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文档简介
1、基于物联网的公交车收费系统一 系统设计整体设计公交车收费系统使用Android数据网关,连接无线AP点,通过串口跟控制芯片连接,控制芯片将RFID读卡器的数据通过无线AP发送,对公交卡用户执行开户、充值、余额查询、销户、消费等操作。系统框图如下:公交车收费系统的硬件设备主要包括:(1) Android后台:程序的运行环境,处理获取的卡号,执行相关操作,并显示金额。(2) RFID读卡:读卡设备,用于读取IC卡数据。(3) Wi-Fi模块:通过串口线与高频RFID读卡器相连,将读卡数据通过Socket连接发送给安卓后台管理程序。(4) 高频IC卡:用户公交卡。公交系统数据库的设计本系统数据库非常
2、简单,在实验室阶段,我们可以只用一个用户表即可完成,简单期间,下表只注册用户姓名,联系电话,如果需要可以添加更多的用户信息,比如年龄,工作单位之类的。表名: 公交用户表结构字段名数据类型长度主键索引外键说明User_IDInt8用户编号User_nameString20姓名ID_NOString18身份证号,实名认证公交卡IcardStringyes公交卡号StatusBool1卡状态:0正常,1暂停使用以及其他状态TelString11用户联系电话PasswordString20消费密码,用以特定时候验证身份MoneyFloat余额ScoresFloat消费积分,特定情况下使用Con_log
3、sText用以记录消费日志软件部分: 软件部分功能基本开发完成了信息查询:WiFi模块通过tcp/ip跟安卓后台通讯(软硬件交互部分): Wifi模块跟单片机的连接:通过USARTESP8266模块引脚图通过串口通信的话。模块连线就比较简单了,只需要:ESP8266 <->STM32GND <->GND3.3V<->3.3VTXD<->PA3 /IO口功能复用,串口收发数据RXD <->PA2Wifi模块使用:ESP8266支持AT指令:在AT模式下可以通过串口的AT指令对系统参数做配置。指令格式如下:AT+<at指令>=
4、<值>例如:“AT+CWMODE”查询当前模块的WIFI模式。例如:“AT+CWMODE=3”设置模块WIFI模式为AP+STA模式。这里是所有支持的AT指令:ESP8266模块支持三种模式:AP模式,STA和AP+STA模式我们考虑采用AP模式:即模块作为无线WIFI热点,允许其他WIFI设备连接到本模块,实现串口与其他设备之间的无线(WIFI)数据转换互传。AP模式下包括三个子模式: TCP 服务器、TCP 客户端, UDP将本模块设置成TCP服务器端的过程:使用AT指令AT+CWMODE=2设置模块WIFI模式为AP模式AT+RST重启生效AT+CWSAP=”myWIfi”,
5、”12345678”,1,4设置模块的AP参数:SSID为myWifi,密码为12345678,通道号为1,加密方式为:WPA_WPA2_PSKAT+CIPMUX=1开启多连接AT+CIPSERVER=1,8888开启SERVER模式,设置端口为8888安卓端的TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中译名为传输控制协议什么是Socket?Socket是应用层与TCP/IP协议簇通讯的中间抽象层,Socket是一组接口,它把复杂的TCP/IP协议簇的内容隐藏在套接字接口后面,我们无需关心协议的实现,只需使用Socket提
6、供的接口即可。安卓端创建服务器端的步骤:1. 创建ServerSocket对象,绑定监听端口2. 通过accept()方法监听客户端请求3. 连接建立之后,通过获取输入流,取得客户端请求信息4. 创建输出流,返回给客户端信息5. 关闭资源安卓端创建客户端的步骤:1. 创建socket对象,指定需要链接的服务器地址和端口号2. 建立连接后,获取输出流,向客户端发起请求信息3. 获取输入流,读取服务器端反馈的信息4. 关闭相应资源读卡器部分 : 主要内容包括:STM32芯片与RC522模块的通信,RC522模块与IC卡之间的识别过程RC522引脚图:1.rc522与单片机的引脚设置:RC522引脚
