[發明專利]一種基于CAN與ARM技術的嵌入式IC卡讀寫機

無效

• 申請號: 201210315913.3
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102857396A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 王向前;王向東
• 申請（專利權）人: 南京鑫三強科技實業有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及智慧校園、數字校園的一卡通等物聯網終端領域的應用。

背景技術

近年來，隨著物聯網終端與一卡通信息化建設的進一步加快，智慧城市、智慧校園和數字化校園一卡通得到了廣泛的應用。尤其是作為校園一卡通的消費終端IC卡讀寫機，由于學校的特殊環境，刷卡人數多，數據量大，交易密集，實時性要求較高。因此各廠商普遍采用51系統列單片機作為IC讀寫機的中央處理器，采用RS485或RS422總線與上位機進行數據通訊。即使是這樣，隨著學校信息管理要求的提高，以及學校規模的擴大，系統跨校區的應用，就顯得有些美中不足。業務處理能力的限制以及異步數據交換的限制，導致系統實時性、可靠性差，主要體現在以下幾個方面。

1、?由于RS485總線的網絡傳輸數據，造成網絡瓶頸，不能滿足實時消費處理的要求。

2、?由于RS485總線的網絡傳輸數據，造成網絡瓶頸，使持卡人掛失卡的白名單信息得不到及時更新。

3、?由于RS485總線的網絡傳輸數據，造成網絡瓶頸，補貼的發放不能及時發至POS機，給消費者帶來不便。

4、?終端POS機的51系列單片機，使業務邏輯處理能力受到限制，?影響白名單的更新速率。

5、?網絡中個別節點出現問題，容易使得總線處于“死鎖”狀態，導致系統可靠性差。

發明內容

為了概括本發明的目的，在這里描述了本發明的某些方面、優點和新穎特征。應了解，無需所有這些方面、優點和特征包含在任一特殊的實施例中。

為了彌補現有技術的不足，本發明提出了一種工藝簡單、處理速度快、實時性高、可靠性好的基于CAN與ARM技術的嵌入式IC卡讀寫機。

為了達到上述目的，本發明采用技術方案是：?

1、用CAN總線技術替換原RS485或RS422總線網傳輸數據，解決因網絡瓶頸問題而導致不能滿足實時消費處理的要求，和白名單不能實時更新、補貼不能及時發至POS機的問題以及因網絡中個別節點出現問題，容易使得總線處于“死鎖”狀態，導致系統可靠性差的問題。

CAN(Controller?Area?Network)屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。CAN控制器工作于多主方式，網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權采用無損結構的逐位仲裁方式競爭向總線發送數據，且CAN協議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現象RS-485網絡中，當系統有錯誤，出現多節點同時向總線發送數據時，導致總線呈現短路，從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響，從而保證不會出現象在網絡中，因個別節點出現問題，使得總線處于“死鎖”狀態。

2、用ARM技術替換原51系列單片機技術，增加POS機的業務處理能力，提高白名單更新速率和數據存儲空間。在本發明中運用ARM技術，使白名單的存儲容量大大增加，白名單的處理在100000條有效記錄下，白名單查詢時間復雜度為O(10)，完全能滿足高速查詢要求。同時支持對白名單的無序動態增刪改，操作時間小于10MS。查詢小于2MS。

ARM（Advanced?RISC?Machines）是微處理器，可以多任務，并且還可以跑操作系統。因此一些復雜的業務處理在多任務的操作系統下實現起來就遠優于51系列的單片機。

ARM芯片為32位處理器，由于其自身特性（處理速度、處理能力、儲存容量等）比51單片機都要強很多，為此在技術實現上也顯得比51單片機游刃有余。正是這種游刃有余，后期易給客戶提供升級、擴容、改造等便利。ARM可以引入進程的管理調度系統，使系統運行更加高效。

作為電子支付用的IC卡讀寫機的交易數據、通訊數據都是高安全性數據，往往需要通過加、解密處理。處理這些數據需要耗竭大量的CPU資源，傳統的51單片機越來越難滿足這類高處理能力的需求；而ARM芯片由于處理能力強、內部資源豐富，為此能夠很好的解決此類難題，從而保證較高的安全性。LINUX的內核與用戶空間的內存管理分開，不會因為用戶的單個程序錯誤而引起系統死掉。