基于射頻IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
文章出處:http://m.compasssalessolutions.com 作者:淮陰工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系 周蕾 劉虎 人氣: 發(fā)表時(shí)間:2011年09月26日
1 引言
非接觸式lC卡又稱(chēng)射頻卡,由lC芯片、感應(yīng)天線(xiàn)組成,封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi),芯片及天線(xiàn)無(wú)任何外露部分,是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。由于射頻IC卡具有存儲(chǔ)容量大、抗干擾能力強(qiáng)、便于攜帶、安全性高等優(yōu)點(diǎn),在公交、金融等很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要以某旅游景點(diǎn)門(mén)禁管理系統(tǒng)為例,介紹基于射頻IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)思路和設(shè)計(jì)過(guò)程。
2 系統(tǒng)需求以及設(shè)計(jì)思路
目前我國(guó)大部分旅游景點(diǎn)仍遵循傳統(tǒng)的管理模式,門(mén)票一般采用紙質(zhì)票,這種方式不僅在售票與驗(yàn)票過(guò)程中存在較大的財(cái)務(wù)漏洞,容易產(chǎn)生偷票、漏票、重復(fù)使用票的現(xiàn)象,也無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)游客的數(shù)量、流量以及區(qū)內(nèi)的消費(fèi)情況等。在旅游景點(diǎn)門(mén)票發(fā)行中采用射頻IC卡,不僅可以有效地消除這些隱患、堵絕漏洞,還有利于年卡和月卡的發(fā)行。另外,一般景點(diǎn)都有很多的游樂(lè)項(xiàng)目,特別是節(jié)假日,游樂(lè)場(chǎng)的售票亭前總會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)長(zhǎng)的人龍,為了避免游客排隊(duì)購(gòu)票的時(shí)間浪費(fèi)以及可能的消費(fèi)流失,進(jìn)入景點(diǎn)的游客可以在進(jìn)場(chǎng)時(shí)購(gòu)臨時(shí)卡用于刷卡游樂(lè),到出場(chǎng)時(shí)再退卡。這樣游客在游樂(lè)的時(shí)候,就可以省去排隊(duì)購(gòu)票的麻煩,大大提高了消費(fèi)熱情和消費(fèi)強(qiáng)度??梢钥闯觯诖笮吐糜尉包c(diǎn)開(kāi)發(fā)基于射頻IC卡的門(mén)禁管理系統(tǒng),不僅可以較好地實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)的自動(dòng)化管理,而且還可以通過(guò)射頻IC卡的發(fā)行來(lái)刺激游客的消費(fèi),實(shí)現(xiàn)游客不同娛樂(lè)項(xiàng)目的自動(dòng)收費(fèi)。
該旅游景點(diǎn)有一個(gè)正門(mén),設(shè)2個(gè)驗(yàn)卡通道,4個(gè)主要的游樂(lè)場(chǎng)所,考慮用5臺(tái)電腦組成局域網(wǎng)。由于景點(diǎn)占地面積較大,不同游樂(lè)場(chǎng)所相距較遠(yuǎn),采用R5485串行網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的連接,所以系統(tǒng)對(duì)各游樂(lè)場(chǎng)均配備一臺(tái)電腦和讀卡器。選擇一臺(tái)性能較好的電腦A,放在景點(diǎn)入口處,用來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)卡和進(jìn)正門(mén)的刷卡功能,其中讀卡器和發(fā)卡控制器分別接入其COM1口和COM2口:另外四臺(tái)電腦B、C、D和E分別設(shè)置在4個(gè)游樂(lè)場(chǎng)所用于刷卡消費(fèi),相應(yīng)的讀卡器接入上位機(jī)的COM1口,在兩個(gè)主要的游樂(lè)場(chǎng)中增設(shè)充值點(diǎn),用2臺(tái)發(fā)卡器分別連接到上位機(jī)的COM2口。由于本系統(tǒng)選擇具有存儲(chǔ)功能的射頻IC卡,金額的扣除在射頻IC卡上完成,后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)信息完成查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)等操作,對(duì)實(shí)時(shí)性要求相對(duì)不高,所以考慮將電腦A作為服務(wù)器,存放集中數(shù)據(jù)庫(kù)的信息,電腦B、C、D、E客戶(hù)端程序的登錄驗(yàn)證、IC卡有效性驗(yàn)證等都需要訪(fǎng)問(wèn)電腦A中數(shù)據(jù)庫(kù)才可以完成,其本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中只存放在指定游樂(lè)場(chǎng)所刷卡消費(fèi)的信息,可選擇相對(duì)空閑的時(shí)間對(duì)集中數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行更新。
