knoth.電源通路管理集成電路的優(yōu)點(diǎn)[J].今日電子，2007，（10）：34-37.

[3]張銘紅，張宇，楊建寧等.電動(dòng)汽車流動(dòng)供電站電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電源技術(shù)，2009，33（9）：810-812.

xdata uchar pmnt1[101]；

uchar ruin1=0，cpuin1=0；

static xdata uchar qXuLieHao[4]；

xdata uchar ShuZiBiao[]="0123456789"； //數(shù)字表

typedef union JSDATA

{

uchar JiShouHC[11]；

}JSDATA；

const uchar kst[]={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；

void USART1_TXD_SODATA（uchar *pt，uint len）

{

uint i；

EA=0； //關(guān)總中斷

for（i=0；i

{

SBUF=*（pt+i）；

while（！TI）；

TI=0；

}

EA=1； //開(kāi)總中斷

}

/**************復(fù)位讀卡模塊*******************/

void MoKuaiReset（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x01，0x2D，0x2C}；

USART1_TXD_SODATA（MLing，5）；

}

/****************尋所有卡*********************/

void XunKa（void）

{

xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x02，0x31，0x52，0x61}；

EA=0；

USART1_TXD_SODATA（MLing，6）；

EA=1；

}

3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)

3.1 需求分析

從電動(dòng)汽車的自動(dòng)快速充電方案來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)用于實(shí)現(xiàn)快速充電結(jié)算的方式主要有投幣、插卡和插卡三種，投幣式充電不僅需要定期回收硬幣，增加人工成本，同時(shí)自動(dòng)充電機(jī)無(wú)人值守，安全性較差；由于充電需要一定的時(shí)間，用戶可能不在充電機(jī)附近，采用插卡式充電可增加不安全感；刷卡式充電只需將IC卡在感應(yīng)區(qū)刷一下即可充電，操作簡(jiǎn)單方便、安全性高，可為消費(fèi)者提供極大的便捷。基于此，在電動(dòng)自行車自動(dòng)快速充電中，選擇使用刷卡式充電。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在IC卡自主充電消費(fèi)管理系統(tǒng)中，主要包括控制主機(jī)、IC卡、讀寫機(jī)、收費(fèi)機(jī)、打印機(jī)、網(wǎng)卡、消費(fèi)管理軟件等，其中收費(fèi)機(jī)為系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備，主要用于感應(yīng)接受IC卡發(fā)送的數(shù)字信號(hào)。在使用過(guò)程中，IC卡在收費(fèi)機(jī)感應(yīng)區(qū)刷卡后，IC卡芯片中的基本信息可存儲(chǔ)到收費(fèi)機(jī)中，并通過(guò)與計(jì)算機(jī)的連接，將卡號(hào)、消費(fèi)金額等信息傳送到計(jì)算機(jī)匯總進(jìn)行儲(chǔ)存，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡用戶消費(fèi)、充值等的管理。在選擇硬件及設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)時(shí)，須在保證充電機(jī)整體性能穩(wěn)定的前提下，考慮到簡(jiǎn)單性和成本。

在系統(tǒng)中硬件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵為IC卡技術(shù)，IC卡均有發(fā)卡中心發(fā)行，具有可充值的功能。IC卡的核心是集成電路芯片，其關(guān)鍵技術(shù)有電擦除式可編程只讀存儲(chǔ)器技術(shù)（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification）、加密技術(shù)及ISO標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)等，EEPROM技術(shù)是IC卡技術(shù)的核心，該技術(shù)使晶體管密度增大，改善了性能，增加了容量，達(dá)到在同樣面積上存儲(chǔ)更大數(shù)據(jù)量的目的；RFID技術(shù)是一種利用電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)淖R(shí)別方法，被識(shí)別的物體本身應(yīng)具有電磁波的接收和發(fā)送裝置，射頻識(shí)別IC卡是一種使用電磁波和非觸點(diǎn)來(lái)與終端通信的 IC卡，使用此卡時(shí)，不需要把卡片插入到特定讀寫器插槽之中，只需要將卡片主動(dòng)靠近讀卡器讀卡區(qū)內(nèi)，讀取卡上信息后即可完成交易；IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技術(shù)，不僅可以驗(yàn)證信息的正確性，同時(shí)還能檢查通信雙方身份的合法性，從而保證信息傳送的安全性；IC卡接口電路是IC卡與IFD內(nèi)的CPU進(jìn)行通信的唯一通道，其產(chǎn)生的電信號(hào)必須滿足嚴(yán)格的時(shí)序要求，以保證通信和數(shù)據(jù)交換的安全與可靠。

