軟件開發(fā)評職論文一卡通系統(tǒng)及讀卡器的設(shè)計

　　摘要：由于公司的運行特點，需要24小時不間斷運行，各部門職工的上崗時間的不確定，運行中出現(xiàn)各種問題，臨時加班，對考勤工作造成的難度，本著科學(xué)管理，人性管理，在總公司的人力物力的支持下，開發(fā)污水處理廠一卡通。以往員工加班常常是手寫簽字，經(jīng)常漏算漏簽多簽，食堂就餐管理落后，在公司內(nèi)部管理中引入智能IC卡技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢。所謂的“一卡”，就是指在一張卡上實現(xiàn)多種不同的功能的智能管理，在一張卡上通行多種設(shè)備。本文對將公司一卡通系統(tǒng)進行設(shè)計，致力于將該系統(tǒng)打造成既可以實現(xiàn)污水處理廠內(nèi)的個人考勤認證，與公司管理信息系統(tǒng)連接，又可以實現(xiàn)職員工的基本信息個人查詢，領(lǐng)導(dǎo)與部門宏觀管理的數(shù)據(jù)查詢與綜合分析的系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：污水處理廠,一卡通系統(tǒng),讀卡器,設(shè)計

　　1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

　　根據(jù)公司一卡通系統(tǒng)的要求功能和原則，采用分布式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，各個應(yīng)用子系統(tǒng)可以與其它子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)分工，通過TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)共同完成公司管理、考勤、就餐等功能。也可以單獨運行完成某一個功能。一卡通系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)采用WINDOWS7 操作系統(tǒng)的計算機對整個網(wǎng)絡(luò)中心進行整個系統(tǒng)資源的管理和更新，數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計結(jié)果的查詢和打印服務(wù)，各個終端的管理都由各管理工作站分別進行，工作站將終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，主計算機在數(shù)據(jù)庫中提取各種信息，并負責主計算機命令的下載;而整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)命令的傳輸都由高速網(wǎng)絡(luò)完成。

　　系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫利用大型的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫為多用戶式，允許同時有多個用戶使用。整個系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)記錄、工作站發(fā)送的刷卡數(shù)據(jù)都由其管理。在用戶進行查詢操作時，終端讀取的卡號等信息實時送往主機，由數(shù)據(jù)庫調(diào)出相符合的記錄，供員工查詢。

　　2 數(shù)據(jù)庫模型

　　在公司一卡通系統(tǒng)中，因業(yè)務(wù)較為復(fù)雜，要實現(xiàn)的功能很多。因而在數(shù)據(jù)庫中用于不同功能的表較多，但高擴起來分為二類表：

　　2.1 基本功能表

　　此類表的作用是記錄其他表所需要的一些輔助性信息。包括用戶密碼、員工個人信息相應(yīng)的表垃圾表、黑名單表、解掛表、存款信息表、消費記錄表、等相應(yīng)的一些表。

　　2.2 功能操作表

　　此類表用于記錄各系統(tǒng)功能操作生成的數(shù)據(jù)，在具體的管理系統(tǒng)中介紹。為了方便在程序編寫中引用不同數(shù)據(jù)庫中的對象，所以再設(shè)計對象名時，將所有計算機系子數(shù)據(jù)庫中的對象名均以“JSJ”為前綴。

　　3 一卡通讀卡器硬件系統(tǒng)

　　根據(jù)一卡通的特點設(shè)計一卡通讀卡器。該讀卡器的控制器是AVR單片機。與IC卡、通信接口、時鐘芯片、鍵盤顯示器、報警模塊相連接。其中將天線接入非接觸式射頻卡讀寫芯片MFRC500 中，再將非接觸式射頻卡讀寫芯片MFRC500、AT24C01 IC 卡、RS485 通信接口、時鐘芯片DS1302、鍵盤、LED顯示接口、聲光報警模塊分別接入MUCAtmega16 中。

