非接触CPU可视卡读写器系统的研究与应用

【摘要】可视卡是IC卡(IntegratedCircuit)领域的新兴技术。它是在ISO7816标准的磁卡或智能卡上覆一层可以反复打印的可视复写材料,在每次顾客持卡结帐时能在卡面上打印出消费记录和促销信息。便于持卡人及商家查看消费记录。由于具有操作快捷、使用方便、安全性高、使用寿命长等特点,在身份识别,自动收费,电子钱包等领域具有广阔的市场前景。目前常见的可视卡存在以下问题：(1)热敏材料的可视卡可擦写次数有限制；(2)普通会员卡卡面信息只能打印一次,不能根据会员消费情况动态更新；(3)可视装置刷新频繁,需要连续供电,功耗相对较高；(4)卡片需要接触才能完成通讯；而非接触CPU可视卡读写器是非接触CPU卡应用系统中的关键设备,亦存在如下问题：(1)热敏可视卡的使用需要与之配套的读写卡设备,读写器的通用性较差；(2)传统的基于8位、16位或32位单片机设计的射频读写器系统,由于无嵌入式操作系统支撑,已无法满足在多接口、多协议、高性能等方面的要求。针对上述可视卡的应用及非接触CPU卡读写器系统设计中的功能局限性等实际问题,本文提出了一个基于非接触CPU电子纸可视卡读写器系统的设计与应用方案。首先,阐述了系统的总体架构和工作原理,详细论证了非接触CPU可视卡读写器系统的选取方案,以ARM公司的STM32F107VCT6微控制器和同方微电子的THM3060射频芯片进行读写器硬件设计,并在此读写器硬件平台上移植嵌入式实时操作系统FreeRTOS,在FreeRTOS上进行读写器软件设计,实现PC机与读写器的USB通信,读写器接收并解析命令,完成对非接触CPU卡的读写操作等功能。同时,以非接触CPU电子纸可视卡为研究对象,对电子纸可视卡的片内操作系统COS(chipoperatingsystem)工作原理及通讯抽象层架构的设计方案进行了描述。针对非接触CPU可视卡读写器、非接触CPU电子纸可视卡以及PC机端的非接触CPU卡等的管理软件,完成了一个可视电子钱包的应用设计,实现对非接触CPU可视卡的发卡、充值、扣值等功能。最后对非接触CPU可视卡读写器系统的性能进行测试,搭建测试平台,测试结果表明,该非接触CPU可视卡读写器系统稳定可靠,具有安全性高、方便快捷、易于使用等优点,具有较大的应用价值。
【作者】鲁青；
【导师】林小平；
【作者基本信息】广东工业大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】非接触式CPU卡；电子纸；可视卡；FreeRTOS；电子钱包；

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