CN102446525B - 磁记录方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁记录方法及装置。其中，该磁记录方法包括：接收票据信息；获取附加信息，其中，附加信息为标识磁票有效性的信息；采用第一记录方式记录所述票据信息；以及采用第二记录方式记录所述附加信息。通过本发明，能够使得记录在磁票中的磁信息难以被复制。

Description

磁记录方法及装置

技术领域

本发明涉及一种磁记录方法及装置。

背景技术

利用磁票上的磁信息进行信息记录来作为支付凭证，是一种广泛应用的技术。在磁条上进行磁信息记录时，常用的记录方式是F2F记录方式，即双频相位相干编码记录方式，具体为在两个时钟之间有一个磁通翻转记为“1”、无磁通翻转记为“0”，此种磁信息记录方式只利用了频率信号记录信息，而磁信号的幅度不携带信息。常用的磁信息记录设备，如高铁、地铁中行业中使用的磁票制票机，也采用F2F记录方式，由于这种磁信息的记录方式无任何防复制措施，只要使用简单的读磁装置即可读出磁条上的磁信息，并进行复制。

针对相关技术中磁票上的磁信息容易被复制问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对磁票上的磁信息容易被复制的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种磁记录方法及装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磁记录方法。该磁记录方法包括：接收票据信息；获取附加信息，其中，附加信息为标识磁票有效性的信息；采用第一记录方式记录所述票据信息；以及采用第二记录方式记录所述附加信息。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种磁记录装置。该磁记录装置包括：获取机构，用于获取附加信息；通信单元，用于接收票据信息；记录机构，用于采用第一记录方式记录所述票据信息；以及采用第二记录方式记录所述附加信息。

通过本发明，采用接收票据信息；获取附加信息，其中，附加信息为标识磁票有效性的信息；采用第一记录方式记录所述票据信息；以及采用第二记录方式记录所述附加信息的方法，解决了磁票上的磁信息容易被复制的问题，进而达到了使得磁票上的磁信息难以被复制，并进一步提高磁票安全性的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1A是根据本发明第一实施例磁记录装置的示意图；

图1B是根据本发明第二实施例磁记录装置的示意图；

图2是根据本发明第三实施例的磁记录装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的磁记录装置调制器的示意图；

图4A是根据本发明实施例的磁信息记录方法的第一实施例的流程图；

图4B是根据本发明实施例的磁信息记录方法的第二实施例的流程图；

图5是根据本发明实施例的磁信息记录方法的第三实施例的流程图；

图6是根据本发明实施例的多幅值编码的示意图；

图7是本发明实施例的F2F编码的信号波形示意图；

图8是根据本发明第一实施例的4幅值编码的信号波形示意图；

图9是根据图8所示的4幅值编码的信号波形和图6所示的F2F编码的信号波形生成的写磁信号波形示意图；

图10是根据本发明第二实施例的4幅值编码的信号波形示意图；

图11是根据图10所示的4幅值编码的信号波形和图6所示的F2F编码的信号波形生成的写磁信号波形示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1A是根据本发明第一实施例的磁记录装置的示意图。

如图1A所示，该磁记录装置包括：获取机构10，通信单元16以及记录机构11。

其中，获取机构10用于获取附加信息，其中，所述附加信息为标识磁票有效性的信息；通信单元16用于接收票据信息；记录机构11用于采用第一记录方式记录所述票据信息；以及采用第二记录方式记录所述附加信息。

对于该实施例中的记录机构11，可以为采用不同调制方式的记录机构。

在该实施例中，由于磁记录装置中记录机构采用不同的记录方式分别记录票据信息和标识磁票有效性的附加信息，在复制磁票中的磁信息时，不仅需要利用不同的方式读取票据信息、附加信息，而且还需要采用不同记录方式对票据信息、附加信息进行记录，因而可以有效地增加了磁票中磁信息的复制难度。

