一種基于CAN總線的高校食堂刷卡系統(tǒng)的設(shè)計方案
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在如今的高校食堂，由于學(xué)生數(shù)量龐大，流動性頻繁，傳統(tǒng)的紙質(zhì)餐票、現(xiàn)金或基于接觸式IC卡技術(shù)的消費(fèi)支付方式存在服務(wù)效率不高、便捷性差、管理成本高、卡片易損壞等諸多弊端。高校食堂消費(fèi)作為學(xué)校后勤服務(wù)的重要組成部分，如果仍沿用以前傳統(tǒng)的消費(fèi)方式，將動用大量的人力物力，而且管理上會出現(xiàn)很多繁瑣的事務(wù)，這樣不利于高校更好地為廣大師生服務(wù)以及學(xué)校的管理。為了解決這一問題，如今，越來越多的高校采用智能卡技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合來構(gòu)建學(xué)校的食堂刷卡系統(tǒng)。
非接觸式智能卡技術(shù)和CAN總線技術(shù)都是當(dāng)今世界科技迅猛發(fā)展的產(chǎn)物。智能卡技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各行業(yè)，特別是公共交通、無線通信、身份識別、金融交易和安全防衛(wèi)等行業(yè)；而CAN總線在可靠性、實時性和靈活性方面都有突出的優(yōu)點。如果將非接觸式IC卡技術(shù)和CAN總線技術(shù)2種熱點技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)一套基于CAN總線的高校食堂刷卡系統(tǒng)，對優(yōu)化廣大師生的生活，提高高校食堂管理水平和服務(wù)質(zhì)量，將具有很好的促進(jìn)作用。
1、系統(tǒng)總體設(shè)計
1．1系統(tǒng)設(shè)計原則
根據(jù)設(shè)計的背景以及系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)和要求，該系統(tǒng)在研究和設(shè)計過程中要遵循4個方面的原則：安全性、可靠性、易用性、易維護(hù)性。
1．2系統(tǒng)主要技術(shù)方案選擇
本系統(tǒng)設(shè)計需要首先確定的主要技術(shù)方案有：通信總線的選擇、卡片的選擇、卡讀寫操作技術(shù)方案的選擇。通過充分的比較論證，本系統(tǒng)采用CAN總線來構(gòu)建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，選用Philips公司設(shè)計的MifarelS50非接觸式IC卡作為高校食堂刷卡系統(tǒng)的信息載體，為了提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和兼容性，本系統(tǒng)采用購買北京易火眼公司的YHY502ATG射頻卡讀寫模塊來對射頻卡進(jìn)行讀寫操作。
1．3系統(tǒng)設(shè)計主要器件選擇
根據(jù)市場情況、開發(fā)工具和設(shè)計的實際需要，本系統(tǒng)的發(fā)卡節(jié)點和刷卡節(jié)點均選用單片機(jī)AT89S52作為主控芯片?？紤]到SJA1000支持CAN2．0A／B協(xié)議，而PCA82C250可以支持110個CAN節(jié)點，并且在國內(nèi)市場上Philips的產(chǎn)品型號比較多，購買方便，所以選用Philips公司的SJA1000作為CAN控制器以及PCA82C250作為CAN總線收發(fā)器。
1．4系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計所確定的技術(shù)方案，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1．5系統(tǒng)功能模塊劃分
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的功能任務(wù)和要求，可把本系統(tǒng)劃分為3大功能模塊：發(fā)卡模塊、刷卡模塊和系統(tǒng)上位機(jī)模塊，如圖2所示。
2、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
2．1硬件總體設(shè)計方案
高校食堂刷卡系統(tǒng)硬件部分分為發(fā)卡機(jī)和刷卡機(jī)，根據(jù)系統(tǒng)功能模塊劃分，系統(tǒng)硬件電路具體由7部分構(gòu)成：AT89S52最小系統(tǒng)外圍電路、射頻卡讀寫模塊YHY502ATG電路、串口通信電路、CAN總線通信電路、LCD12864顯示電路、鍵盤輸入電路和報警提示電路。系統(tǒng)硬件電路組成如圖3所示。
2．2射頻卡讀／寫模塊電路設(shè)計
YHY502ATG射頻卡讀／寫模塊與微控制器之間的通信通過I2C總線實現(xiàn)，可參考YHY502ATG的技術(shù)應(yīng)用手冊來設(shè)計應(yīng)用電路。YHY502ATG讀寫模塊提供一組對卡操作的通信協(xié)議，不必考慮底層通信數(shù)據(jù)的處理，不過必須遵守這些通信協(xié)議，并根據(jù)設(shè)計需要在控制端修改相應(yīng)程序即可。
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