射頻IC卡就餐機和后臺管理微機的通信設計

1 系統總體方案
我們采用美國ATMEL公司的子公司TEMIC公司生產(chǎn)的TK5550射頻識別IC卡、IDIC(Identification Integrated Circuit)、讀寫(xiě)基站集成電路U2270B和ATMEL公司的8位單片機研制開(kāi)發(fā)學(xué)校食堂就餐管理系統，系統具有預付收費、目標識別、身份驗證、數據采集、數據加密和數據庫管理的功能。系統由TK5550卡、就餐機、數據庫管理系統、就餐機和數據庫管理微機的通訊系統四部分組成。主機與就餐機之間的通信采用RS-485通信標準，工作方式為半雙工，每次通信都是主機首先呼叫從機。

2串行通信接口設計
最常見(jiàn)的串行通行接口標準是RS-232-C串行總線(xiàn)，傳輸的是單端信號，即信號線(xiàn)中一條是公共地線(xiàn)，另一條是信號線(xiàn)。它只適用于數據傳送速率要求不高，距離不長(cháng)的場(chǎng)合（小于15米），適合于長(cháng)距離傳送的總線(xiàn)標準有：RS-422、RS-423、RS-485、RS-499以及20MA電流環(huán)串行接口。

本系統中單片機與上位主機的通訊選用了RS-485總線(xiàn)標準，并采用了MAX465芯片來(lái)實(shí)現，它具有RS-485通訊接口中要的全部功能，數據通訊的方向由RE，DE 腳來(lái)控制，設計中二者連在一起，由單片機的P1.5來(lái)控制，當它為高電平時(shí)，數據由單片機經(jīng)MAX485到外部串行總線(xiàn)，即處于發(fā)送狀態(tài)；為低電平時(shí)，數據由外部串行總線(xiàn)到單片機。

一般微機的串行口采用RS-232接口，故在主機一端需要一個(gè)RS-232/RS-485轉換器。本設計中采用了臺灣ATEN公司生產(chǎn)的IC-485SN轉換器，它是一種雙向RS-232/RS-485或RS-422轉換器，可提供點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的全雙工和半雙工以及多點(diǎn)的單工串行通信。具體工作方式可通過(guò)兩個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)和外部界限靈活配置。由于本系統中涉及到多點(diǎn)半雙工通訊，下面就以此方式介紹其使用方法。

在此工作方式下系統的連線(xiàn)如左圖?？梢?jiàn)轉換器對外部的RS-485總線(xiàn)只需兩根信號線(xiàn)：DATA+和DATA-，即發(fā)送和接收數據公用一對差分傳輸線(xiàn)，而轉換器和微機的RS-232接口則需通過(guò)3根線(xiàn)進(jìn)行連接：RX， DX和RTS/CTS，其中RX為接收數據信號線(xiàn)，TX為發(fā)送數據信號線(xiàn)，RTS和CTS端接在一起，控制數據發(fā)送是否允許。由于轉換器工作時(shí)RTS必須為高電平來(lái)為轉換器供電，即轉換器接收數據時(shí)也一直處于數據發(fā)送允許的狀態(tài)，為避免發(fā)生沖突，應在設計主機串行通訊程序時(shí)，控制發(fā)送和接收數據分時(shí)進(jìn)行，即系統始終工作在半雙工的工作方式。

3 串行通信程序設計
本系統上位主機數據庫管理系統采用VF5.0編寫(xiě)，這里介紹的串行通信程序主要是在VF中實(shí)現與單片機的通信程序設計。

3．1就餐系統通信程序的設計
WINDOWS 應用程序串行通信方式有調用WINDOWS API函數和標準的通信控件COMMUNICATIONS兩種方式。本系統采用標準的通信控件communications進(jìn)行通信程序的設計，實(shí)現掛失數據的發(fā)送、用戶(hù)卡號的發(fā)送、發(fā)卡和就餐數據的接收。在這里主要以接收用戶(hù)就餐數據為例討論應用通信控件Communications通信程序的設計。

就餐機向主機傳送的數據為學(xué)生卡號和消費金額，主機把接受后的數據臨時(shí)存貯在表jc中，然后通過(guò)相關(guān)運算后修改表stu中的存款數據。主機與多臺就餐機的通訊方式為，先與一號機通訊，待到一號機數據傳輸完畢后，再與二號機通信直到最大編號就餐機。使用主機的串口ｃｏｍ２與就餐機相連。

3．2 主機與就餐機雙方通信的約定
微機向就餐機發(fā)送字符串時(shí)，該塊字符串前附加A，末尾附加B，串口兩端的校驗和一致，則向微機發(fā)送C，如果不一致，則向微機發(fā)送D；微機收集來(lái)自就餐機的數據時(shí)，先由微機向特定的就餐機發(fā)送E，該就餐機收到E以后，向微機發(fā)送數據塊以及校驗和，并且在數據塊的末尾附加F，如果串口兩端的校驗和一致，則微機發(fā)送G，如果不一致，則微機發(fā)送H。(注:A,B,C,D,E,F,G,H都以ASCII碼格式發(fā)送,而且在OleControl1中收到的都是字符,而不是數字)。

3．3 通信程序實(shí)現
每次通信時(shí)，首先在主機的init事件中初始化通信控件olecontrol1,初始化設置為:
thisform.olecontrol1.CommPort=1 //選擇串行口com1
thisform.olecontrol1.PortOpen=1 //打開(kāi)串行口com1
thisform.olecontrol1.InputMode=0 //接收的數據按文本方式
thisform.olecontrol1.RTSEnable=1 //允許使用rts線(xiàn)，用于rs-232/485轉換器的發(fā)送控制和供電
thisform.olecontrol1.InputLen=1 //每次讀取接收緩沖區的一個(gè)字符
thisform.olecontrol1.OutbufferCount=0 //清除發(fā)送緩沖區
thisform.olecontrol1.InbufferCount=0 //清除接收緩沖區