图1B是根据本发明第二实施例磁记录装置的示意图。

在该实施例中，记录机构11包括调制器24和写磁单元26。

如图1B所示，该磁记录装置包括：获取机构10，通信单元16调制器24以及写磁单元26。

其中，获取机构10，用于获取附加信息，其中，所述附加信息为标识磁票有效性的信息；通信单元16，用于接收票据信息；调制器24，用于对票据信息和附加信息进行调制，其中，对票据信息进行第一调制，对附加信息进行第二调制，例如，对票据信息进行调频，对附加信息进行调幅，或者，也可以对票据信息进行调幅，对附加信息进行调频；以及写磁单元26，用于根据调制后的信号将票据信息和附加信息记录到磁票中。

在该实施例中，由于增加了标识磁票有效性的附加信息，并且对票据信息和附加信息采用不同的调制方式，即，对票据信息和附加信息采用不同的记录方式，因而，增加了磁信息的复制难度，同时由于附加信息能够对磁票的有效性进行校验，因此提高了磁票安全性。

图2是本发明第三实施例的磁记录装置的示意图，下面依图进行说明。

如图2所示，磁记录装置包括：控制器12，通信单元16，对票据数据进行处理的信息处理单元18，进行数据编码的第一编码器20、第二编码器22，对编码数据进行调制的调制器24，写磁单元26及存储各种数据的存储单元14。

其中，控制器12，接收及分析各种数据，根据不同的数据对相应模块的操作进行控制。比如，控制通信单元24与主机或网络设备(图中未示出)等之间的数据通信，控制信息控制单元18进行票据信息处理，控制第一编码器20对票据信息D1、第二编码器22对附加信息D2进行编码，控制写磁单元26进行写磁操作等。

通信单元16，为控制器12与主机或网络设备(图中未示出)等之间的数据交互提供通信通路，如接收票据信息的写磁指令、票据信息的处理指令等。

信息处理单元18，按照一定规则对从通信单元16接收的票据信息进行处理，生成票据信息的附加信息，通过该附加信息可以对票据信息进行检验，从而验证磁票的有效性；其中，票据信息D1传送到第一编码器20，附加信息D2传送到第二编码器22。

第一编码器20，按照一定的规则对票据信息D1进行第一编码，常用的编码方式为F2F编码，即双频相位相干编码；编码后生成的第一编码数据D11传送到调制器24。

第二编码器22，按照不同于第一编码器的编码规则对附加信息D2进行第二编码，常用的编码方式为多幅值编码，编码后生成的第二编码数据D21传送到调制器24。

优选地，在第一调制为调频，第二调制为调幅时，第一编码器用于对票据信息进行双频相位相干编码，第二编码器用于对附加信息进行多幅值编码；在第一调制为调幅，第二调制为调频时，第一编码器用于对票据信息进行多幅值编码，第二编码器用于对附加信息进行双频相位相干编码。

调制器24，对第一编码器20生成的第一编码数据D11和第二编码器22生成的第二编码数据D21进行调制，把数字信号变成模拟信号，生成复合的模拟控制信号M0，控制写磁单元26的磁场变化。

写磁单元26，由调制器24生成的模拟信号M0控制写磁单元26上的磁场变化，如磁场方向的变化、磁场强度的变化等，对磁票上的磁条进行磁化，把票据信息D1和附加信息D2记录在磁票磁条上。

存储单元14，用于暂时存储磁记录装置中的各种数据，如票据数据D1、附加数据D2、第一编码数据D11、第二编码数据D21等。

第一实施例中的获取机构10可以包括通信单元16和信息处理单元18，用于从外部获取附加信息或者根据票据信息生成附加信息，也可以是控制器12从存储单元14中获取附加信息的机构。

上述根据本发明实施例所提供的磁信息记录装置，能够通过对磁信号的幅值进行调制、使磁信号幅值携带信息，然后以F2F编码方式记录票据信息，以多幅值编码方式记录票据信息的附加信息，通过写磁设备把票据信息和附加信息写在磁票的磁条中。由于采用两种磁记录方式进行记录，因而增加了磁信息的复制难度；同时由于附加信息能够对磁票的有效性进行校验，因此进一步提高了磁票信息的安全性。