　　4 Atmega16 單片機

　　AVR 單片機，具有速度高、片內(nèi)硬件資源豐富等優(yōu)點，它最大的優(yōu)點是低功耗和高速度，其掉電方式、閑置方式至工作方式下的耗電約為1μA～2.5mA.。Atmega16 是AVR系列單片機中非常典型的一款芯片，內(nèi)置16KB 在線可編程FlashROM、1KB 的片內(nèi)SRAM、512 字節(jié)片內(nèi)在線可編程EEPROM;運行速度為0~16Mb/s，工作在1MHz、3V、25°時的典型功耗：正常工作模式為1.1mA，空閑工作模式為0.35mA，掉電工作模式為<1μA。上述的眾多功能，為嵌入式控制系統(tǒng)提供了極大的方便。

　　5 IC卡的設(shè)計和選擇

　　IC 卡分為接觸式和非接觸式兩大類，其可靠性和安全性均比磁卡好，但價格比較貴。接觸式IC 卡是將IC 芯片封裝在一個的標準PVC卡中，靠裸露的芯片與讀寫器卡座之間的直接接觸來讀寫數(shù)據(jù)的。非接觸式IC 卡由IC 芯片、感應(yīng)天線組成，并完全密封在一個的標準PVC卡中，不易受外界的不良因素影響。接觸式IC 卡與讀寫器之間通過無線電波來完成讀寫，存儲容量大，傳遞速度快，讀寫壽命長。

　　5.1 非接觸式射頻IC 卡部分設(shè)計該系統(tǒng)以PHILIPS 公司的Mifare 系列射頻卡為基礎(chǔ)，讀寫芯片選用的是PHILIPS 公司專為Mifare 卡設(shè)計的專用讀寫芯片，工作頻率為13.56MHz,它可以在有效的發(fā)射空間形成一個13.56MHz 交變電磁場，為處于發(fā)射區(qū)域內(nèi)的射頻卡提供能量，同時射頻卡與MFRC500 需要傳送的數(shù)據(jù)信息也被調(diào)制在這個頻率上。MFRC500與射頻卡之間能量的傳遞和數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)倪^程是初級和次級兩個線圈之間的耦合過程。

　　5.2 接觸式IC 卡部分設(shè)計

　　該系統(tǒng)中所選用的接觸式IC卡為AT24C01，采用ATmega16 單片機的PA.0- 3 作為讀卡信號線?？刂撇糠种灰撠熥x取IC 卡中的數(shù)據(jù)，進行分析處理，存儲在自身的RAM中或是通過RS232 傳送到上位機進行存儲。讀卡部分根據(jù)控制部分的控制信號，對IC 卡進行度或?qū)懖僮鳎⒖蓪崟r檢測IC卡的插入或拔出。并將讀出的數(shù)據(jù)通過驅(qū)動電路傳送到控制電路或?qū)⒖刂齐娐匪鶄魉偷臄?shù)據(jù)寫入IC卡。

　　6 串行通信接口

　　目前最常見的串行通信接口標準是RS- 232 串行總線，傳輸?shù)氖菃味诵盘?，即信號信號線中一條是公共地線，另一條是信號線。這種總線標準只適用于數(shù)據(jù)傳送速率要求不高，距離叫短的場合。適合于長距離傳送的總線標準有：RS- 422、RS- 423、RS- 485、RS- 499 以及20MA電流環(huán)串行接口。

　　7 實時時鐘

　　刷卡時要記錄刷卡的時間，用外接硬件實時時鐘芯片的方式為系統(tǒng)提供一個準確可靠的時鐘，用3V備用電池保證在系統(tǒng)掉電時也能正常走時。這里選用體積小、接口簡單的實時時鐘芯片DS1302，它是美國DALLAS 公司推出的低功耗串行通信接口專用芯片，片內(nèi)有31 字節(jié)的SRAM，可自動進行閏年補償。

　　8 結(jié)論

　　本文對一卡通系統(tǒng)進行了設(shè)計并就其組成結(jié)合軟件工程、串口通訊、AVR 單片機、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)庫理論的技術(shù)進行分析。就污水處理廠一卡通的應(yīng)用建立了一套比較實用的系統(tǒng)流程，為公司管理提供了有效的管理工具。有效的節(jié)約了資源的使用。

　　參考文獻

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