基于嵌入式技術(shù)一卡通系統(tǒng)的研究

文章出處：http://coolbang.cn 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月08日

    1引言

    隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，各學(xué)校原有的消費(fèi)和管理模式已不能適應(yīng)新的發(fā)展要求，基于目前現(xiàn)狀“校園一卡通系統(tǒng)”應(yīng)運(yùn)而生。所謂“一卡通”即在學(xué)校內(nèi)，凡有現(xiàn)金、票址或需要識(shí)別身份的場(chǎng)合均采用卡來(lái)完成。此種管理模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消費(fèi)管理模式，為學(xué)校管理提供r高效、方便與安全的管理模式。

    2嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)重要的組成部分，以ARM體系機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的嵌人式系統(tǒng)具有高性能、低功耗和低成本的特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。隨著ARM技術(shù)的逐漸成熟和不斷發(fā)展，ARM處理器的性能得到了不斷的提高，有些性能已經(jīng)達(dá)到或接近了低檔PC機(jī)的水平；同時(shí)，各種操作系統(tǒng)也增加了對(duì)ARM內(nèi)核的支持。這就使得利用ARM來(lái)代替PC來(lái)完成某些工作成為ur可能，既町以減少設(shè)備的占地面積也可以降低設(shè)備及開(kāi)發(fā)成本。正因?yàn)橛辛诉@些性能優(yōu)勢(shì)，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75％以上的市場(chǎng)份額，ARM技術(shù)JF在逐步滲入到生活的各個(gè)方面。

    3嵌入式技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

    到目前為為止，以ARM微處理器技術(shù)為代表的嵌入式技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域。

    （1）工業(yè)控制領(lǐng)域：作為32位的RISC架構(gòu)，基于ARM核的微控制器芯片不但占據(jù)了高端微控制器的市場(chǎng)大部分份額，同時(shí)也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。
    （2）無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域：目前已有85％以上的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備采用了ARM技術(shù)，ARM以其高性能和低成本的特點(diǎn)，在該領(lǐng)域的地位日益鞏固。
    （3）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：隨著寬帶技術(shù)的推廣，采用ARM技術(shù)的ADSI芯片正逐步獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，ARM任語(yǔ)音肢視頻處理上進(jìn)行優(yōu)化，并獲得廣泛支持，也對(duì)1）SP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。
    （4）消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品：ARM技術(shù)在目前流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲}幾中得到廠一泛的應(yīng)用。

    4ARM微處理器的特點(diǎn)

    采用R工SC架構(gòu)的ARM微處理器一般具有以的特點(diǎn)：

    （1）體積小、低功耗、低成本、高性能。
    （2）支持Thumb（16位）／ARM（32位）雙指令集，能很好地兼容8位／16位器件。
    （3）精簡(jiǎn)的指令集，指令執(zhí)行速度更快。
    （4）尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高。
    （5）具有嵌入式的工CERT邏輯，程序調(diào)試開(kāi)發(fā)方便。

    5系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

    一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特別適用于構(gòu)建大型Ic卡消費(fèi)系統(tǒng)，尤其適用于多消費(fèi)場(chǎng)所（如多個(gè)食堂）的綜合管理。由于具備多種不同模式的消費(fèi)POS機(jī)，可滿(mǎn)足不同消費(fèi)場(chǎng)所的管理需求。可用于構(gòu)建食堂、宿舍門(mén)禁、圖書(shū)館等內(nèi)部結(jié)算體系，實(shí)現(xiàn)購(gòu)物、餐飲、娛樂(lè)消費(fèi)的刷卡結(jié)算，實(shí)現(xiàn)貨幣電子化。實(shí)現(xiàn)校園一卡通系統(tǒng)。

    6與現(xiàn)有主流系統(tǒng)的技術(shù)對(duì)比

    （1）系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性對(duì)比設(shè)備采用國(guó)際上廣泛應(yīng)用的ARM微處理器技術(shù)，并且有眾多國(guó)際大型半導(dǎo)體廠家的技術(shù)支持，以及眾多穩(wěn)定、可靠的第三方軟件支持，都使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、調(diào)試和生產(chǎn)有了極大的保障，使開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)一開(kāi)始就有較高的穩(wěn)定和可靠性。
    （2）系統(tǒng)處理能力對(duì)比系統(tǒng)采用32位的ARM微處理器技術(shù)，系統(tǒng)處理能力8位的單片機(jī)系統(tǒng)100倍以上，同時(shí)提供豐富的存儲(chǔ)器接口，有SRAM，SDRAM，F(xiàn)LASH，NANDFLASH等等，最大可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)2GB的存儲(chǔ)器容量，所以卡存儲(chǔ)量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力都十分巨大，而且，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也十分快速。
    （3）通信速度和實(shí)時(shí)性對(duì)比系統(tǒng)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，通信速率高達(dá)lOOM，系統(tǒng)任何一點(diǎn)可以實(shí)時(shí)享受全系統(tǒng)所有資源，其實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)高于其他組網(wǎng)方式，數(shù)據(jù)傳輸、交換、共享以及遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)都極為容易、方便，在遠(yuǎn)程的管理中心可實(shí)時(shí)地完成發(fā)卡、授權(quán)、退卡和掛失等操作。
    （4）組網(wǎng)方式對(duì)比系統(tǒng)中每個(gè)消費(fèi)點(diǎn)都具有獨(dú)立的IP地址，可以直接與現(xiàn)有的快速以太網(wǎng)組網(wǎng)，工期短，組網(wǎng)容易。局部總線(xiàn)系統(tǒng)（~tlRS-485系統(tǒng)）一般需要重新布線(xiàn)，需要有一條總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并且是區(qū)域性的，要求總線(xiàn)的布線(xiàn)距離一般在600～l000m以?xún)?nèi)。不聯(lián)網(wǎng)型系統(tǒng)不存在組網(wǎng)。
    （5）系統(tǒng)擴(kuò)展性對(duì)比通過(guò)以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，中央控制器可在本地或遠(yuǎn)離系統(tǒng)，通過(guò)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。并能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)分權(quán)限控制。管理中心位置可以隨時(shí)變更，很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制或異地控制。系統(tǒng)采用了成熟的TCP／IP通信協(xié)議，所以增加消費(fèi)點(diǎn)時(shí)，只是簡(jiǎn)單地增加設(shè)備和給設(shè)備分配獨(dú)立的lP地址。

    7結(jié)語(yǔ)

    通過(guò)介紹ARM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用特點(diǎn)，并通過(guò)與目前主流一卡通消費(fèi)系統(tǒng)的技術(shù)對(duì)比，基于ARM技術(shù)的一卡通消費(fèi)系統(tǒng)憑著它強(qiáng)大、可靠的ARM微處理器內(nèi)核，和同樣強(qiáng)大、穩(wěn)定、多樣的網(wǎng)絡(luò)按FI，從技術(shù)E遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋離了市場(chǎng)上的同類(lèi)產(chǎn)品；而且，在眾多國(guó)際半導(dǎo)體f一家的共同努力下，ARM微處理器的應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)同，并且在產(chǎn)品的價(jià)格上也降低到與8位／16位微處理器相當(dāng)?shù)乃?，也使基于ARM技術(shù)的一卡通消費(fèi)系統(tǒng)成本大大降低，從而更容易進(jìn)入市場(chǎng)被消費(fèi)者接受，更具競(jìng)爭(zhēng)力。