目前,許多高校在機(jī)房管理上使用了IC卡,其中少數(shù)機(jī)房是使用接觸式IC卡,眾所周知,接觸式IC卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC卡,因此很多接觸式IC卡基本已被非接觸式IC卡取代。 經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),使用IC卡的機(jī)房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個(gè)機(jī)房中配置了1個(gè)IC卡讀寫(xiě)終端和1臺(tái)監(jiān)控機(jī)。IC卡讀卡終端只是一個(gè)普通的讀卡器,只負(fù)責(zé)讀取卡內(nèi)信息,并通過(guò)串口等通信方式將IC卡信息傳輸給監(jiān)控機(jī),讀卡終端本身沒(méi)有信息存儲(chǔ)功能,實(shí)際的計(jì)費(fèi)管理完全是通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制,監(jiān)控計(jì)算機(jī)向中心服務(wù)器端定時(shí)或?qū)崟r(shí)傳輸刷卡信息。由于整個(gè)系統(tǒng)要占用一臺(tái)微機(jī),而且中間的信息傳遞、計(jì)費(fèi)環(huán)節(jié)都要由它來(lái)完成,不僅浪費(fèi)資源,而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下,會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題和漏洞: 1)可靠性不高 由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸只是暫時(shí)保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中,如果監(jiān)控計(jì)算機(jī)遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障,將出現(xiàn)無(wú)法挽回的后果。而且由于學(xué)生信息都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中,因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點(diǎn)未完全體現(xiàn) IC卡除了能標(biāo)識(shí)身份外,還有電子錢(qián)包功能,能對(duì)其進(jìn)行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做標(biāo)識(shí)身份,實(shí)際的每次扣款,都是由監(jiān)控計(jì)算機(jī)和中心服務(wù)器來(lái)完成,基本與讀卡設(shè)備無(wú)關(guān)。 3)不方便學(xué)生上機(jī)和收費(fèi)管理 學(xué)生每次上機(jī)刷卡,都要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接中心服務(wù)器端,由中心服務(wù)器端讀出學(xué)生信息,進(jìn)行核對(duì),而且對(duì)學(xué)生的扣款需要額外的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)費(fèi)處理,顯得比較繁瑣。 鑒于以上問(wèn)題,為提高機(jī)房管理效率,降低工作強(qiáng)度,并及時(shí)處理機(jī)房發(fā)生的故障,采用機(jī)房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計(jì)費(fèi)的大部分功能,并且增加存儲(chǔ)功能,這樣就可以減少監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān),甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務(wù)器通信,不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC卡的功能,還降低了財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算帶來(lái)的麻煩。 目前已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)房管理的解決方案主要有3種方式,即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號(hào)方式和門(mén)禁方式。鑒于設(shè)計(jì)要求,并且考慮到安全、可靠、簡(jiǎn)單等因素,如果在軟硬件結(jié)合控制方式中,把更多的任務(wù)交由讀卡終端,比如由讀卡終端來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)管理,同時(shí)如果讀卡終端能實(shí)現(xiàn)TCP/IP通信,那么監(jiān)控計(jì)算機(jī)的任務(wù)就大大降低,甚至可以由讀卡終端直接與中心服務(wù)器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)。本論文的設(shè)計(jì)就是基于這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠,實(shí)時(shí)性要好,另外考慮到性價(jià)比等因素,綜合考慮選擇將C/OS-II操作系統(tǒng)移植到ARM7上作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在此平臺(tái)基礎(chǔ)上,考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實(shí)現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問(wèn)題出發(fā),結(jié)合本論文研究的應(yīng)用對(duì)象,決定使用嵌入式操作系統(tǒng),此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧+嵌入式操作系統(tǒng)+微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC卡機(jī)房管理終端的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入,能夠正確讀寫(xiě)IC卡信息,增加了SD卡存儲(chǔ)功能,完成計(jì)費(fèi)操作,實(shí)現(xiàn)液晶顯示功能,能夠通過(guò)以太網(wǎng)或串口直接與服務(wù)器通信。 本文詳細(xì)介紹了整個(gè)機(jī)房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計(jì),給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7處理器上的詳細(xì)移植過(guò)程,介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法,同時(shí)也提供了一種多卡操作的防沖突機(jī)制。 同目前大多數(shù)機(jī)房管理系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)有如下特點(diǎn): 1)由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和反應(yīng)時(shí)間,任務(wù)管理和調(diào)度更加方便有效。 2)由讀卡終端來(lái)進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作,降低了服務(wù)器端的工作壓力,同時(shí)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。 3)增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,提高了系統(tǒng)的可靠性,有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復(fù)。 4)增加了對(duì)無(wú)效卡、注銷卡和欠費(fèi)卡的判斷與處理,對(duì)惡意操作或者有意或者無(wú)意的逃費(fèi)操作采取了積極有效的措施。 5)以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點(diǎn),使得通信更加方便、高效,并且可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸和控制。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TP308;TN409
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 選題依據(jù)與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀分析
    1.3 本文的研究任務(wù)
    1.4 本論文的組織結(jié)構(gòu)
第2章 設(shè)計(jì)方案論證與選擇
    2.1 設(shè)計(jì)需求
    2.2 方案選擇
第3章 硬件設(shè)計(jì)
    3.1 硬件總體概述
    3.2 Miniarm2378 工控模塊
    3.3 電源、復(fù)位與調(diào)試電路
    3.4 SD 卡接口電路
    3.5 射頻卡接口電路
    3.6 以太網(wǎng)接口電路
        3.6.1 以太網(wǎng)簡(jiǎn)介
        3.6.2 以太網(wǎng)控制器簡(jiǎn)介
        3.6.3 以太網(wǎng)電路連接
    3.7 UART 接口電路
    3.8 液晶接口電路
第4章 嵌入式μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)移植
    4.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
        4.1.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概述
        4.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史
        4.1.3 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必要性
        4.1.4 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)
    4.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在LPC2378 上的移植
        4.2.1 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)
        4.2.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        4.2.3 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)在LPC2378 上的移植
第5章 軟件設(shè)計(jì)
    5.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
    5.2 軟件總體規(guī)劃
    5.3 多任務(wù)的規(guī)劃
    5.4 主程序設(shè)計(jì)
        5.4.1 主程序設(shè)計(jì)
        5.4.2 系統(tǒng)的初始化
    5.5 IC 卡的尋卡、讀寫(xiě)程序
    5.6 UART2 數(shù)據(jù)接收任務(wù)
    5.7 SD 卡讀寫(xiě)程序設(shè)計(jì)
    5.8 以太網(wǎng)程序設(shè)計(jì)
        5.8.1 TCP/IP 協(xié)議簡(jiǎn)介
        5.8.2 ZLG/IP 協(xié)議棧和以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)
        5.8.3 Socket 編程實(shí)現(xiàn)基于TCP 的客戶端通信
    5.9 其他設(shè)計(jì)
第6章 系統(tǒng)測(cè)試與分析
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)

【引證文獻(xiàn)】

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1 劉青正;楊浩;;基于ARM的射頻卡考勤系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];福建電腦;2011年06期

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2 陳余才;自動(dòng)氣象站可視化監(jiān)控系統(tǒng)與防雷電功能設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2867943