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    重庆时时彩官方服务器: 一种磁卡解码方法及磁卡读取装置.pdf

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    一种 磁卡 解码 方法 读取 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110188299.4

    申请日:

    2011.07.06

    公开号:

    CN102222211A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06K 7/08变更事项:专利权人变更前:深圳市铭特科技股份有限公司变更后:深圳市铭特科技有限公司变更事项:地址变更前:518057 广东省深圳市南山区科技园北区朗山二号路航天微电机大厦科研楼4楼南侧变更后:518057 广东省深圳市南山区科技园北区朗山二号路航天微电机大厦科研楼4楼南侧|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06K 7/08变更事项:专利权人变更前:深圳市铭特科技有限公司变更后:深圳市铭特科技股份有限公司变更事项:地址变更前:518057 广东省深圳市南山区科技园北区朗山二号路航天微电机大厦科研楼4楼南侧变更后:518057 广东省深圳市南山区科技园北区朗山二号路航天微电机大厦科研楼4楼南侧|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06K 7/08申请日:20110706|||公开
    IPC分类号: G06K7/08 主分类号: G06K7/08
    申请人: 深圳市铭特科技有限公司
    发明人: 张杰明; 魏峰; 李建设
    地址: 518057 广东省深圳市南山区科技园北区朗山二号路航天微电机大厦科研楼4楼南侧
    优先权:
    专利代理机构: 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 代理人: 江耀纯
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110188299.4

    授权公告号:

    ||||||102222211B||||||

    法律状态公告日:

    2017.11.21|||2015.11.25|||2014.03.05|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种磁卡解码方法和磁卡读取装置。其方法包括A1、将磁信号脉冲对应的电平信号的脉宽值依次存储起来;A2、将磁卡的前导比特0对应的脉宽值作为初始基准脉宽,用当前基准脉宽作为判别存储的脉宽值对应比特0或比特1的半位的基准;A3、用当前基准脉宽依次对存储的脉宽值进行判别,若被判别的当前脉宽值对应比特0,则当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽与当前脉宽值的加权,并对下一个脉宽值进行判别;其中,比特1由两个连续的脉冲构成,比特0由一个脉冲构成。本发明采用动态的当前基准脉宽和模糊纠错的算法,大大提高了读取磁卡数据的准确率。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种磁卡解码方法,其特征是,包括如下步骤:
    A1、将磁信号脉冲对应的电平信号的脉宽值依次存储起来; 
    A2、将磁卡的前导比特0对应的脉宽值作为初始基准脉宽,用当前基准脉宽作为判别存储的脉宽值对应比特0或比特1的半位的基准;
    A3、用当前基准脉宽依次对存储的脉宽值进行判别,若被判别的当前脉宽值对应比特0,则当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽与当前脉宽值的加权,并对下一个脉宽值进行判别;
    其中,比特1由两个连续的脉冲构成,比特0由一个脉冲构成。

    2.  如权利要求1所述的磁卡解码方法,其特征是:在步骤A2中,对至少两个的前导比特0对应的脉宽值取平均值后作为所述初始基准脉宽。

    3.  如权利要求2所述的磁卡解码方法,其特征是:在步骤A3中,若当前脉宽值大于k1倍当前基准脉宽,小于k2倍当前基准脉宽,其中,0<k1<k2<1,则执行以下步骤:
    B1、若前一个脉宽值和后一个脉宽值都对应比特0,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B2、若后一个脉宽值对应比特0,且前两个脉宽值合起来对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B3、若前一个脉宽值对应比特0,且后两个脉宽值对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B4、若前一个脉宽值对应比特1的半位,且后一个脉宽值对应比特0,则将当前脉宽值和前一个脉宽值合起来判别为对应比特1;
    B5、若前一个脉宽值对应比特0,且后一个脉宽值对应比特1的半位,则将当前脉宽值和后一个脉宽值合起来判别为对应比特1。

    4.  如权利要求3所述的磁卡解码方法,其特征是:若当前脉宽值不属于步骤B1至步骤B5中的任一情形,则判断已经判别出的比特位数是否构成一个字节,若是则将所述字节的各个数据位的比特值进行异或和的结果与所述字节的异或校验位进行比较,进而判别当前脉宽值对应的比特值。

    5.  如权利要求1所述的磁卡解码方法,其特征是:在步骤A3中,当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽的二分之一加上当前脉宽值的二分之一。

    6.  如权利要求1所述的磁卡解码方法,其特征是:若当前脉宽值>80%×当前基准脉宽,则将当前脉宽值判别为对应比特0,若20%×当前基准脉宽<当前脉宽值<60%×当前基准脉宽,则将当前脉宽值判别为对应比特1的半位。

