一卡通刷卡器課程設計說明書

1、<p><b>　　《 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 》</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　題 目： 公交一卡通刷卡器 </p><p>　　院 （系）： 信息科學與工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 電子科學與技術(shù) &l

2、t;/p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　?。ㄕn程設計時間：2014 年 11 月24 日——2014 年 12 月 5 日）<

3、;/p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 課程設計任務書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、總體設計1</b></p><p>　　1.1 公交一卡通介紹1</p><p>　　1.2 設計原理圖1</p><p>&l

4、t;b>　　二、硬件設計2</b></p><p>　　2.1 RFID技術(shù)簡介2</p><p>　　2.2射頻卡簡介2</p><p>　　2.3 最小系統(tǒng)模塊3</p><p>　　2.4 顯示屏模塊3</p><p><b>　　三、軟件設計4</b><

5、/p><p>　　3.1 RIFD模塊驅(qū)動4</p><p>　　3.2 余額扣減模塊4</p><p><b>　　3.3 主函數(shù)5</b></p><p><b>　　四、系統(tǒng)測試6</b></p><p>　　4.1 初始狀態(tài)顯示6</p><

6、p>　　4.2 刷卡扣款功能測試7</p><p><b>　　總結(jié)8</b></p><p><b>　　一、總體設計</b></p><p>　　1.1 公交一卡通介紹</p><p>　　交通一卡通是在公共交通領(lǐng)域應用 IC 卡刷卡消費的信息系統(tǒng)。消費者手持 一張非接觸 IC 卡，即

7、可方便、快捷的刷卡乘坐公交車、出租車、地鐵等公共交 通工具。以此為基礎，還可實現(xiàn)停車場、路橋、加油/加氣、連鎖超市、便利店、 藥店、餐飲、學校等眾多方面的小額消費結(jié)算。 </p><p>　　目前，全國已有 89 個城市開始了符合建設部標準的交通一卡通的應用，一 卡通總發(fā)卡量已達 1 億張。其中北京發(fā)行 1300 萬張、上海發(fā)行 1500 萬張、廣州 發(fā)行 700 萬張，重慶發(fā)行 400 萬張等等 。 對全國大多

8、數(shù)省市而言，交通一卡通已成為主流，城際和區(qū)域交通一卡通正 在部署，并且初步形成了一卡通產(chǎn)業(yè)，一卡多用已經(jīng)成為城市公共交通服務發(fā)展的必然。</p><p><b>　　1.2 設計原理圖</b></p><p>　　公交一卡通刷卡器的設計原理圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 設計原理圖</p><p>&l

9、t;b>　　二、硬件設計</b></p><p>　　2.1 RFID技術(shù)簡介</p><p>　　RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取關(guān)數(shù)據(jù)，RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，識別工作無須人工干預，可工作

10、于各種惡劣環(huán)境，操作快捷方便。RFID技術(shù)應用于物流、制造、公共信息服務等行業(yè)，可大幅提高管理與運作效率，降低成本。</p><p>　　RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。它的基本組成部分包括電子標簽(Tag)，閱讀器(Reader)，天線(Antenna)。RFID技術(shù)的基本工作原理是：當標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出

11、的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。射頻標簽與讀寫器之間的數(shù)據(jù)交換構(gòu)成的是一個無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。射頻標簽與讀寫器之間交換的是數(shù)據(jù)，由于采用無接觸方式通信，還存在一個空間無線信道。因而，射頻標簽與讀寫器之間的數(shù)據(jù)交換構(gòu)成的是一個無線數(shù)據(jù)

12、通信系統(tǒng)。在這樣的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型下，射頻標簽是數(shù)據(jù)通信的一方，讀寫器是通信的另一方。要實現(xiàn)安全、可靠、有效的數(shù)據(jù)通信目的，數(shù)據(jù)通信的雙方必須遵守相互約定的通信協(xié)議。</p><p><b>　　2.2射頻卡簡介</b></p><p>　　目前市面上的卡有很多種類：條碼、磁卡、接觸式IC卡，非接觸式IC卡等，條碼和磁卡，在超市和銀行方面應用的比較多，接觸式IC卡，以

13、前在公共電話中用的比較多，但接觸式IC卡，芯片外露易壞、易折，而非接觸式IC卡既射頻卡，它把芯片和線圈封裝卡片內(nèi)，不容易損壞、不怕惡劣的環(huán)境，現(xiàn)在社會上很流行，可靠性也高。根據(jù)卡的分析，我選擇了目前流行最廣，可靠性高，成本低的只讀卡，即非接觸式IC卡。</p><p>　　2.3 最小系統(tǒng)模塊</p><p>　　AT89S52 是一個低功耗高性能單片機，40 個引腳，32 個外部雙向輸入

14、/輸出（I/O）端口，片內(nèi)含8k bytes 的可重復編程的Flash 存儲器和256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），3 個16 位可編程定時計數(shù)器，1 個全雙工串行通信口，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51 指令系統(tǒng)。AT89S52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。 AT89S52的管腳如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 AT89S5

