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基于射頻IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)研究與設(shè)計

作者:淮陰工學(xué)院計算機(jī)工程系 周蕾 劉虎
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2008-10-13 10:54:31
摘要:本文以某旅游號點門禁管理系統(tǒng)為例,主要介紹基于射頻IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程,并詳細(xì)敘述了系統(tǒng)實現(xiàn)的具體技術(shù)。
關(guān)鍵詞:射頻ic卡門禁旅游
1 引言 

  非接觸式lC卡又稱射頻卡,由lC芯片、感應(yīng)天線組成,封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡片內(nèi),芯片及天線無任何外露部分,是近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù)。由于射頻IC卡具有存儲容量大、抗干擾能力強(qiáng)、便于攜帶、安全性高等優(yōu)點,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門禁管理系統(tǒng)為例,介紹基于射頻IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)思路和設(shè)計過程。 

2 系統(tǒng)需求以及設(shè)計思路 

  目前我國大部分旅游景點仍遵循傳統(tǒng)的管理模式,門票一般采用紙質(zhì)票,這種方式不僅在售票與驗票過程中存在較大的財務(wù)漏洞,容易產(chǎn)生偷票、漏票、重復(fù)使用票的現(xiàn)象,也無法及時、準(zhǔn)確統(tǒng)計游客的數(shù)量、流量以及區(qū)內(nèi)的消費情況等。在旅游景點門票發(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,一般景點都有很多的游樂項目,特別是節(jié)假日,游樂場的售票亭前總會出現(xiàn)長長的人龍,為了避免游客排隊購票的時間浪費以及可能的消費流失,進(jìn)入景點的游客可以在進(jìn)場時購臨時卡用于刷卡游樂,到出場時再退卡。這樣游客在游樂的時候,就可以省去排隊購票的麻煩,大大提高了消費熱情和消費強(qiáng)度??梢钥闯觯诖笮吐糜尉包c開發(fā)基于射頻IC卡的門禁管理系統(tǒng),不僅可以較好地實現(xiàn)景點的自動化管理,而且還可以通過射頻IC卡的發(fā)行來刺激游客的消費,實現(xiàn)游客不同娛樂項目的自動收費。 

  該旅游景點有一個正門,設(shè)2個驗卡通道,4個主要的游樂場所,考慮用5臺電腦組成局域網(wǎng)。由于景點占地面積較大,不同游樂場所相距較遠(yuǎn),采用R5485串行網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)長距離的連接,所以系統(tǒng)對各游樂場均配備一臺電腦和讀卡器。選擇一臺性能較好的電腦A,放在景點入口處,用來實現(xiàn)發(fā)卡和進(jìn)正門的刷卡功能,其中讀卡器和發(fā)卡控制器分別接入其COM1口和COM2口:另外四臺電腦B、C、D和E分別設(shè)置在4個游樂場所用于刷卡消費,相應(yīng)的讀卡器接入上位機(jī)的COM1口,在兩個主要的游樂場中增設(shè)充值點,用2臺發(fā)卡器分別連接到上位機(jī)的COM2口。由于本系統(tǒng)選擇具有存儲功能的射頻IC卡,金額的扣除在射頻IC卡上完成,后臺數(shù)據(jù)庫主要用于存儲信息完成查詢和統(tǒng)計等操作,對實時性要求相對不高,所以考慮將電腦A作為服務(wù)器,存放集中數(shù)據(jù)庫的信息,電腦B、C、D、E客戶端程序的登錄驗證、IC卡有效性驗證等都需要訪問電腦A中數(shù)據(jù)庫才可以完成,其本地數(shù)據(jù)庫中只存放在指定游樂場所刷卡消費的信息,可選擇相對空閑的時間對集中數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行更新。 

  根據(jù)需求,我們大致確定了系統(tǒng)實現(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、查詢統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫維護(hù)、用戶管理等,執(zhí)行流程是:游客可以在進(jìn)入景點之前通過發(fā)卡功能辦理永久或臨時IC卡,相關(guān)信息存入集中數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的永久或臨時IC卡表中;在進(jìn)入景點或游玩某個游樂項目之前,根據(jù)永久卡還是臨時卡訪問相應(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數(shù)據(jù)庫中,作為以后更新集中數(shù)據(jù)庫中消費表信息的依據(jù);臨時卡在退園時可以根據(jù)余額退還,為了查詢統(tǒng)計方便,退卡后除了將臨時卡表的對應(yīng)記錄刪除外,還應(yīng)在相應(yīng)的消費表中將該操作記錄下來。 

3 具體實現(xiàn) 

