【正文】 M2410S(S3C2410芯片)為核心，外接WM15T讀寫模塊。將移動(dòng)購物終端安裝在超市的購物小車上，實(shí)現(xiàn)在超市中的移動(dòng)購物。服務(wù)器端由PC機(jī)組成，通過設(shè)計(jì)服務(wù)程序，為終端提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)、自動(dòng)結(jié)賬服務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)功能。如[圖 1]所示圖 1 信息處理流程圖 系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)的軟件部分是基于Linux操作系統(tǒng)。普通Linux擁有自己標(biāo)準(zhǔn)的GUI系統(tǒng)XWindows，但是XWindows過于龐大和臃腫，極耗系統(tǒng)資源，而且其中不少功能對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來說是多余的，不適于資源有限的嵌入式系統(tǒng)使用。嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比更專門化，其軟硬件設(shè)計(jì)直接從具體應(yīng)用出發(fā)，嵌入式Linux是應(yīng)用于嵌入式設(shè)備開發(fā)上的一種操作系統(tǒng)。通常嵌入式設(shè)備中的GUI系統(tǒng)占據(jù)資源較多，因此對(duì)GUI的篩選顯得很重要。由于嵌入式GUI需要高性能、輕量級(jí)的GUI系統(tǒng)，在這里我們選用Qt/Embedded進(jìn)行軟件圖形界面的設(shè)計(jì)，并采用Qt中的QSocket類進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊部分的編程。Qt/Embedded是著名的QT庫開發(fā)商TrollTech正在進(jìn)行的基于framebuffer的面向嵌入式系統(tǒng)的Qt 版本。由于KDE等項(xiàng)目使用Qt作為支持庫，所以由許多基于Qt的XWindows程序可以非常方便地移植到Qt/Embedded版本上。因其面向?qū)ο?、跨平臺(tái)和界面設(shè)計(jì)更美觀而得到廣泛的應(yīng)用。Qt/Embedded開放了源代碼，使得開發(fā)人員可以在GPL許可協(xié)議下自由地使用Qt/Embedded進(jìn)行嵌入式Linux 應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。而且在Tmake、Qmake、QVFB和Qt Designer等眾多強(qiáng)大開發(fā)工具的支持下，大大提高了Linux系統(tǒng)的開發(fā)效率和項(xiàng)目進(jìn)度。具體的開發(fā)步驟如下：(1) Qt Designer是設(shè)計(jì)窗口組件(Widget)的應(yīng)用程序，在安裝Qt的bin目錄下鍵入./designer可以啟動(dòng)一個(gè)包含很多Qt組件的可視化界面。在此組織應(yīng)用程序的各組件分布很方便，；.ui是用XML語言寫的一個(gè)文本。如果熟悉QT程序設(shè)計(jì)可以拋棄Qt Designer，手動(dòng)編寫圖形界面；(2) uic(User Interface Compiler)是從XML文件生成代碼的用戶界面編輯器，但生成的這兩個(gè)文件不是標(biāo)準(zhǔn)的純C++代碼，通常稱為Qt的C++擴(kuò)展，因?yàn)镼t的對(duì)象間中運(yùn)用了信號(hào)/槽的通信機(jī)制，在文件用Q_OBJECT宏來標(biāo)識(shí)；(3) ，在設(shè)置好環(huán)境變量后，用tmake工具生成Makefile文件(tmake是跨平臺(tái)Makefile生成器)。