15、2管腳圖</p><p><b>　　2.4 顯示屏模塊</b></p><p>　　帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。可以顯示8×4行16

16、×16點陣的漢字， 也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也比較低廉。LCD12864如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 LCD12864實物圖</p><p><b>　　三、軟件設計</b></p>

17、<p>　　3.1 RIFD模塊驅(qū)動</p><p>　　首先錄入可用的IC卡的KID，用串口小組手讀取IC卡的十一位數(shù)據(jù)，錄入程序中。本組使用的IC卡ID為{0x7f,0x09,0x10,0x00,0x04,0x00,0x84,0xc4,0x18,0xa0,0xe5}。每次刷卡時，標志位RI置1，RFID射頻識別模塊讀取的IC卡數(shù)據(jù)存放在SBUF中，dat = SBUF，并將RI復位。比較dat與

18、KID相等時，即驗證IC卡為可用的卡時，扣減余額。</p><p>　　IC卡識別程序段如下所示：</p><p>　　if(flag==11)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　match_success_flag = 1;//IC卡驗證成功標志</p><p><

19、;b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　match_success_flag = 0;//IC卡驗證失敗</p><p><b>　　}</b></p>&l

20、t;p><b>　　n=0;</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p>　　3.2 余額扣減模塊</p><p>　　當IC卡識別可用后，match_success_flag置1，觸發(fā)一個減法操作，對IC卡內(nèi)的金額進行扣減，money -= 2，即扣減2元。同時用match_succ

21、ess_flag = -1將身份識別標志位置位-1。在顯示屏上顯示扣減金額和IC卡余額。</p><p>　　當IC卡驗證失敗時，即match_success_flag = 0，說明IC卡不是正確的卡，不扣減余額。在顯示屏上提示刷卡失敗。</p><p><b>　　3.3 主函數(shù)</b></p><p>　　本設計的主函數(shù)如下所示：</

22、p><p>　　uint money = 100; //初始金額</p><p>　　init_12864(); //顯示屏驅(qū)動模塊</p><p>　　DisplayString(1,0," 公交刷卡系統(tǒng) ");</p><p>　　DisplayString(2,0,"金蕾 肖巧云&quo

23、t;);</p><p>　　DisplayString(3,0," 請刷卡消費 ");</p><p>　　UART_Init(); //RFID射頻識別模塊驅(qū)動</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></

24、p><p>　　if (1 == match_success_flag) //IC卡識別成功標志</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DisplayString(4,0,"-2元 余額：");</p><p>　　money -= 2; //扣減2元&

25、lt;/p><p>　　Display_X(4,6,money);</p><p>　　DisplayString(4,7,"元");</p><p>　　delayms(1000);</p><p>　　DisplayString(4,0," ");</p>&

26、lt;p>　　match_success_flag = -1; //標志位復位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if (0 == match_success_flag) //IC卡識別失敗</p><p><b>　　{</b></p>&

27、lt;p>　　DisplayString(4,0,"刷卡失敗 ");</p><p>　　delayms(1000);</p><p>　　DisplayString(4,0," ");</p><p>　　match_success_flag = -1;</p>

28、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　四、系統(tǒng)測試</b></p><p>　　4.1 初始狀態(tài)顯示</p><p>　　初始狀態(tài)的顯示如圖4-1所示，初始狀態(tài)下扣款金額和余額都沒有顯示。</p&g

29、t;<p>　　圖4-1 初始狀態(tài)顯示</p><p>　　4.2 刷卡扣款功能測試</p><p>　　第一次刷卡后如圖4-2所示，扣款2元，卡內(nèi)余額為96元。</p><p>　　圖4-2 第一次刷卡 </p><p>　　第二次刷卡后如圖4-3所示，扣款2元卡內(nèi)余額為94元。 </p><p>

30、　　圖4-3 第二次刷卡</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次設計的課題是公交一卡通刷卡器。主要是用RIFD技術(shù)，用單片機最小系統(tǒng)做核心處理器，并具有一定的顯示和提示功能。</p><p>　　第一次在課程設計中用到RFID技術(shù)，不是很熟練，所以設計初期感覺有些無從下手。不過，通過查閱相關(guān)的資料，加上同學的講解，最

31、終對RFID有所了解，這才開始著手設計。而我主要負責硬件部分和RFID射頻識別模塊。</p><p>　　這次的設計，硬件部分比較簡單，在最小系統(tǒng)的基礎上，加入一個12684顯示屏，并用RFID板來識別IC卡。通過日案件控制，設置初始的金額為100元，并且每刷一次IC卡，RFID識別一次，就扣除2元的金額，實現(xiàn)公交一卡通刷卡的功能。</p><p>　　通過此次課程設計，使我對RFID技術(shù)

32、有所了解，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　實驗過程中，還對團隊合作精神的進行了考察，讓我和搭檔在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。此次設計也讓我