    7.  一种磁卡读取装置,其特征是:包括解码???,所述解码??楦萑ɡ?-6任一所述的磁卡解码方法进行磁脉冲信号解码处理。

    8.  如权利要求7所述的磁卡读取装置,其特征是:还包括感应放大电路、带通滤波电路和阈值整形电路;
    所述感应放大电路用于将磁信号转换为电信号并进行放大;
    所述带通滤波电路对感应放大电路输出的电信号进行带通滤波;
    所述阈值整形电路对带通滤波滤波电路输出的电信号进行整形后提供给所述解码???。

    9.  如权利要求7或8所述的磁卡读取装置,其特征是:所述感应放大电路包括线圈、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一放大器,所述线圈的一端通过第一电阻与所述第一放大器的负输入端连接,另一端通过所述第二电阻与第一放大器的正输入端连接,所述第一电容一端与所述第一放大器的正输入端连接,另一端与所述第一电阻和线圈的公共端连接,所述线圈与第二电阻的公共端与基准电压连接,所述第三电阻和第二电容并联后跨接在所述第一放大器的负输入端和输出端。

    10.  如权利要求9所述的磁卡读取装置,其特征是:所述带通滤波电路包括第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二放大器、第一二极管和第二二极管;所述第二放大器的负输入端分别通过第四电阻和第三电容与所述第一放大器的输出端连接,所述第二放大器的正输入端通过第五电阻与基准电压连接,所述第四电容与第六电阻并联后跨接在第二放大器的负输入端和输出端,第一二极管的阴极通过第七电阻与所述第二放大器的负输入端连接,阳极与所述第二放大器的输出端连接,所述第二二极管的阳极和阴极分别与所述第一二极管的阴极和阳极连接;
    所述整形电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻和第三放大器,所述第三放大器的负输入端通过第八电阻与所述第二放大器的输出端连接,所述第三放大器的正输入端分别通过第九电阻和第十电阻与基准电压和所述第三放大器的输出端连接,所述第三放大器的输出端与所述解码??榱?。

