1、系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

讀寫器模塊作為和硬幣器，紙鈔機(jī)同等地位的獨(dú)立外設(shè)安裝在自動(dòng)售貨機(jī)上，在已知卡內(nèi)文件結(jié)構(gòu)的條件下，售貨機(jī)可與石化卡或其它類型卡通信，使支付手段、支付金額更加靈活，交易速度更加迅捷，在實(shí)現(xiàn)電子消費(fèi)的同時(shí)，保障交易安全。消費(fèi)貨幣通過控制中心與發(fā)卡中心進(jìn)行結(jié)算，免除現(xiàn)金使用，改變售貨機(jī)的傳統(tǒng)使用模式，拓寬適用范圍，具體分析如下：

（1）保存如卡號(hào)、交易時(shí)間、金額、數(shù)量等相應(yīng)記錄，可通過GPRS上傳給后臺(tái)中心，也可人工采集磁盤內(nèi)數(shù)據(jù)。

（2）單片機(jī)向售貨機(jī)主控CPU匯報(bào)模塊工作狀態(tài)、售賣信息、故障信息，并根據(jù)指令監(jiān)控讀寫器。

（3）將交易情況同步顯示給消費(fèi)者。在非交易階段可以動(dòng)態(tài)顯示廣告，或其他各類信息。公司可收取相應(yīng)費(fèi)用，增加收入，給廠家提供靈活支配的空間。

2、讀寫器模塊簡(jiǎn)介

讀寫器主要由單片機(jī)、數(shù)字編解碼芯片、IC接口電路（讀寫接觸式卡的適配器插座，讀寫非接觸式卡的射頻發(fā)射接收電路）、天線四部分功能組件構(gòu)成。并能根據(jù)主控單片機(jī)所發(fā)指令識(shí)別、禁用卡片，建立刪除電子錢包，扣除添加給定金額，并保存交易記錄，有嚴(yán)格的加密機(jī)制。

讀寫模塊的組成如圖1所示。

其中收發(fā)部分具體分析為：接觸式利用電路觸點(diǎn)為卡片服務(wù)、控制；非接觸式利用電磁耦合為卡提供能量，通過調(diào)制波形幅度傳輸及解調(diào)數(shù)據(jù)。

接觸式讀寫器參數(shù)：

遵守ISO7816標(biāo)準(zhǔn)與石化卡標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)傳輸速率由卡片決定，一般為9600bit/s或115200bit/s

射頻讀寫器主要技術(shù)參數(shù)：

遠(yuǎn)距離讀寫器讀卡距離為5至8厘米

近距離讀寫器讀卡距離為2至3厘米

讀卡時(shí)間在300毫秒以內(nèi)

載波頻率 13.56MHz

數(shù)據(jù)傳輸速率 106Kbit/s

支持ISO 14443協(xié)議

發(fā)射功率 0.55W

3、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由兩部分組成：售貨機(jī)接口部分，后臺(tái)控制中心 。結(jié)構(gòu)框圖如下 。

控制中心一方面完成監(jiān)控區(qū)域內(nèi)各售貨機(jī)的工作情況，一方面在獲得各臺(tái)售貨機(jī)銷售情況后，與發(fā)行該卡的控制后臺(tái)交換信息，完成與卡內(nèi)電子錢包的結(jié)算。控制中心可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與售貨機(jī)主控制器，動(dòng)態(tài)或定時(shí)采集讀寫器系統(tǒng)的交易情況，下傳黑名單、希望顯示的廣告或其他內(nèi)容等信息。

售貨機(jī)上安裝售貨機(jī)接口部分，主要由單片機(jī)系統(tǒng)、讀寫器模塊、大容量存儲(chǔ)器、顯示器組成。單片機(jī)通過MDB協(xié)議與主控器通信，獲取售貨機(jī)的指令、交易金額、交易數(shù)量，并將數(shù)據(jù)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)編碼，由讀寫器完成與卡的交互。大容量存儲(chǔ)器（可插拔）用來存儲(chǔ)一段時(shí)間內(nèi)所有的交易信息，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可按系統(tǒng)要求保存一定時(shí)間或即時(shí)擦除。顯示部分，向消費(fèi)者顯示其消費(fèi)前后電子錢包的余額或其他內(nèi)容。

mdb協(xié)議 ISO14443協(xié)議 GPRS

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。

MDB總線 串口 地址總線

數(shù)據(jù)總線

PC串口 串口

電源模塊

讀寫器

單片機(jī)

MDB

接口

電平

轉(zhuǎn)換

海 量

存儲(chǔ)器

液 晶

顯示屏

讀寫器

模 塊

地 址

鎖存器

3—8

譯碼器

圖3 硬件框圖

1）電源部分

售貨機(jī)內(nèi)提供直流電壓典型值為24V，電源模塊將其轉(zhuǎn)化為5V，為單片機(jī)、讀寫器、液晶屏、存儲(chǔ)器供電。

2）讀寫器模塊

采用自行研發(fā)的產(chǎn)品，遵照石化卡標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行讀寫，可以驗(yàn)證身份，建立電子錢包，加減錢。一般以使用非接觸使卡片為主，可根據(jù)要求制作成兼容接觸式與非接觸式卡片。

3）海量存儲(chǔ)器

容量根據(jù)需要保存時(shí)間來定，可靠保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，可根據(jù)實(shí)際情況采用可移動(dòng)插拔的磁盤（可人工采集數(shù)據(jù)），也可采用固定在主板上的存儲(chǔ)芯片（只能通過讀寫器模塊的單片機(jī)讀出）。

交易記錄內(nèi)容：

卡號(hào)（4）+時(shí)間年月日（4）+物品（1）+數(shù)量（1）+金額（2）=12 bytes

為每條交易分配20 byte，一條黑名單分配4 byte（卡號(hào)）。具體交易數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。

4）MDB硬件接口

與售貨機(jī)內(nèi)部的MDB總線相連，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與售貨機(jī)中心控制器的數(shù)據(jù)交換。

5）單片機(jī)

要求多串口，內(nèi)帶FLASH，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下載與自動(dòng)升級(jí)。

6）電平轉(zhuǎn)換部件

將單片機(jī)的串口經(jīng)RS232電平轉(zhuǎn)換與計(jì)算機(jī)串口相連，可實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)內(nèi)軟件的修改。

7）顯示屏

可采用數(shù)碼管，也可采用液晶。