7、图在使用不同类型接口的时候,RC522的引脚作用会不同,在与单片机通信的时候是采用SPI通信 串行外设接口因此跟STM32板的接线方式如下:(参看STM32引脚图)RC522-stm321-SDA <->PA4 /选通*2-SCK <->PB13/SCK时钟*3-MOSI<->PB15/OI*4-MISO<->PB14/IO*5悬空*6-GND <->GND*7-RST <->PB1*8-3.3V<->3.3VRC522的工作过程:一RC522跟单片机的通信:MFRC522发送与接收卡数据暂存于FIFO缓冲区中
8、数据帧格式:字符数值定义STX0x02通讯开始LEN-数据长度DATA-数据BCC-异或校验ETX0x03结束标识位DATA格式:Command(2 bytes)Data0Datam按照ISO14443标准,有以下常用命令:指令码功能0xC001寻卡(ISO/IEC15693)0xC005读取某一块的信息(ISO/IEC15693)0xC006将信息写入某一块(ISO/IEC15693)0xC007将某一块锁定(ISO/IEC15693)0xC008写入AFI(ISO/IEC15693)0xC009锁定AFI(ISO/IEC15693)0xC00A写入DSFID(ISO/IEC15693)0x
9、C00B锁定DSFID(ISO/IEC15693)0xC00C获取系统信息(ISO/IEC15693)0x3224寻卡(ISO/IEC14443A存储卡)0x3225休眠卡片(ISO/IEC14443A存储卡)0x3241激活卡片(ISO/IEC14443A存储卡)0x3243读取某一块的信息(ISO/IEC14443A存储卡)0x3244将信息写入某一块(ISO/IEC14443A存储卡)0x3245读余额(ISO/IEC14443A存储卡)0x3246写入余额(ISO/IEC14443A存储卡)0x3247余额加值(ISO/IEC14443A存储卡)0x3248余额减值(ISO/IEC14
10、443A存储卡)0x324B卡片复位(ISO/IEC14443A智能卡)0x324C发送应用命令(ISO/IEC14443A智能卡)二对卡的操作分成四步:寻卡防冲突选卡读/写卡;使用二次编程的函数接口(1) 寻卡向FIFO中写入PICC_REQIDL命令,通过PCD_TRANSCEIVE命令将FIFO中数据通过天线发送出去,此时若有卡在天线作用范围内,将识别命令,并返回卡类型,和卡片序列号;卡类型(TagType):0x4400 = Mifare_UltraLight0x0400 = Mifare_One(S50)0x0200 = Mifare_One(S70)0x0800 = Mifare_
11、Pro(X)0x4403 = Mifare_DESFire关于下面两条命令的区别:第一条命令读取完卡后还会再次读取;第二条命令读取完卡后会等待卡离开开线作用范围,直到再次进入。(2) 防冲突向FIFO中写入PICC_ANTICOLL0x20,通过PCD_TRANSCEIVE命令将FIFO中数据通过天线发送出去,卡返回卡序列号(共5字节,第5字节是卡序列号校验码);由于是非接触式的,同一时间天线作用范围内可能不只一张卡时,即有多于一张的MIFARE 1卡发回了卡序列号应答,则发生了冲突。此时,由于每张卡的卡序列号各不相同,MCM接收到的信息(即卡序列号)至少有1位既是0又是1(即该位的前、后半部都有副载波调制),MCM找到第1个冲突位将其置1(排除该位为0的卡),然后查第2个,依次排除,最后不再有冲突的SN即为被选中的卡。(3) 选卡向FIFO中写入PICC_SElECTTAG0x70卡序列号,通过PCD_TRANSCEIVE命令将FIFO中数据通过天线发送出去,卡返回卡容量(对于MIFARE 1卡来说,可能为88H或08H);(4) 写数据向FIFO中写入PICC_WRITE块地址,通过PC
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