在Qt/Embedded ；(4) moc(元對(duì)象編譯器)用來解析一個(gè)C++文件中的類聲明并且生成初始化對(duì)象的C++代碼，moc在讀取C++源文件，如果發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)或多個(gè)類的聲明中含有Q_OBLECT宏，就給出這個(gè)使用Q_OBJECT宏的類生成另外一個(gè)包含元對(duì)象代碼的C++元文件；元對(duì)象代碼對(duì)信號(hào)/槽機(jī)制、運(yùn)行時(shí)類型信息和動(dòng)態(tài)屬性系統(tǒng)是需要的；(5) 用make命令生成可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼文件。此外Qt/Embedded使系統(tǒng)獲得高效的工作性能是它擁有一個(gè)重要機(jī)制信號(hào)與槽機(jī)制(signals/slots)。信號(hào)和槽是一種高級(jí)接口，應(yīng)用于對(duì)象之間的通信，是Qt的核心特性，這也使得各個(gè)元件之間的協(xié)調(diào)變得簡(jiǎn)單。信號(hào)和槽能攜帶任意數(shù)量和類型的參數(shù)，它們是類型完全安全的，不像回調(diào)函數(shù)那樣會(huì)產(chǎn)生內(nèi)核泄露。所有從QObject或其子類派生的類都能夠包含信號(hào)和槽。當(dāng)對(duì)象改變其狀態(tài)時(shí)，信號(hào)就由該對(duì)象發(fā)射出去，接收方未知。這就是真正的信息封裝，它確保對(duì)象被當(dāng)作一個(gè)真正的軟件組件來使用。槽用于接收信號(hào)，但它們是普通的對(duì)象成員函數(shù)。一個(gè)槽并不知道是否有任何信號(hào)與自己相連接?？梢詫⒑芏嘈盘?hào)與單個(gè)的槽進(jìn)行連接，也可以將單個(gè)的信號(hào)與很多的槽進(jìn)行連接，甚至將一個(gè)信號(hào)與另外一個(gè)信號(hào)相連接也是可能的，這時(shí)無論第一個(gè)信號(hào)什么時(shí)候發(fā)射系統(tǒng)都將立刻發(fā)射第二個(gè)信號(hào)。 系統(tǒng)硬件RFID( Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間禍合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)?，F(xiàn)今的RFID技術(shù)是AEI(Automatic Equipment Identification，自動(dòng)識(shí)別)在射頻技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。RFID技術(shù)利用射頻信號(hào)的空間禍合，實(shí)現(xiàn)了無接觸式的信息雙向通信，并且利用所接收到的信息完成了對(duì)目標(biāo)物體的自動(dòng)識(shí)別。與早期的識(shí)別技術(shù)相比，RFID技術(shù)因其特有的非接觸性以及可對(duì)多個(gè)目標(biāo)物體同時(shí)識(shí)別的特性，得到了眾多行業(yè)的青睞。依據(jù)電子標(biāo)簽工作所需能量的供給方式的不同，RFID系統(tǒng)可分為無源、有源以及半有源系統(tǒng)。無源系統(tǒng)所使用的無源標(biāo)簽又稱被動(dòng)標(biāo)簽，標(biāo)簽自身不需要電源供電，而是通過閱讀器發(fā)送的射頻信號(hào)供電，它重量輕、體積小、壽命長、成本低廉，在工程實(shí)現(xiàn)中得到了廣泛的應(yīng)用。有源系統(tǒng)的標(biāo)簽使用標(biāo)簽內(nèi)的電池來供電，系統(tǒng)識(shí)別距離較長，可達(dá)幾十米，但其壽命有限并且成本較高。另外，由于標(biāo)簽內(nèi)載電池，因此有源標(biāo)簽的體積較大，無法制成薄卡。半有源系統(tǒng)的標(biāo)簽也帶有電池，但是此電池只起到激活系統(tǒng)的作用，標(biāo)簽一旦被閱讀器激活，即無需標(biāo)簽內(nèi)的電池供電，進(jìn)入無源標(biāo)簽工作模式。在我們的設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)硬件部分采用15T射頻讀寫模塊。該讀寫模塊是采用最新Mifare技術(shù)的微型嵌入式非接觸式IC卡讀寫模塊。