基于以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡讀卡器的設計及其在“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卡在教育領域的一個重要應用。讀卡器是“一卡通”系統(tǒng)中最主要設備之一,讀卡器本身一般帶有RS-232接口或者標準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。但是這種網(wǎng)絡的通信距離比較有限,有關的通信協(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機來實現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡化,往往一個讀卡終端就需要配備一臺計算機與之相聯(lián),這樣不僅使用不便,而且代價不菲

2、。本文以解決此類問題為出發(fā)點,將嵌入式技術與“一卡通”技術相結(jié)合,設計并實現(xiàn)了一個基于以太網(wǎng)的嵌入式網(wǎng)絡讀卡器,并深入研究了實現(xiàn)過程中涉及到的關鍵技術,最后還探討了其應用于“一卡通”系統(tǒng)時的安全性問題。
　　 首先,通過對“一卡通”系統(tǒng)在國、內(nèi)外的應用現(xiàn)狀的分析,指出目前“一卡通”應用中網(wǎng)絡覆蓋范圍受限和系統(tǒng)通信實時性差的問題,并提出了將嵌入式技術與“一卡通”技術相結(jié)合的解決方法,提出了本課題的主要研究內(nèi)容和技術路線。
　

3、　 其次,分析了本課題所涉及的核心技術。包括智能卡的存儲技術、“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)絡接口和數(shù)據(jù)傳送方式等智能卡相關的技術,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)以及嵌入式應用軟件的開發(fā)技術等。
　　 然后,提出了網(wǎng)絡讀卡器設計方案,詳細闡述了網(wǎng)絡讀卡器的具體實現(xiàn)方法和過程,并深入研究了實現(xiàn)過程中涉及到的一些關鍵技術。嵌入式控制軟件是整個系統(tǒng)的控制核心,包括兩個主要的

4、功能模塊:串行通信模塊和網(wǎng)絡通信模塊,其中串行通信模塊通過串口控制通用讀卡器實現(xiàn)對射頻卡的讀寫；網(wǎng)絡通信模塊實現(xiàn)讀卡器與以太網(wǎng)的信息交互。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中,還深入研究了Boot Loader的引導過程,uClinux的裁減和移植、Linux下的串行通信、Linux Socket網(wǎng)絡編程等關鍵技術。
　　 接著,基于本課題所設計的網(wǎng)絡讀卡器,改進了IC卡的信息存儲結(jié)構(gòu),開發(fā)了一個IC卡考勤系統(tǒng)。這是對原有“一卡通”系統(tǒng)向非消費領域

5、應用的擴展。
　　 最后,還研究了網(wǎng)絡讀卡器在“一卡通”系統(tǒng)應用時的安全性問題。論文從影響“一卡通”系統(tǒng)安全的幾個關鍵因素出發(fā),提出了在“一卡通”應用的各個環(huán)節(jié)解決安全隱患的措施,并提出了基于CA認證和防火墻技術的系統(tǒng)安全架構(gòu)。
　　 基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡讀卡器已在課題研究期間實現(xiàn),并在實驗室局域網(wǎng)環(huán)境下得到驗證?？傮w來說,該系統(tǒng)設計方案是可行的,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)的實時傳送功能,拓展