图3为调制器的示意图，下面参考图3说明本调制器的组成。

调制器包括调频调制器241、调幅调制器242及乘法器243，其中，调频调制器241包括第一逻辑转换电路2411、全桥驱动电路2412，调幅调制器242包括第二逻辑转换电路2421、可变恒流源电路2422；具体为，第一逻辑转换电路2411进行第一编码数据D11到全桥驱动电路2412输入数据之间的逻辑转换，把第一编码数据D11转换为第一逻辑数据；第二逻辑转换电路2421进行第二编码数据D21到可变恒流源电流电路2422输入数据之间的逻辑转换，把第二编码数据D21转换为第二逻辑数据；全桥驱动电路2412根据第一逻辑数据输出控制写磁单元26磁场方向变化的信号M01；可变恒流源电路2422根据第二逻辑数据输出控制写磁单元26磁场强度变化的信号M02；全桥驱动电路2412的输出信号M01和可变恒流源电路2422的输出信号M02通过乘法器243后合成在一起，形成信号M0，由信号M0控制写磁单元26在磁场方向变化的同时磁场强度也可以变化。

图4A为根据本发明的磁信息记录方法的第一实施例的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S100，接收票据信息。

例如，可以经由前述的通信单元16接收来自外部设备的票据信息。

步骤S102，获取附加信息，其中，所述附加信息为标识磁票有效性的信息。

该附加信息可以是信息处理单元18对从通信单元16接收的票据信息进行处理而得到的信息，也可以是磁记录装置预置在存储单元14中的预置信息，如用于表示票据信息幅值变化的固定数据；或者磁记录装置所在车站的编号、磁记录装置编号等信息。

步骤S104，采用第一记录方式记录所述票据信息，以及采用第二记录方式记录所述附加信息。其中，在该实施例中采用不同的记录方式进行记录可以包括采用不同的调制方式进行调制。

由于采用两种磁记录方式分别对票据信息和附加信息进行记录，提高了磁信息的识别难度，从而提高了磁票的复制难度。

图4B为根据本发明的磁信息记录方法的第二实施例的流程图，详细的处理流程如下：

步骤S10，获取附加信息。

磁记录装置获取的附加信息，可以是信息处理单元18对从通信单元16接收的票据信息进行处理而得到的信息，也可以是磁记录装置预置在存储单元14中的预置信息，如用于表示票据信息幅值变化的固定数据；或者磁记录装置所在车站的编号、磁记录装置编号等信息。

步骤S12，对票据信息和附加信息进行调制。

其中，对票据信息进行调频，以及对附加信息进行调幅。其中，在对票据信息和附加信息进行调制之前，还可以对票据信息、附加信息进行编码，并且在对票据信息、附加信息进行编码时，既可以由第一编码器20对票据信息进行第一编码、由第二编码器22对附加信息进行第二编码，也可以由第二编码器22对票据信息进行第二编码、由第一编码器20对附加信息进行第一编码。

步骤S14，根据调制后的信号将票据信息和附加信息记录到所述磁票中。或者，根据调制信号把票据信息和附加信息记录在磁票的磁道上。

对票据信息和附加信息编码后的数据进行分别调制后合成，输出合成后的调制信号，然后由调制信号控制写磁单元26进行写磁操作，把票据信息和附加信息记录在磁票磁条上。

通过两种磁记录方式分别对票据信息和附加信息进行记录，提高了磁信息的识别难度，从而提高了磁票的复制难度。

图5为根据本发明的磁信息记录方法的第三实施例的流程图，详细的处理流程如下：

步骤S20，对票据信息进行处理，生成附加信息。

票据信息，指与磁票相关的内容，如起始车站、到达车站、车票金额、发车时间、车次等信息；由信息处理单元14按照一定的规则对票据信息进行处理，生成附加信息，使附加信息与票据信息具有一一对应的关系；该票据信息的处理规则，可以是设定的校验算法，如CRC校验算法等；也可以是加密算法，如哈希加密算法等。在票据信息处理规则保密的情况下，普通的磁记录装置无法生成附加信息，从而能够有效防止磁票的非法复制。

