基于嵌入式技術(shù)一卡通系統(tǒng)的研究

文章出處：http:// 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2011年09月08日

    1引言

    隨著社會的不斷進步和發(fā)展，各學校原有的消費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)運而生。所謂“一卡通”即在學校內(nèi)，凡有現(xiàn)金、票址或需要識別身份的場合均采用卡來完成。此種管理模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消費管理模式，為學校管理提供r高效、方便與安全的管理模式。

    2嵌入式系統(tǒng)簡介

    隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計算機領(lǐng)域的一個重要的組成部分，以ARM體系機構(gòu)設(shè)計的嵌人式系統(tǒng)具有高性能、低功耗和低成本的特點，使其廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(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)達到或接近了低檔PC機的水平；同時，各種操作系統(tǒng)也增加了對ARM內(nèi)核的支持。這就使得利用ARM來代替PC來完成某些工作成為ur可能，既町以減少設(shè)備的占地面積也可以降低設(shè)備及開發(fā)成本。正因為有了這些性能優(yōu)勢，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％以上的市場份額，ARM技術(shù)JF在逐步滲入到生活的各個方面。

    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大部分份額，同時也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴展。
    （2）無線通信領(lǐng)域：目前已有85％以上的無線通信設(shè)備采用了ARM技術(shù)，ARM以其高性能和低成本的特點，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芯片正逐步獲得競爭優(yōu)勢。此外，ARM任語音肢視頻處理上進行優(yōu)化，并獲得廣泛支持，也對1）SP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。
    （4）消費類電子產(chǎn)品：ARM技術(shù)在目前流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機頂盒和游戲}幾中得到廠一泛的應(yīng)用。

    4ARM微處理器的特點

    采用R工SC架構(gòu)的ARM微處理器一般具有以的特點：

    （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）精簡的指令集，指令執(zhí)行速度更快。
    （4）尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高。
    （5）具有嵌入式的工CERT邏輯，程序調(diào)試開發(fā)方便。

    5系統(tǒng)應(yīng)用特點

    一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點特別適用于構(gòu)建大型Ic卡消費系統(tǒng)，尤其適用于多消費場所（如多個食堂）的綜合管理。由于具備多種不同模式的消費POS機，可滿足不同消費場所的管理需求。可用于構(gòu)建食堂、宿舍門禁、圖書館等內(nèi)部結(jié)算體系，實現(xiàn)購物、餐飲、娛樂消費的刷卡結(jié)算，實現(xiàn)貨幣電子化。實現(xiàn)校園一卡通系統(tǒng)。

    6與現(xiàn)有主流系統(tǒng)的技術(shù)對比

    （1）系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性對比設(shè)備采用國際上廣泛應(yīng)用的ARM微處理器技術(shù)，并且有眾多國際大型半導體廠家的技術(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)的開發(fā)、調(diào)試和生產(chǎn)有了極大的保障，使開發(fā)的系統(tǒng)一開始就有較高的穩(wěn)定和可靠性。
    （2）系統(tǒng)處理能力對比系統(tǒng)采用32位的ARM微處理器技術(shù)，系統(tǒng)處理能力8位的單片機系統(tǒng)100倍以上，同時提供豐富的存儲器接口，有SRAM，SDRAM，F(xiàn)LASH，NANDFLASH等等，最大可實現(xiàn)系統(tǒng)2GB的存儲器容量，所以卡存儲量和數(shù)據(jù)存儲能力都十分巨大，而且，系統(tǒng)響應(yīng)時間也十分快速。
    （3）通信速度和實時性對比系統(tǒng)設(shè)備提供標準以太網(wǎng)接口，通信速率高達lOOM，系統(tǒng)任何一點可以實時享受全系統(tǒng)所有資源，其實時性遠高于其他組網(wǎng)方式，數(shù)據(jù)傳輸、交換、共享以及遠程訪問都極為容易、方便，在遠程的管理中心可實時地完成發(fā)卡、授權(quán)、退卡和掛失等操作。
    （4）組網(wǎng)方式對比系統(tǒng)中每個消費點都具有獨立的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。局部總線系統(tǒng)（~tlRS-485系統(tǒng)）一般需要重新布線，需要有一條總線網(wǎng)絡(luò)，并且是區(qū)域性的，要求總線的布線距離一般在600～l000m以內(nèi)。不聯(lián)網(wǎng)型系統(tǒng)不存在組網(wǎng)。
    （5）系統(tǒng)擴展性對比通過以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，中央控制器可在本地或遠離系統(tǒng)，通過局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)進行連接，實現(xiàn)遠程控制。并能同時實現(xiàn)多站點分權(quán)限控制。管理中心位置可以隨時變更，很容易實現(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，所以增加消費點時，只是簡單地增加設(shè)備和給設(shè)備分配獨立的lP地址。

    7結(jié)語

    通過介紹ARM技術(shù)的優(yōu)勢和應(yīng)用特點，并通過與目前主流一卡通消費系統(tǒng)的技術(shù)對比，基于ARM技術(shù)的一卡通消費系統(tǒng)憑著它強大、可靠的ARM微處理器內(nèi)核，和同樣強大、穩(wěn)定、多樣的網(wǎng)絡(luò)按FI，從技術(shù)E遠遠地拋離了市場上的同類產(chǎn)品；而且，在眾多國際半導體f一家的共同努力下，ARM微處理器的應(yīng)用得到了廣泛的認同，并且在產(chǎn)品的價格上也降低到與8位／16位微處理器相當?shù)乃?，也使基于ARM技術(shù)的一卡通消費系統(tǒng)成本大大降低，從而更容易進入市場被消費者接受，更具競爭力。