文档介绍：成都理工大学
硕士学位论文
基于ARM的IC卡机房管理终端设计
姓名:李佳南
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术与仪器
指导教师:方方;周建斌
20090501
摘要
基于 ARM 的的的 IC 卡机房管理终端设计
作者简介:李佳南,男,1985 年 11 月生于河南省,2006 年师从方方教授,
于 2009 年 6 月毕业于成都理工大学核技术与自动化工程学院测试计量技术与仪
器专业。
摘摘摘要要要
目目前前,许多高校在机房管理上使用了 IC 卡,其中少数机房是使用接触式 IC
卡,众所周周知,接触式 IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干扰性和和工作距
离方面不及非接触式 IC 卡,因此很多接触式 IC 卡基本已被非接触式 IC 卡取代。
经过调研发现,使用 IC 卡的的机房管理系统的的基本工作方式是每个机房中配
置了 1 个 IC 卡读写终端和和 1 台监监控机。IC 卡读卡终端只是一个普通的的读卡器,
只负责读取卡内信息,并通过串口等通信方式将 IC 卡信息传输给监监控机,读卡
终端本身没有信息存储功功能,实际的的计费管理完全是通过监监控计算机控制制,监监
控计算机向中心服务务器端定时或实时传输刷刷卡信息。由于整个系统要占用一台
微机,而且中间的的信息传递、计费环节都要由它来完成,不仅浪费资源,而且
也增加加了安全隐患。在这种工作模式下,会出现一些问题和和漏洞:
1) 可靠性不高
由于读卡设备与监监控计算机之间的的信息传输只是暂时保存在监监控计算机中,
如果监监控计算机遭到到病毒袭击或者出现硬件故障,将出现无法挽回的的后果。而且
由于学生信息都保存在监监控计算机中,因此存在着人为伪造、篡改和和徇私舞弊行
为的的极大可能。
2) IC 卡的的特点未完全体现
IC 卡除了能标识身份外,还有电子钱包包功功能,能对其进行充值和和扣款,但是
上述方法基本上IC 卡只用做标识身份,实际的的每次扣款,都是由监监控计算机和和中
心服务务器来完成,基本与读卡设备无关。
3) 不方便学生上机和和收费管理
学生每次上机刷刷卡,都要由监监控计算机连接中心服务务器端,由中心服务务器端
读出学生信息,进行核对,而且对学生的的扣款需要额外的的计算机软件来进行计时
和和计费处理,显得比较繁琐。
鉴于以上问题,为提高机房管理效率,降低工作强度,并及时处理机房发
生的的故障,采用机房计费管理系统势势在必行。如果能在读卡终端设备中完成计
费的的大部分功功能,并且增加加存储功功能,这样就可以减少监监控计算机的的负担,甚
I
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至读卡终端设备可以直直接与中心服务务器通信,不仅能增加加系统的的可靠性和和安全
性而且还充分利用了 IC 卡的的功功能,还降低了财务务统计和和计算带来的的麻烦。
目目前前已经应用于机房管理的的解决方案主要有 3 种方式,即:软硬件结合控制制
方式、帐号方式和和门禁方式。鉴于设计要求,并且考虑到到安全、可靠、简单等
因素,如果在软硬件结合控制制方式中,把更多的的任务务交由读卡终端,比如由读
卡终端来存储数据、计费管理,同时如果读卡终端能实现 TCP/IP 通信,那么监监
控计算机的的任务务就大大降低,甚至可以由读卡终端直直接与中心服务务器通信。就
减少了一些不必要的的麻烦和和安全风险。本论文的的设计就是基于这一点来进行的的。
本系统要求数据传输稳定可靠,实时性要好,另外考虑到到性价比等因素,
综合考虑选择将
C/OS-II 操作系统移植到到 ARM7 上作为开发平台。在此平台基
础上,考虑到到 TCP/IP 协议栈的的实现与要采用的的硬件的的性能以及实现的的成本有
关。从解决这一技术问题出发,结合本论文研究的的应用对象,决定使用嵌入式
操作系统,此种方案可以描述为嵌入式 TCP/IP 协议栈+嵌入式操作系统+微控
制制器。
本文介绍了一种基于 ARM7 的的 IC 卡机房管理终端的的设计方案。该系统在
ARM7 的的基础上实现了μC/OS-Ⅱ操作系统的的移植和和 TCP/IP 协议栈的的嵌入,能
够正确读写 IC 卡信息,增加加了 SD 卡存储功功能,完成计费操作,实现液晶显示
功功能,能够通过以太网或串口直直接与服务务器通信。
本文详细介绍了整个机房管理系统终端的的硬软件设计,给出了嵌入式操作
系统μC/OS-Ⅱ在 ARM7 处理器上的的详细移植过程,介绍了一种 TCP/IP 协议栈
和和基于套接字的的编程方法,同时也提供了一种多卡操作的的防冲突机制制。
同目目前前大多数机房管理系统相相比,该系统有如下特点:
1) 由于使用了嵌