內(nèi)嵌ISO14443 Type A協(xié)議解釋器,并具有射頻驅(qū)動(dòng)及接收功能,可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)對(duì)MifareOne等卡片的讀寫操作,讀寫距離最大可達(dá)100mm(與卡片及天線設(shè)計(jì)有關(guān)) 。該非接觸型IC卡上設(shè)有射頻信號(hào)接收器或紅外線收發(fā)器，在一定距離內(nèi)即可收發(fā)讀寫器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)非接觸讀寫。n 非接觸式IC卡主要指標(biāo)卡片的電氣部分只由一個(gè)天線和ASIC組成。天線：卡片的天線是只有幾組繞線的線圈，很適于封裝到IS0卡片中。ASIC：卡片的ASIC由一個(gè)高速(106KB波特率)的RF接口，一個(gè)控制單元和一個(gè)8K位(或32K位)EEPROM組成,分為16個(gè)扇區(qū)(Mpro為40扇區(qū))，每個(gè)扇區(qū)為4 塊(Mpro 后8個(gè)區(qū)為16 塊)，每塊16個(gè)字節(jié),以塊為存取單位。每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制。每張卡有唯一序列號(hào)，為32 位。n 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)M1卡分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由4塊(塊0、塊塊塊3)組成，(我們也將16個(gè)扇區(qū)的64個(gè)塊按絕對(duì)地址編號(hào)為0~63),存貯結(jié)構(gòu)如表 1所示：表 1 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)塊0 數(shù)據(jù)塊0扇區(qū)0 塊1數(shù)據(jù)塊1塊2數(shù)據(jù)塊2塊3密碼A 存取控制 密碼B控制塊3 塊0數(shù)據(jù)塊4扇區(qū)1塊1數(shù)據(jù)塊5塊2數(shù)據(jù)塊6塊3密碼A 存取控制 密碼B控制塊7 ∶　　　　　　∶　　　　　　∶ 0數(shù)據(jù)塊60扇區(qū)15 1數(shù)據(jù)塊61 2數(shù)據(jù)塊62 3密碼A 存取控制 密碼B控制塊63第0 扇區(qū)的塊0(即絕對(duì)地址0 塊)，它用于存放廠商代碼，已經(jīng)固化，不可更改。每個(gè)扇區(qū)的塊0、塊塊2 為數(shù)據(jù)塊，可用于存貯數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊可作兩種應(yīng)用：一是用作一般的數(shù)據(jù)保存，可以進(jìn)行讀、寫操作。二是用作數(shù)據(jù)值，可以進(jìn)行初始化值、加值、減值、讀值操作。 開發(fā)環(huán)境硬件：PC機(jī)Pentumn500以上，硬盤10G以上軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng) RedHat Mini 平臺(tái)：博創(chuàng)科技UPNETARM2410S(S3C2410芯片)工具： 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)終端中的讀卡模塊采用的是15T射頻讀寫模塊。15T射頻讀寫模塊是采用最新Mifare 技術(shù)的微型嵌入式非接觸式IC 卡讀寫模塊。內(nèi)嵌ISO14443 Type A 協(xié)議解釋器,并具有射頻驅(qū)動(dòng)及接收功能,可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)對(duì)MifareOne 等卡片的讀寫操作,讀寫距離最大可達(dá)100mm(與卡片及天線設(shè)計(jì)有關(guān))。該模塊提供標(biāo)準(zhǔn)異步串行通訊接口,輸出TTL 電平。