  由于Visual Basic對串口和數(shù)據(jù)庫的訪問控制均提供了豐富的功能,且具有簡單易學(xué)的特點,所以本系統(tǒng)采用Visual Basic 6.0作為開發(fā)環(huán)境。 

3.1訪問IC卡發(fā)卡器和讀卡器 

  在VB中,上位機(jī)對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通信控件實現(xiàn)對IC卡發(fā)卡器和讀卡器的訪問。注意,由于系統(tǒng)的設(shè)計涉及上下位機(jī)的通訊,需事先為每一個下位機(jī)分配一個唯一的機(jī)號,在處理時還可以根據(jù)刷卡機(jī)的機(jī)號確定刷卡的業(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)的哪個端口連接,設(shè)置波特率等,假設(shè)MSComm控件的名稱為MSComml,IC卡讀寫器與串口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 
    MSComm1.Settings = ”9600,N,8,1” 串口的屬性 
    設(shè)置InputLen為0時,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)長度 
    MSComm1.Po~Open=True,打開開通信串口 

  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)行功能或運行刷卡程序時,一運行程序就可以打開串口,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卡中的卡號和余額等信息,MSComm控倬會自動觸發(fā)OnComm事件過程,在該過程中,可以讀取接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),獲得相關(guān)的卡號和余額等信息,根據(jù)要求對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。 

3,2 串行網(wǎng)絡(luò)中多讀卡器的訪問控制 

  由于對每個游樂項目的刷卡消費只有一臺讀卡機(jī)通過RS232串口和計算機(jī)相連,所以在讀卡程序控制時采用被動模式,只有讀卡器接收到信息后,才觸發(fā)上位機(jī)對其進(jìn)行處理。如果是大型游樂場所,可能需要設(shè)置多個讀卡器同時進(jìn)行刷卡,應(yīng)該如何處理呢?如果多個游客同時刷卡怎么辦?本系統(tǒng)中,在景點入口處,由于人流量比較大,為減少等待時間,提高檢票的速度,設(shè)置了兩個讀卡通道,這兩個讀卡器通過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。為防止同時讀卡造成的沖突,對RS485網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)的多個讀卡器的控制,一般不再被動等待讀卡器觸發(fā)事件,而是采用主動模式編程。我們利用定時器控件Timerl來控制程序按照一定的時間間隔順序訪問多個讀卡器,取得了良好的處理效果。參考程序段如下: 

    Private Sub Command1_Click()‘訪問指定讀卡器程序段 
    m = m + 1 
    ‘o數(shù)組中保存RS485網(wǎng)絡(luò)中每個讀卡器的機(jī)號,UBound(a)獲得讀卡器的個數(shù),讀卡時按指定的順序依次訪問每個讀卡器 
    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)庫的更新處理 

  本系統(tǒng)為了提高處理速度,減少多臺設(shè)備并行訪問對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響,將每個客戶端程序處理的刷卡信息保存在本地數(shù)據(jù)庫中,但同時也帶來了一系列的問題,比如對集中數(shù)據(jù)庫刷卡數(shù)據(jù)的及時更新,數(shù)據(jù)庫更新時異常情況的處理等。為提高系統(tǒng)的安全性,集中數(shù)據(jù)庫的更新處理采用存儲過程實現(xiàn)??蛻舳顺绦蛲ㄟ^調(diào)用事先編制好的存儲過程,實現(xiàn)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的更新操作。與標(biāo)準(zhǔn)的SQL語句不同,由于存儲過程由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器編譯和優(yōu)化,可以有效提高程序的運行速度,另外,存儲過程中的SQL語句屬于事務(wù)處理范疇,即存儲過程中的所有SQL語句要么都執(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 

  本文根據(jù)某旅游景點IC卡業(yè)務(wù)的需求,從系統(tǒng)的設(shè)計思路、讀卡器的訪問控制以及數(shù)據(jù)庫的更新處理等幾個方面詳細(xì)敘述了系統(tǒng)的設(shè)計過程和實現(xiàn)的技術(shù)。除了可以應(yīng)用于門禁管理,本文所介紹的Ic’卡應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)具有一定的普及性,可應(yīng)用于停車場、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)的投入運行情況來看,系統(tǒng)的開發(fā)使用均收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。  

    參考文獻(xiàn): 
    1 董加敏,停車場管理系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化[J],河南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,35(1):190—193. 
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    3 魏永祿,溫慧明,李彥軍.基于RFID技術(shù)的無障礙門禁管理[J].微計算機(jī)信息,2007,23(4—2):255—256,243