基于以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)讀卡器的設(shè)計(jì)及其在“一卡通”系統(tǒng)中的作用.pdf

1、基于非接觸式IC卡的校園“一卡通”系統(tǒng)是IC卡在教育領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。讀卡器是“一卡通”系統(tǒng)中最主要設(shè)備之一,讀卡器本身一般帶有RS-232接口或者標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口,可支持構(gòu)成小范圍的總線結(jié)構(gòu)或星形結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)絡(luò)。但是這種網(wǎng)絡(luò)的通信距離比較有限,有關(guān)的通信協(xié)議也比較少,并且一般是孤立于Internet以外的。即使聯(lián)網(wǎng),一般也是通過PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化,往往一個(gè)讀卡終端就需要配備一臺(tái)計(jì)算機(jī)與之相聯(lián),這樣不僅使用不便,而且代價(jià)不菲

2、。本文以解決此類問題為出發(fā)點(diǎn),將嵌入式技術(shù)與“一卡通”技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡(luò)讀卡器,并深入研究了實(shí)現(xiàn)過程中涉及到的關(guān)鍵技術(shù),最后還探討了其應(yīng)用于“一卡通”系統(tǒng)時(shí)的安全性問題。
　　 首先,通過對(duì)“一卡通”系統(tǒng)在國(guó)、內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀的分析,指出目前“一卡通”應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍受限和系統(tǒng)通信實(shí)時(shí)性差的問題,并提出了將嵌入式技術(shù)與“一卡通”技術(shù)相結(jié)合的解決方法,提出了本課題的主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線。
　

3、　 其次,分析了本課題所涉及的核心技術(shù)。包括智能卡的存儲(chǔ)技術(shù)、“一卡多用”的原理、非接觸式讀卡器的物理構(gòu)造、讀寫原理,讀卡器的網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)傳送方式等智能卡相關(guān)的技術(shù),以及嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、嵌入式處理器、嵌入式操作系統(tǒng)以及嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)技術(shù)等。
　　 然后,提出了網(wǎng)絡(luò)讀卡器設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)闡述了網(wǎng)絡(luò)讀卡器的具體實(shí)現(xiàn)方法和過程,并深入研究了實(shí)現(xiàn)過程中涉及到的一些關(guān)鍵技術(shù)。嵌入式控制軟件是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,包括兩個(gè)主要的

4、功能模塊:串行通信模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊,其中串行通信模塊通過串口控制通用讀卡器實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻卡的讀寫；網(wǎng)絡(luò)通信模塊實(shí)現(xiàn)讀卡器與以太網(wǎng)的信息交互。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中,還深入研究了Boot Loader的引導(dǎo)過程,uClinux的裁減和移植、Linux下的串行通信、Linux Socket網(wǎng)絡(luò)編程等關(guān)鍵技術(shù)。
　　 接著,基于本課題所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)讀卡器,改進(jìn)了IC卡的信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),開發(fā)了一個(gè)IC卡考勤系統(tǒng)。這是對(duì)原有“一卡通”系統(tǒng)向非消費(fèi)領(lǐng)域

5、應(yīng)用的擴(kuò)展。
　　 最后,還研究了網(wǎng)絡(luò)讀卡器在“一卡通”系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的安全性問題。論文從影響“一卡通”系統(tǒng)安全的幾個(gè)關(guān)鍵因素出發(fā),提出了在“一卡通”應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)解決安全隱患的措施,并提出了基于CA認(rèn)證和防火墻技術(shù)的系統(tǒng)安全架構(gòu)。
　　 基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)讀卡器已在課題研究期間實(shí)現(xiàn),并在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)環(huán)境下得到驗(yàn)證。總體來說,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是可行的,不僅改變了原有“一卡通”系統(tǒng)的組網(wǎng)方式,而且提供了讀卡數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送功能,拓展