定時(shí)控件timer1作為超時(shí)定時(shí)器, 在Timer1的OnTimer事件中，（假定共有兩臺就餐機）如果微機向就餐機#1發(fā)送的數據正確，那么，延時(shí)后，向下一個(gè)就餐機發(fā)送數據，直到最后一個(gè)就餐機，然后提示發(fā)送完畢；如果微機向就餐機發(fā)送的數據錯誤，那么，延時(shí)后，再發(fā)一次。如果連續三次發(fā)送都發(fā)生了錯誤，那么，給出錯誤的就餐機號，并且向下一個(gè)就餐機發(fā)送數據。定時(shí)器的初始化為:

timer1.Interval=50 *定時(shí)時(shí)間間隔為50ms
timer1.ensbled=.f.先關(guān)超時(shí)定時(shí)器1

在Command1的Click 事件中通過(guò)調用外部過(guò)程program2向就餐機發(fā)送地址(即機號),和要求就餐機向主機傳送就餐數據的命令。Program2的程序為：
procedure programe2
*發(fā)送機號
表單js.olecontrol1.RThreshold=0
表單js.olecontrol1.Settings="2400,m,8,1"
jh2=chr(jh2)
表單js.olecontrol1.OutPut=jh2
*發(fā)送命令
表單js.olecontrol1.Settings="2400,s,8,1"
表單js.olecontrol1.OutPut="E"
表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0
表單js.olecontrol1.RThreshold=1
表單js.timer1.enabled=.t.
return

具體為：首先在發(fā)送數據之前設置OLECONTROLL的Rthreshold為0，禁止對發(fā)送事件產(chǎn)生ONCOMM事件，防止主機接收自己的數據。在發(fā)送一個(gè)字節的機號時(shí)，設settings表單js.olecontrol1.Settings="2400,m,8,1"

即校驗位為mark：‘1’，代表地址字節,以校驗位作為識別地址的標志。在發(fā)送完機號后，設置settings為：
表單js.olecontrol1.Settings="2400,s,8,1"

即校驗位為space：‘0’，表示發(fā)送的一個(gè)字節E是要求就餐機開(kāi)始向主機傳送就餐數據的命令。主機向就餐機發(fā)送數據的方法是應用通信控件的OUTPUT函數，即為表單js.olecontrol1.OutPut="E"。在發(fā)送完命令后，要清控主機的發(fā)送和接收緩沖區，即令：
表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0

同時(shí)，使控件的Rthreshold有效，等待接收就餐機發(fā)來(lái)的數據，另外要打開(kāi)超時(shí)定時(shí)器即令表單js.timer1.enabled=.t.，以判斷就餐機是否正常。在OleControl1的OnComm事件中，首先判斷控件的屬性CommEvent=2，表示收到 Rthreshold 個(gè)字符。該事件將持續產(chǎn)生直到用 Input 屬性從接收緩沖區中刪除數據。然后接收從串口來(lái)的就餐數據和校驗和,就餐機發(fā)送完數據后緊接著(zhù)發(fā)送一個(gè)F，表示數據發(fā)送完畢。如果主機接收正確向就餐機發(fā)送一個(gè)G。延時(shí)后與下一臺就餐機通信。接收后的數據臨時(shí)存貯在表JCJ中，等待處理。如果主機接收不正確向就餐機發(fā)送一個(gè)H。

主機與就餐機的通信成功與否，在超時(shí)定時(shí)器的ONTIMER事件進(jìn)行判斷，其工作方法在前面已說(shuō)明。

4結束語(yǔ)
前面比較詳細的介紹了主機接收就餐機數據的程序設計過(guò)程和方法，至于主機向就餐機發(fā)送掛失卡號和發(fā)卡初始化新卡的通信程序的設計原理是相同的。只是發(fā)卡時(shí)，因為一次通信要傳輸的數據量很小，卡號金額均為10個(gè)字符，對通信結果成功與否的判斷，沒(méi)有使用求校驗和的方法，采取了連續傳輸3次， 在3中取2的措施，這樣更可靠。

參考文獻

[1]ATMEL CORPORATION, U2270B ANTENNA DESIGN HINTS,1999
[2]ATMEL CORPORATION, TK5550 DATA SHEET,1999
[3]ATEN International Co. , LTD, The IC-485SN Converter User Manual, Taiwan, 1999
[4]Small D., “The potential of RFID is finally areality”,Industrial Engineering, Vol 24 Iss: 10 p.46-7,Data:Oct.1992
[5]美國愛(ài)特梅爾(ATMEL)公司,IC智能卡技術(shù)手冊,1999年4月
[6]劉立康, 用vb5.0實(shí)現與單片機串行通信的程序設計,微計算機信息,1999年第15卷第3期
[7]范逸之, Visual Basic 與 RS-232 串行通信控制, 中國青年出版社, 2000年8月
[8]夏海燕、羅家融、王玲,運行VB的MSCOMM控件實(shí)現一機對多機數據通信的實(shí)例, 微計算機信息,1999年第4期
[9]周捷、張為公, WINDOWS95環(huán)境下利用VISUAL C++實(shí)現微機與GPS-OEM板的串行通信, 電子技術(shù)應用, 1998年第11期
[10]陳堅、孫志月, MODEM通信編程技術(shù), 西安電子科技出版社, 1998年
[11]彭江平、王毅、李靜、倪芳，Visual Foxpro 5.0面向對象程序設計祥解及實(shí)例，人民郵電出版社，1998年
[12]姜靈敏、彭江平、毛錦云，Visual Foxpro 5.0程序設計入門(mén)，人民郵電出版社，1998年