根據(jù)需求,我們大致確定了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能,分別是卡發(fā)行功能、刷卡功能、卡充值、掛失和解掛、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、用戶(hù)管理等,執(zhí)行流程是:游客可以在進(jìn)入景點(diǎn)之前通過(guò)發(fā)卡功能辦理永久或臨時(shí)IC卡,相關(guān)信息存入集中數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)的永久或臨時(shí)IC卡表中;在進(jìn)入景點(diǎn)或游玩某個(gè)游樂(lè)項(xiàng)目之前,根據(jù)永久卡還是臨時(shí)卡訪(fǎng)問(wèn)相應(yīng)的表,檢查卡是否是有效卡,如果不是,給出相應(yīng)的提示信息,拒絕其進(jìn)入,否則通過(guò)刷卡程序按照事先設(shè)定好的金額,判斷IC卡中的余額是否充足,如果余額不足,則提示相應(yīng)的信息,不允許進(jìn)入,否則更改IC卡中的余額,并將該刷卡信息記錄在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中,作為以后更新集中數(shù)據(jù)庫(kù)中消費(fèi)表信息的依據(jù);臨時(shí)卡在退園時(shí)可以根據(jù)余額退還,為了查詢(xún)統(tǒng)計(jì)方便,退卡后除了將臨時(shí)卡表的對(duì)應(yīng)記錄刪除外,還應(yīng)在相應(yīng)的消費(fèi)表中將該操作記錄下來(lái)。
3 具體實(shí)現(xiàn)
由于Visual Basic對(duì)串口和數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)控制均提供了豐富的功能,且具有簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn),所以本系統(tǒng)采用Visual Basic 6.0作為開(kāi)發(fā)環(huán)境。
3.1訪(fǎng)問(wèn)IC卡發(fā)卡器和讀卡器
在VB中,上位機(jī)對(duì)串口的通訊可采用兩種方法,一種是調(diào)用W indows的API函數(shù),另一種是利用VB的通信控件。本系統(tǒng)采用VB提供的MSComm通信控件實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡發(fā)卡器和讀卡器的訪(fǎng)問(wèn)。注意,由于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及上下位機(jī)的通訊,需事先為每一個(gè)下位機(jī)分配一個(gè)唯一的機(jī)號(hào),在處理時(shí)還可以根據(jù)刷卡機(jī)的機(jī)號(hào)確定刷卡的業(yè)務(wù)。
在所有提供和下位機(jī)通信功能的程序界面上放置MSComm控件,為了實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的通信,MSComm控件在使用前有許多參數(shù)需要設(shè)置,比如確定下位機(jī)和上位機(jī)的哪個(gè)端口連接,設(shè)置波特率等,假設(shè)MSComm控件的名稱(chēng)為MSComml,IC卡讀寫(xiě)器與串口2連接,則具體屬性設(shè)置參考以下程序段:
MSComm1.CommPort=2設(shè)置串口號(hào)
MSComm1.Settings = ”9600,N,8,1” 串口的屬性
設(shè)置InputLen為0時(shí),用Input將使?MSComm 控件讀取接收緩沖區(qū)中全部的內(nèi)容
MSComm1.InputLen = 0
MSComm1.InpulMode = comlnputModeBiary 二進(jìn)制接受方式
MSComm1.RThreshold =1,每1個(gè)字節(jié)響應(yīng)消息
MSComm1.InBuferSize=1024設(shè)置接收緩沖區(qū)的字節(jié)長(zhǎng)度
MSComm1.Po~Open=True,打開(kāi)開(kāi)通信串口
一般將以上程序段放置在窗體的Load事件中,當(dāng)執(zhí)行卡發(fā)行功能或運(yùn)行刷卡程序時(shí),一運(yùn)行程序就可以打開(kāi)串口,只要將lC卡靠近發(fā)卡器或讀卡器,它們就可以讀出保存征 C卡中的卡號(hào)和余額等信息,MSComm控倬會(huì)自動(dòng)觸發(fā)OnComm事件過(guò)程,在該過(guò)程中,可以讀取接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),獲得相關(guān)的卡號(hào)和余額等信息,根據(jù)要求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。
3,2 串行網(wǎng)絡(luò)中多讀卡器的訪(fǎng)問(wèn)控制