步骤S22，对票据信息进行第一编码、对附加信息进行第二编码。

由第一编码器20对票据信息进行第一编码，常用的编码方法为F2F编码；由第二编码器22对附加信息进行第二编码，常用的编码方法为多幅值编码。以图6的4幅值编码来说明多幅值编码的基本原理，横轴方向，表示数据编码值，可以是二进制或十进制等；纵轴方向，表示信号的幅值；多幅值的编码原则为每一数据编码值对应唯一的幅值，幅值的分档越多，幅值信号可编码的数据量越大；通常按照数据的数值和幅值成正比的关系进行编码。图6中幅值分为4档，按照从大到小进行排列，4档幅值分别是A3、A2、A1、A0；按照数据的数值和幅值成正比的对应关系进行数据到幅值间的编码，则数据3编码为幅值A3、数据2编码为幅值A2、数据1编码为幅值A1、数据0编码为幅值A0；当数据以二进制表示时，则数据11、10、01、00分别编码为幅值A3、A2、A1、A0，即2比特长的数据编码为4档的幅值；由于数据通常以二进制表示，编码数据长度与幅值分档之间的关系为n比特长的数据编码为2n档的幅值，n＝2、3、4等常数，因此在进行2n档幅值编码时，需要把数据分为多个比特数为n的比特分组，每个分组为一个n幅值编码数据，每个n幅值编码数据对应一个幅值。

下面以图7说明票据信息的编码方法，其中，票据信息以F2F编码方法，其规则是在两个时钟t之间有磁通反转表示数据“1”、无磁通反转表示数据“0”，既磁通的反转频率随着磁票数据的变化而变化，属于频率调制，以票据信息D1等于“11101101”为例说明其F2F编码波形，图中所有波形的变化与CLOCK同步，按照从左到右的顺序对票据信息D1的每一比特进行排序，则第一比特“1”表示在时钟t0～t1之间有磁通反转(下降沿40)、第二比特“1”表示在时钟t1～t2之间有磁通反转(上升沿41)、第四比特“0”表示在时钟t3～t4之间无磁通反转(高幅值42)、第七比特“0”表示在时钟t6～t7之间无磁通反转(低幅值43)，票据信息D1的F2F编码数据的波形如图7中波形D11所示。

以图8、图10共同说明附加信息的编码方法，其中，附加信息以多幅值编码方法进行编码，以4幅值编码为例进行说明，其规则是幅值分为4档、数据的数值和幅值成正比，图8中的4幅值编码方法和图10中的4幅值编码方法的唯一区别为图6中的幅值信号在每一个时钟周期幅值变化一次，而图8中的幅值信号在每两时钟周期幅值变化一次。按照编码数据的比特长度n与幅值分档数2n之间的关系，要以两(n＝2)比特为一组对附加信息D2进行幅值编码，以附加信息D2为“0001101110010010”进行说明，进行4幅值编码时，D2进行2比特组分组后，其分组数据为“00”、“01”、“10”、“11”、“10”、“01”、“00”、“10”。当每个时钟周期幅值变化一次，其多幅值编码数据D21_1a同分组数据相同，即为“00”、“01”、“10”、“11”、“10”、“01”、“00”、“10”，多幅值编码数据D21_1a的幅值波形如图8中的D21_1b所示，幅值在A0～A3之间变化；当每两时钟周期幅值变化一次，还要对分组数据进行处理，对每一分组都重复一次，即多幅值编码数据D21_2a为“00”、“00”、“01”、“01”、“10”、“10”、“11”、“11”、“10”、“10”、“01”、“01”、“00”、“00”、“10”、“10”，图10中的多幅值编码数据D21_2a只列出了前8组编码数据，其幅值波形如图10中的D21_2b所示，幅值在A0～A3之间变化。