    说明书

    说明书一种磁卡解码方法及磁卡读取装置
    技术领域
    本发明涉及一种磁卡解码方法及磁卡读取装置。
    背景技术
    磁记录技术是一种传统的信息技术,磁卡是磁记录应用的一个重要方面,已经广泛应用于人类生活各个方面。普通磁条卡读卡机具的磁信号解码一般采用硬件解码。
    磁卡编码规则定义,在每一条磁道上的数据是由基准位和数据位组成,开始连续几十位前导“0”是基准位,之后是数据位。
    发明内容
    本发明提供了一种磁卡解码方法,能够有效地提高读取磁卡数据的准确度。
    一种磁卡解码方法,
    A1、将磁信号脉冲对应的电平信号的脉宽值依次存储起来;
    A2、将磁卡的前导比特0对应的脉宽值作为初始基准脉宽,用当前基准脉宽作为判别存储的脉宽值对应比特0或比特1的半位的基准;
    A3、用当前基准脉宽依次对存储的脉宽值进行判别,若被判别的当前脉宽值对应比特0,则当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽与当前脉宽值的加权,并对下一个脉宽值进行判别;
    其中,比特1由两个连续的脉冲构成,比特0由一个脉冲构成。
    采用动态的当前基准脉宽作为判别比特0和比特1的基准,有效地降低了由于磁卡移动速度不均匀而导致的读取数据错误的概率,采用比特0对应的脉宽是比特1对应的脉宽的两倍左右,将比特0对应的脉宽作为当前基准脉宽的其中一权项可以使当前基准脉宽更加准确。
    优选地,在步骤A2中,对至少两个的前导比特0对应的脉宽值取平均值后作为所述初始基准脉宽。
    采用对前导比特0进行平均后作为初始基准脉宽,降低了由于某个比特0对应脉宽出现异常而使数据判别出错的概率,使得初始基准脉宽更加准确。
    优选地,在步骤A3中,若当前脉宽值大于k1倍当前基准脉宽,小于k2倍当前基准脉宽,其中,0<k1<k2<1,则执行以下步骤:
    B1、若前一个脉宽值和后一个脉宽值都对应比特0,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B2、若后一个脉宽值对应比特0,且前两个脉宽值合起来对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B3、若前一个脉宽值对应比特0,且后两个脉宽值对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B4、若前一个脉宽值对应比特1的半位,且后一个脉宽值对应比特0,则将当前脉宽值和前一个脉宽值合起来判别为对应比特1;
    B5、若前一个脉宽值对应比特0,且后一个脉宽值对应比特1的半位,则将当前脉宽值和后一个脉宽值合起来判别为对应比特1。
    当出现偏磁造成的数据位丢失的情况,采用上述技术方案,可以有效地将丢失的数据位进行恢复,进而提高了磁卡识别的准确率。
    优选地,若当前脉宽值不属于步骤B1至步骤B5中的任一情形,则判断已经判别出的比特位数是否构成一个字节,若是则将所述字节的各个数据位的比特值进行异或和的结果与所述字节的异或校验位进行比较,进而判别当前脉宽值对应的比特值。
    优选地,在步骤A3中,当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽的二分之一加上当前脉宽值的二分之一。
    优选地,若当前脉宽值>80%×当前基准脉宽,则将当前脉宽值判别为对应比特0,若20%×当前基准脉宽<当前脉宽值<60%×当前基准脉宽,则将当前脉宽值判别为对应比特1的半位。
    本发明还提供了一种磁卡读取装置,包括解码???,
    所述解码??楦萑ɡ?-6任一所述的磁卡解码方法进行磁脉冲信号解码处理。
    优选地,还包括感应放大电路、带通滤波电路和阈值整形电路;
    所述感应放大电路用于将磁信号转换为电信号并进行放大;
    所述带通滤波电路对感应放大电路输出的电信号进行带通滤波;
    所述阈值整形电路对带通滤波滤波电路输出的电信号进行整形后提供给所述解码???。
    优选地,所述感应放大电路包括线圈、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一放大器,所述线圈的一端通过第一电阻与所述第一放大器的负输入端连接,另一端通过所述第二电阻与第一放大器的正输入端连接,所述第一电容一端与所述第一放大器的正输入端连接,另一端与所述第一电阻和线圈的公共端连接,所述线圈与第二电阻的公共端与基准电压连接,所述第三电阻和第二电容并联后跨接在所述第一放大器的负输入端和输出端。
    优选地,所述带通滤波电路包括第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二放大器、第一二极管和第二二极管;所述第二放大器的负输入端分别通过第四电阻和第三电容与所述第一放大器的输出端连接,所述放大器的正输入端通过第五电阻与基准电压连接,所述第四电容与第六电阻并联后跨接在第二放大器的负输入端和输出端,第一二极管的阴极通过第七电阻与所述第二放大器的负输入端连接,阳极与所述第二放大器的输出端连接,所述第二二极管的阳极和阴极分别与所述第一二极管的阴极和阳极连接。