用戶可不必了解非接觸IC卡讀寫模塊的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及底層驅(qū)動(dòng),只需通過串行通訊發(fā)送相關(guān)指令，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)卡片的所有操作。該模塊適用于標(biāo)準(zhǔn)讀寫器(只需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換即可直接連接到PC 機(jī)) 、手持機(jī) 、收費(fèi)機(jī)、門禁器、考勤機(jī)及其它各種收費(fèi)系統(tǒng)及一卡通應(yīng)用系統(tǒng)。 開發(fā)步驟 讀卡模塊的工作過程可以給讀卡模塊事先設(shè)定了一個(gè)塊（缺省是塊2），當(dāng)卡片靠近時(shí)，讀卡模塊主動(dòng)驗(yàn)證這個(gè)區(qū)及讀出這個(gè)塊的數(shù)據(jù)，并向單片機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)，等待單片機(jī)來取，當(dāng)單片機(jī)取走時(shí)，讀卡模塊并不關(guān)閉這張卡，這時(shí)單片機(jī)可以發(fā)命令直接讀寫此卡的其它塊，直到單片機(jī)發(fā)關(guān)卡的命令，讀卡模塊又回到開始時(shí)的尋卡讀指定塊的狀態(tài)；讀卡模塊的設(shè)定的塊和尋卡方式可以由單片機(jī)設(shè)定，并斷電不保存；如[圖 2]所示。尋卡模式位（00 或01），如果以00 模式尋卡，再執(zhí)行了關(guān)閉指令后，卡片必須離開感應(yīng)區(qū)再進(jìn)入感應(yīng)區(qū)才能尋卡成功，如果以01 模式尋卡，那么在執(zhí)行了停機(jī)指令后，即使卡片未離開感應(yīng)區(qū)也能尋卡成功。圖 2 讀卡模塊工作流程 單片機(jī)程序的工作過程單片機(jī)向模塊連接的232 口發(fā)送命令來控制模塊的讀寫操作，當(dāng)模塊讀到卡時(shí)，可以通過讀卡模塊對(duì)卡進(jìn)行讀寫操作，操作完成后，一定要關(guān)閉卡片。對(duì)卡片控制區(qū)的讀寫與數(shù)據(jù)讀寫相同，只是控制方式不同，同時(shí)要注意一定不要寫錯(cuò)或記住所寫內(nèi)容，否則有可能會(huì)無法再對(duì)該區(qū)進(jìn)行操作。在剛開始編程時(shí)，為了不寫錯(cuò)卡片造成不能讀寫的壞區(qū)，在對(duì)卡片密碼區(qū)進(jìn)行讀寫之前請(qǐng)將要寫入密碼區(qū)的16個(gè)字節(jié)先寫入一個(gè)數(shù)據(jù)塊，再讀出，如果寫入正確，說明寫入操作正確，就可以對(duì)密碼區(qū)進(jìn)行寫操作了。模塊取到卡號(hào)與密碼無關(guān),也就是不用驗(yàn)證密碼就可以通過讀數(shù)據(jù)記錄得到卡號(hào)。在每一個(gè)命令執(zhí)行后在執(zhí)行下一個(gè)命令前應(yīng)有不少于10ms 的延時(shí)。 通訊指令協(xié)議接口規(guī)格：使用單片機(jī)對(duì)讀寫模塊進(jìn)行控制，單片機(jī)為主控制機(jī)（主機(jī)），讀寫模塊為從機(jī)（分機(jī)）。通訊方法：232異步通訊 波特率：57600bps控制字方式：1位開始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)通訊協(xié)議格式：|開始標(biāo)志|模塊地址|信息長度｜命令和參數(shù)/叢機(jī)返回|校驗(yàn)|[開始標(biāo)志]：長度2個(gè)字節(jié)，主機(jī)給模塊：AAH FFH；模塊給主機(jī)：BBH FFH[模塊地址]：長度1個(gè)字節(jié)，固定值01H。 [廣播地址]：FFH[信息長度]：表示命令和參數(shù)的總字節(jié)數(shù)，不包括開始標(biāo)志、地址和校驗(yàn)的長度。[校 驗(yàn)]：長度1個(gè)字節(jié)，是開始標(biāo)志、地址、信息長度、命令和參數(shù)中所有字節(jié)的異或值。[命令和數(shù)據(jù)]：n 通訊測(cè)試0XA1[功能]：測(cè)試單片機(jī)與模塊通訊是否正常[命令]：A1H[參數(shù)]：無模塊送回尋