当然，还可以把幅值分为更多档，幅值分档越多，则每个幅值可以代表的信息越多；每个幅值变化占用的时钟周期越多，则幅值信息的变化频率越低，在信号识别时也更可靠。

步骤S24，对编码数据进行调制，对票据信息和附加信息进行写磁操作。

调制器24对票据信息进行调频，例如，由调制器24的调频调制器241把第一编码数据控制D11转换为控制磁场方向变化的信号M01；调制器24对附加信息进行调幅，例如，由调幅调制器242把第二编码数据D21转换为控制磁场强度变化的信号M02，然后由乘法器243把控制磁场方向变化的信号M01和控制磁场强度变化的信号M02合成为既能控制磁场方向变化又能磁场强度变化的信号M0，由M0控制写磁单元26的磁场变化，把票据信息和附加信息记录在磁票磁条上。

通过图9、11共同说明信号M01、M02、M0的波形；其中，信号M01是票据信息D1经F2F编码后生成的第一编码数据D11转换而成，图8中的信号M02_1、图10中的信号M02_2是附加信息D2分别按照图7中的4幅值编码方法进行编码后生成的第二编码数据D21_1、按照图9中的4幅值编码方法进行编码后生成的第二编码数据D21_2转换而成的，图9中的信号M0_1和图11中的信号M0_2为信号M0_1分别与信号M02_1、M02_2进行相乘操作生成的。从图9、图11中可以看出，信号M01的幅值恒定不变；信号M02_1的幅值在A0～A3之间变化，其每一个时钟周期变化一次；信号M02_2的幅值在A0～A3之间变化，其每两个时钟周期变化一次；而信号M0_1、M0_2不仅磁通方向进行切换，其幅值也在A0～A3之间进行变化，二者的区别是信号M0_1每一个时钟周期幅值变化1次，而信号M0_2每两个时钟周期幅值变化1次。

通过对票据信息进行处理，并同时记录票据信息和附加信息的方式，提高了票据信息记录的可靠性；通过对附加信息进行多幅值编码，使磁信号幅值传输信息的方式，不仅增加了磁条的记录容量，还提高了磁票的复制难度。

本发明提供的磁信息的编码方式和磁信息的记录方式，能够通过增加对磁信号幅值进行编码的多幅度编码方法，使磁信息记录方式从单一的F2F编码方式变为F2F编码和多幅值编码相结合的方式，然后，通过磁信号的幅值携带附加信息。

本发明通过对多幅值编码进行数据调制、由磁信号幅值记录信息的方式，使磁票上磁条的磁信号幅值从恒定不变变为可控的有序变化，因此，不仅通过磁票磁条的磁通翻转传输信息、而且磁信号幅值也传输信息，使磁票复制时，不仅要复制磁条的磁通变化，还要复制磁信号的幅值变化，明显增加了磁票的复制难度；通过F2F编码记录票据信息、通过多幅值编码记录附加信息、由附加信息对票据信息进行有效检验的方式，提高了票据信息记录的可靠性。

从以上的描述中，可以看出，本发明通过增加磁信息记录方式的种类从而增加了磁票中磁信息的复制难度，而且便于实施，并且不增加磁记录设备成本，有效的提到了磁性车票的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种磁记录方法，其特征在于，包括：

接收票据信息；

获取附加信息，其中，所述附加信息为标识磁票有效性的信息；

采用第一记录方式记录所述票据信息；以及

采用第二记录方式记录所述附加信息，

其中，采用第一记录方式记录所述票据信息以及采用第二记录方式记录所述附加信息包括：

对所述票据信息和所述附加信息进行调制，包括：

对所述票据信息进行第一调制；

对所述附加信息进行第二调制；以及

根据调制后的信号将所述票据信息和所述附加信息记录到所述磁票中，

其中，所述第一调制和所述第二调制中之一为调频，另一个为调幅。

2.根据权利要求1所述的磁记录方法，其特征在于，在对所述票据信息和所述附加信息进行调制之前，所述方法还包括：

对所述票据信息进行第一编码；以及

对所述附加信息进行第二编码。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对所述票据信息进行调频，对所述附加信息进行调幅时，所述第一编码为双频相位相干编码，所述第二编码为多幅值编码；在对所述票据信息进行调幅，对所述附加信息进行调频时，所述第一编码为多幅值编码，所述第二编码为双频相位相干编码。