    优选地,所述整形电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻和第三放大器,所述第三放大器的负输入端通过第八电阻与所述第二放大器的输出端连接,所述第三放大器的正输入端分别通过第九电阻和第十电阻与基准电压和所述第三放大器的输出端连接,所述第三放大器的输出端与所述解码??榱?。
    本发明采用动态的当前基准脉宽和模糊纠错的算法,大大提高了读取磁卡数据的准确率。
    附图说明
    图1是比特0或1对应的磁信号和电平信号的波形图;
    图2是磁卡解码方法的一种实施例的流程图;
    图3是一种实施例的磁卡读取装置的结构框图;
    图4是图3中感应放大电路的一种具体实施的电路图;
    图5是图3中带通滤波电路和整形电路的一种具体实施的电路图;
    图6是磁卡解码方法的另一种实施例的主流程图;
    图7是磁卡解码方法的一种实施例中的当前基准脉宽的算法流程图;
    图8是磁卡解码方法的一种实施例中的模糊纠错算法流程图。
    图9是图6中接收起始字节的接收起始位“1”的一种实施例的流程图;
    图10是图6中接收起始字节的一种实施例的流程图;
    图11是图6中接收数据及结束字节的一种实施例的流程图;
    图12是图6中接收校验字节的一种实施例的流程图。
    具体实施方式
    以下将结合附图,对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
    如图2至图5所示,一种磁卡读取装置,包括感应放大电路、带通滤波电路、阈值整形电路和解码???;
    所述感应放大电路用于将磁信号转换为电信号并进行放大;
    所述带通滤波电路对感应放大电路输出的电信号进行带通滤波;
    所述阈值整形电路对带通滤波滤波电路输出的电信号进行整形;
    所述解码??橛胨鲢兄嫡蔚缏妨?,用于实施如下磁卡解码方法,如图2所示:
    S001、将磁信号脉冲对应的电平信号的脉宽值依次存储起来;
    S002、将磁卡的前导比特0对应的脉宽值作为初始基准脉宽,用当前基准脉宽作为判别存储的脉宽值对应比特0或比特1的半位的基准;
    S003、用当前基准脉宽依次对存储的脉宽值进行判别,若被判别的当前脉宽值对应比特0,则当前基准脉宽更新为前一个基准脉宽与当前脉宽值的加权,并对下一个脉宽值进行判别;
    其中,比特1由两个连续的脉冲构成,比特0由一个脉冲构成。
    优选地,如图4所示,所述感应放大电路包括线圈L、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第一放大器U1,所述线圈L的一端通过第一电阻R1与所述第一放大器U1的负输入端连接,另一端通过所述第二电阻R2与第一放大器U1的正输入端连接,所述第一电容C1一端与所述第一放大器U1的正输入端连接,另一端与所述第一电阻R1和线圈L的公共端连接,所述线圈L与第二电阻R2的公共端与基准电压VREF连接,所述第三电阻R3和第二电容C2并联后跨接在所述第一放大器U1的负输入端和输出端。
    磁卡读取装置的磁头可以将磁卡记录的磁信号转换成电信号,当磁卡以一定的速度通过磁头时,在磁头线圈中会感应出相应的电信号,在阻抗匹配的情况下,磁头感应出的信号,电压通常在10mV以下,有的卡甚至低于1mV,本感应放大电路还具有低通(20dB)、矫相等功能。
    优选地,如图5所示,所述带通滤波电路包括第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二放大器U2、第一二极管D1和第二二极管D2;所述第三电容C3通过第四电阻R4与第二放大器U2的负输入端连接,所述第三电容C3通过接口TP2与第一放大器U1的输出端连接;所述第二放大器U2的正输入端通过第五电阻R5与基准电压VREF连接,所述第四电容C4与第六电阻R6并联后跨接在第二放大器U2的负输入端和输出端,第一二极管D1的阴极通过第七电阻R7与所述第二放大器U2的负输入端连接,阳极与所述第二放大器U2的输出端连接,所述第二二极管D2的阳极和阴极分别与所述第一二极管D1的阴极和阳极连接。T5、T8为信号测试端口。
    优选地,所述整形电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第三放大器U3,所述第三放大器U3的负输入端通过第八电阻R8与所述第二放大器U2的输出端连接,所述第三放大器U3的正输入端分别通过第九电阻R9和第十电阻R10与基准电压和所述第三放大器U3的输出端连接,所述第三放大器U3的输出端与通过接口MIG2所述解码??榱?。
    磁卡读取装置的磁头是个敏感元件,在工作中会有各种干扰信号,因而需对噪声等干扰进行抑制,本带通滤波电路具有对信号进行线性放大、整形的功能,并且可以滤除干扰和杂波。
    本阈值整形电路的阈值时可调的,信号被恢复到易识别的状态后,MIG2接口的信号进入微处理器定时器计数器控制口,由微处理器(单片机)进行软件解码。
    以下是磁卡解码方法的另一个更为具体的实施例:
    通过单片机的定时器的计数来测量磁信号脉冲对应的电平信号的脉宽值,计数过程中每个脉宽值直接存储在定时器计数寄存器中,然后读取定时器计数寄存器中的脉宽值并依次存储在磁信号脉冲宽度计数缓冲区TK1TimeBuf[1024](简称脉宽缓冲区)。在较佳实施例中,由于磁信号带宽为5K,设置定时器计数脉冲频率FC应大于100K,也就是说一个信号周期最少计数20次,脉宽缓冲区的大小为1Kbyte,每个字节存储一个脉冲宽度,即脉宽值。例如:单片机的时钟频率为11.0592M,做64分频可得FC=172.8K的计数频率,定时器计数寄存器TCNT为16位的计数寄存器。