3.3 功能模塊設(shè)置

管理系統(tǒng)主要包括磁卡信息管理、充電機(jī)信息管理、管理身份驗(yàn)證、信息查詢、磁卡消費(fèi)管理和幫助信息等幾個(gè)功能模塊，用于實(shí)現(xiàn)基本信息管理、信息安全保護(hù)、歷史數(shù)據(jù)查詢、計(jì)量收費(fèi)及打印數(shù)據(jù)、系統(tǒng)對(duì)時(shí)等功能，結(jié)構(gòu)如下圖3。

圖3 IC卡自助充電消費(fèi)管理系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)磁卡信息管理模塊和充電機(jī)信息管理模塊主要用于對(duì)基本信息的管理，包括磁卡編號(hào)、磁卡用戶基本信息、充電機(jī)基本信息等；管理身份驗(yàn)證是對(duì)充電機(jī)管理進(jìn)行權(quán)限限制，不同的管理人員有不同的權(quán)限，以保證數(shù)據(jù)安全性；用戶可通過(guò)信息查詢模塊對(duì)充電時(shí)間、地點(diǎn)、充電量等歷史重現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；充電機(jī)同時(shí)配備有嵌入式打印機(jī)，用戶消費(fèi)后通過(guò)選擇打印選項(xiàng)，將本次消費(fèi)記錄打印下來(lái)；計(jì)量收費(fèi)模塊主要對(duì)本次充電消費(fèi)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，按照國(guó)家費(fèi)率電價(jià)規(guī)定，計(jì)算出總費(fèi)用，同時(shí)將消費(fèi)者本次消費(fèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行保存?zhèn)浞荨?/p>

3.4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

主程序設(shè)計(jì)部分如下：

/*

#include"EC0608RT.H"

Void begin（void）

{

If（LD_X0）}{RST_Y7；RST_Y4；MW[0]=0；MW[3]=0；}//請(qǐng)插卡

else

{

SET_Y7；

MW[3]=I2C（）；

If（MW[3]&0×8000）

{

RST_Y4；

MW[0]=1；//無(wú)效卡

}

else

{

If（MW[3]=0）

{

RST_Y4

MW[0]=2；//金額不足

}

else

{

SET_Y4；

MW[0]=3；//供電中

}

}

}

MW[4]=MADC[0]；

MW[5]=MADC[1]；

Return；

在系統(tǒng)運(yùn)行中，消費(fèi)者根據(jù)系統(tǒng)提示，將IC卡插入，系統(tǒng)界面現(xiàn)實(shí)余額信息及消費(fèi)信息，若系統(tǒng)檢測(cè)出插入的IC為無(wú)效卡或金額不足，則報(bào)警提示，若IC卡為有效卡且金額充足，則供電，消費(fèi)者可進(jìn)行充電。若充電過(guò)程中停電，恢復(fù)送電后，系統(tǒng)按照消費(fèi)者設(shè)定時(shí)間，繼續(xù)充電。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的發(fā)展，IC卡消費(fèi)逐漸成為自助消費(fèi)的主流趨勢(shì)，利用IC卡消費(fèi)不僅能減少人工耗損，還能滿足人們自理消費(fèi)的心理。運(yùn)用IC技術(shù)的12路電動(dòng)車充電器系統(tǒng)可方便地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的智能快速充電，操作簡(jiǎn)單，對(duì)促進(jìn)電動(dòng)車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]白琳，劉金霞.電動(dòng)汽車IC自助能源補(bǔ)充系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2008，27（4）：108-110.

[2]Steve Knoth.電源通路管理集成電路的優(yōu)點(diǎn)[J].今日電子，2007，（10）：34-37.

[3]張銘紅，張宇，楊建寧等.電動(dòng)汽車流動(dòng)供電站電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電源技術(shù)，2009，33（9）：810-812.