4.根据权利要求3所述的磁记录方法，其特征在于，

对所述票据信息或所述附加信息进行调频包括：

将第一编码之后的数据转换为第一逻辑数据；

根据所述第一逻辑数据得到控制磁场方向变化的第一信号；

对所述附加信息或所述票据信息进行调幅包括：

将第二编码之后的数据转换为第二逻辑数据；

根据所述第二逻辑数据得到控制磁场强度变化的第二信号；

根据调制后的信号将所述票据信息和所述附加信息记录到所述磁票中包括：

对所述第一信号和所述第二信号进行合成，得到既能控制磁场方向变化又能控制磁场强度变化的第三信号，

根据所述第三信号将所述票据信息和所述附加信息记录到所述磁票中。

5.根据权利要求1所述的磁记录方法，其特征在于，获取附加信息包括按照以下方式之一进行获取：

对所述票据信息进行处理，得到所述附加信息；以及

获取预先存储的附加信息。

6.根据权利要求5所述的磁记录方法，其特征在于，对所述票据信息进行处理，得到所述附加信息包括进行以下处理：

利用检错编码方法对所述票据信息进行处理，得到所述附加信息；和/或

利用加密方法对所述票据信息进行处理，得到所述附加信息。

7.一种磁记录装置，其特征在于，包括：

获取机构，用于获取附加信息，其中，所述附加信息为标识磁票有效性的信息；

通信单元，用于接收票据信息；以及

记录单元，用于采用第一记录方式记录所述票据信息，采用第二记录方式记录所述附加信息，

其中，所述记录单元包括：

调制器，用于对所述票据信息和所述附加信息进行调制，其中，对所述票据信息进行第一调制，对所述附加信息进行第二调制，其中，所述第一调制和所述第二调制中之一为调频，另一个为调幅；以及

写磁单元，用于根据调制后的信号将所述票据信息和所述附加信息记录到所述磁票中。

8.根据权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于，还包括：

第一编码器，用于对所述票据信息进行第一编码；以及

第二编码器，用于对所述附加信息进行第二编码。

9.根据权利要求8所述的磁记录装置，其特征在于，所述调制器包括：

第一逻辑转换电路，用于将第一编码之后的数据转换为第一逻辑数据；

全桥驱动电路，用于根据第一逻辑数据输出控制所述写磁单元磁场方向变化的第一信号；

第二逻辑转换电路，用于将第二编码之后的数据转换为第二逻辑数据；

可变恒流源电路，用于根据第一逻辑数据输出控制所述写磁单元磁场强度变化的第二信号；以及

乘法器，用于将所述第一信号和所述第二信号合成在一起，形成第三信号，

其中，所述写磁单元用于根据所述第三信号将所述票据信息和所述附加信息记录到所述磁票中。

10.根据权利要求8所述的磁记录装置，其特征在于，在所述第一调制为调频，所述第二调制为调幅时，所述第一编码器用于对所述票据信息进行双频相位相干编码，所述第二编码器用于对所述附加信息进行多幅值编码；在所述第一调制为调幅，所述第二调制为调频时，所述第一编码器用于对所述票据信息进行多幅值编码，所述第二编码器用于对所述附加信息进行双频相位相干编码。

11.根据权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于，还包括：

存储单元，用于存储所述附加信息，

其中，所述获取机构用于从所述存储单元获取所述附加信息。

12.根据权利要求7所述的磁记录装置，其特征在于，所述获取机构包括：

信息处理单元，用于对所述票据信息进行处理，得到所述附加信息。