    如图6所示,在脉宽缓冲区中,读取磁卡磁道开始一段均匀的磁记录信号前导比特0(也就是初始基准位)对应的开始一组脉宽,进行算术平均得倒初始基准脉宽,将初始基准脉宽赋值给当前基准脉宽TK1CLK,作为初始判别脉宽对应比特0或1的标准尺度。优选地,选取20个前导比特0对应的脉宽值进行算术平均得到初始基准脉宽;接着进行接收起始字节、接收数据及结束字节、接收校验字节;在上述步骤中,需要判断连续读取的脉宽TK1Time是否对应一个完整的字节,若否,则继续从脉宽缓冲区TK1TimeBuf[1024]读取脉宽。判断获取的完整的字节是否是数据字节开始标志(起始字节),若是,则进行字节计数,以后每接收一个完整的字节,则将接收到的字节数加1;并判断该字节是否是数据字节结束标志(结束字节),若是,则再获取一个校验字节,然后对所有获取到的数据字节(包括起始字节,数据字节和结束字节。不包括校验字节)进行LRC校验计算,若计算结果与校验字节不一致,则对接收到的数据进行错误标记,否则,将数据存储到缓冲区ByteBuff[]中。
    当前基准脉宽TK1CLK是一个动态基准脉宽,当前基准脉宽TK1CLK=TK1CLK*50%+TK1Time*50%,即,如果当前脉宽值TK1Time对应的是比特0,当前基准脉宽TK1CLK则更新为:前一个当前基准脉宽的50%加上当前比特0对应的当前脉宽值的50%,如图7所示。
    磁信号对应的脉宽值随磁卡行进速度变化,磁卡移动的速度不均匀会使磁信号频率在一定范围内波动,如果采用固定基准脉宽来鉴别信号,会造成磁卡读取装置判别数据错误。由于磁卡移动速度不会突变,速度变化具有连续性,即当前的移动速度与前一时刻的速度相关,当前基准脉宽(动态基准脉宽)即与在数据信号的脉宽相关联。因而,当前基准脉宽的大小随着磁卡行进的速度变化而变化,是一个动态的、变化的数据,可以有效地降低因磁卡移动速度的不均匀而导致数据判别出错的概率。
    优选地,对从脉宽缓冲区TK1TimeBuf[1024]读取出来的脉宽TK1Time,进行如下操作:
    计算脉宽比RB=TK1Time/TK1CLK*100%;
    将脉宽比RB大于80%的脉宽对应的数据位视为比特“0”。将脉宽比RB 介于20%到60%的数据位视为比特“1”的“半个位”或“半位”,连续两个“半个位”构成为一个完整的比特“1”。把脉宽比RB介于60%到80%的数据位视为不确定位。
    在另一具体实施例中,对于不确定位,采用模糊纠错算法进行进一步的确定,如图8所示:
    B1、若前一个脉宽值和后一个脉宽值都对应比特0,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B2、若后一个脉宽值对应比特0,且前两个脉宽值合起来对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B3、若前一个脉宽值对应比特0,且后两个脉宽值对应比特1,则将当前脉宽值判别为对应比特0;
    B4、若前一个脉宽值对应比特1的半位,且后一个脉宽值对应比特0,则将当前脉宽值和前一个脉宽值合起来判别为对应比特1;
    B5、若前一个脉宽值对应比特0,且后一个脉宽值对应比特1的半位,则将当前脉宽值和后一个脉宽值合起来判别为对应比特1。
    若当前脉宽值不属于步骤B1至步骤B5中的任一情形,则判断已经判别出的比特位数是否构成一个字节,若是,则将所述字节的各个数据位的比特值进行异或和的结果与所述字节的异或校验位进行比较,进而判别当前脉宽值对应的比特值。
    由于偏磁造成数据位的丢失,可以通过模糊算法进行恢复丢失的数据,提高磁卡信号识别率。
    由于前导比特0后的起始字节的起始位即第一位是比特1,所以需要检测前导比特0后的第一个比特1,以判断起始字节的开始。起始位1的判别方法如图9所示:
    1、从脉宽缓冲区读取脉宽数据TK1Time;
    2、计算该脉宽数据TK1Time对应的脉宽比RB;
    3、判断该脉宽数据TK1Time是对应比特0、比特1或是不确定位;
    4、若是不确定位则通过模糊纠错算法对该脉宽数据TK1Time对应的比特位进行判别,若不是不确定位则判别该脉宽数据TK1Time对应的是否是比特1的前半位,若不是比特1的前半位则从1重新从1步骤开始执行,若是比特1的前半位则继续执行步骤5;
    5、继续读取下一个脉宽数据TK1Time;
    6、并计算相应的脉宽比RB;
    7、确定对应的是比特0或比特1的半位或是不确定位,若是不确定位则再次通过模糊纠错算法进行判别对应的比特位;
    8、若是比特1的半位,即整个起始位1的接收完毕,若否则从步骤1重新执行。
    如图10、11和12所示,分别是起始字节、数据结束字节、校验字节的接收流程图,其中需要对构成字节的各个比特对应的脉宽数据TK1Time进行判别,其判别方式前面已经进行了详细的描述,本领域技术人员在结合图10、11和12能够清楚地理解相应的过程,在此不再赘述。

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