由于對(duì)每個(gè)游樂(lè)項(xiàng)目的刷卡消費(fèi)只有一臺(tái)讀卡機(jī)通過(guò)RS232串口和計(jì)算機(jī)相連,所以在讀卡程序控制時(shí)采用被動(dòng)模式,只有讀卡器接收到信息后,才觸發(fā)上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理。如果是大型游樂(lè)場(chǎng)所,可能需要設(shè)置多個(gè)讀卡器同時(shí)進(jìn)行刷卡,應(yīng)該如何處理呢?如果多個(gè)游客同時(shí)刷卡怎么辦?本系統(tǒng)中,在景點(diǎn)入口處,由于人流量比較大,為減少等待時(shí)間,提高檢票的速度,設(shè)置了兩個(gè)讀卡通道,這兩個(gè)讀卡器通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)并聯(lián),利用RS4851RS232轉(zhuǎn)接器和上位機(jī)的串口連接。為防止同時(shí)讀卡造成的沖突,對(duì)RS485網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)的多個(gè)讀卡器的控制,一般不再被動(dòng)等待讀卡器觸發(fā)事件,而是采用主動(dòng)模式編程。我們利用定時(shí)器控件Timerl來(lái)控制程序按照一定的時(shí)間間隔順序訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)讀卡器,取得了良好的處理效果。參考程序段如下:
Private Sub Command1_Click()‘訪(fǎng)問(wèn)指定讀卡器程序段
m = m + 1
‘o數(shù)組中保存RS485網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)讀卡器的機(jī)號(hào),UBound(a)獲得讀卡器的個(gè)數(shù),讀卡時(shí)按指定的順序依次訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)讀卡器
If m > UBound(a)Then
m = 1
End If
If Not MSComm1.PortOpen Then MSComm1.PortOpen= True
3.3集中數(shù)據(jù)庫(kù)的更新處理
本系統(tǒng)為了提高處理速度,減少多臺(tái)設(shè)備并行訪(fǎng)問(wèn)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響,將每個(gè)客戶(hù)端程序處理的刷卡信息保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中,但同時(shí)也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題,比如對(duì)集中數(shù)據(jù)庫(kù)刷卡數(shù)據(jù)的及時(shí)更新,數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)異常情況的處理等。為提高系統(tǒng)的安全性,集中數(shù)據(jù)庫(kù)的更新處理采用存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)??蛻?hù)端程序通過(guò)調(diào)用事先編制好的存儲(chǔ)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作。與標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)句不同,由于存儲(chǔ)過(guò)程由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器編譯和優(yōu)化,可以有效提高程序的運(yùn)行速度,另外,存儲(chǔ)過(guò)程中的SQL語(yǔ)句屬于事務(wù)處理范疇,即存儲(chǔ)過(guò)程中的所有SQL語(yǔ)句要么都執(zhí)行,要么都不執(zhí)行,從而保證了數(shù)據(jù)的完整性和一致性。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文根據(jù)某旅游景點(diǎn)IC卡業(yè)務(wù)的需求,從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、讀卡器的訪(fǎng)問(wèn)控制以及數(shù)據(jù)庫(kù)的更新處理等幾個(gè)方面詳細(xì)敘述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。除了可以應(yīng)用于門(mén)禁管理,本文所介紹的Ic’卡應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)具有一定的普及性,可應(yīng)用于停車(chē)場(chǎng)、電影院、校園一卡通等領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。從已有系統(tǒng)的投入運(yùn)行情況來(lái)看,系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使用均收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
作者簡(jiǎn)介:淮陰工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系 周蕾 劉虎
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