基于PBOC智能卡售饭机硬件系统设计与实现

发布时间：2019-07-24 09:54

【摘要】：由于金融磁条卡本身存在数据存储小,容易被复制的缺点,其已经不能满足金融行业多元化的应用。与磁条卡相比,PBOC智能卡具有安全性高,卡内敏感数据难以被复制,不易被伪造的优点,而且卡片容量大,可以存储密钥、数字证书、指纹等。另外,PBOC智能卡不仅具有普通磁条银行卡的所有金融功能,还能够提供身份认证、会员管理和积分管理等智能化功能。中国银联有关负责人表示,未来中国银联将积极联合商业银行等产业各方,继续从卡片发行、公交、购票等多行业应用方面,大力推动银联标准芯片卡的普及应用,让便利、安全、高效的芯片卡更好地服务持卡人的支付生活,因此PBOC智能卡将会取代磁条卡成为金融应用的主要媒介。本文以中国PBOC智能卡迁移项目为背景,提出了一种基于PBOC智能卡售饭机终端硬件设计方法。 1.对售饭机系统架构做了整体介绍并对售饭机系统功能做了整体分析。 2.针对售饭机终端主要芯片的选型、电路原理图设计、PCB布板、嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的移植和底层驱动编写做了详细的分析。售饭机终端由ARM控制模块、电源管理模块、单片机模块、显示屏和按键模块、QPBOC读卡模块组成。硬件部分包括原理图设计和PCB布板设计。售饭机终端选用STR711(ARM7内核)作为主控芯片,通过I2C串口连接ATMG64单片机作为LCD和按键的主控；QPBOC读卡模块采用RC531作为控制芯片,RC531可以读写符合TYPE A和TYPEB标准的非接触PBOC智能卡,本身自带天线驱动电路,读卡距离达到10CM,可以满足售饭机对读卡器性能的要求；软件部分包括嵌入式操作系统移植和底层驱动编写,介绍了嵌入式操作系统μC/OS-ⅡI的移植过程,并实现了底层驱动程序的编写。 3.对硬件电路和驱动程序做了功能性测试,验证了本设计的可行性。本设计为售饭机终端提供了硬件电路及底层驱动的接口定义,应用开发人员只需调用底层API函数就可以实现上层应用程序的开发。经过对硬件电路和驱动程序的功能性测试,验证了本设计能够满足售饭机终端对硬件层的要求。
【图文】：

系统整体通信架构

用平衡驱动差分接收方式，这样就可以获得较长的传送距离、较高的传送速率和更强的抗干扰能力，在售饭机上设计了稳定的RS232通信接口，保证售饭机与前置PC间稳定的通信。系统通信结构见图2.1。232/485转换器售饭机1售饭机2售饭机3售饭机4图2.1系统整体通信架构2.4售饭机终端架构设计售饭机主要由以下几个模块组成:ARM主控模块、电源模块、单片机控制模块、LCD显示屏模块、按键模块、QPBOC读卡器模块。ARM主控模块负责发送命令到其他几个模块，并接受其他模块的反馈，对反馈信息做出合理的处理及响应;电源模块负责为整个系统提供稳定的电源，包括提供ARM核心工作所需的 1.SV电压和LCD显示屏与读卡器模块所需的3.3V和SV电压，保证稳定的电流输出;单片机控制模块控制LCD显示屏和按键，接收ARM主控模块的信息，发送到LCD控制器显示给工作人员和就餐人员，接收从按键传来的数据信息，进行处理后发送给ARM主控

STR7处理器结构框架图

图3.1STR7处理器结构框架图ARM系统结构见图3.2。ARM主控系统主要负责整个系统运行的逻辑控制，系统总共分为以下几个系统状态:等待、运行、结束、挂起。通过中断控制和复位电路控制各个状态间的切换。由于STR7ll处理器总共只有256K大小的FLASH，并且这部分FLASH主要用于存储代码，但是在售饭机系统中需要有大量的存储空间存储应用数据，，因此，通过SPI串口总线外扩了256M的FLASH芯片用于存储刷卡数据等用户信息。系统设定通过内部NORFLASH启动程序，因此需要进行BOOT设定，BOOTEN引脚拉到低电平，BOOTI和BOOTO可以任意电平状态。STR7ll启动模式配置见表3.2。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN409;TP368.1

【参考文献】