基于射频IC卡的粉煤灰销售系统的设计与实现
文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者： 人气： 发表时间：2012年04月08日
前言
射频IC卡又称非接触式IC卡，与接触式IC卡相比。它不需要与读写设备进行接触就可以进行通信，并具有更高的安全性以及抗干扰性，另外对环境的适应性也更强。目前国内引进的射频IC卡主要基于Philips公司的Mifare技术，本系统就采用了Mifare 1射频IC卡(简称Ml卡)。
1 M1卡
M1卡由天线和ASIC(专用集成电路)组成。其中ASIC包括一个高速(106KB波特率)的射频接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM。
1．1工作原理
M1卡内没有电源。当与读写器进行通信时，读写器会向M1卡发一组固定频率的电磁波，在电磁波的激励下，卡内Lc谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。当所积累的电荷达到2V时，它将做为电源为其它电路提供工作电压，从而与Ml卡进行数据交换。
1．2存储结构
Ml卡内部有16个扇区(0—15)，每扇区有4个块(0-3)，共64块(0-63)。0扇区的块0用于存放厂商信息，不能更改。其他各扇区的0、1、2块为数据块用于存储数据块3为控制块，用于设计该扇区其他3个数据块的存取策略。
2系统设计与实现
2．1系统流程与结构图
xx电厂粉煤灰销售系统最核心的业务为记录各个货车每次的提货信息(提货种类、重量、单价、总金额、提货时间等)，从而满足日后企业决策者的查询、统计及报表操作。系统涉及四个部门，各部门主要职责如下：
销售部：负责办理IC卡发放、挂失、退卡、充值等操作。
门房：司机刷卡后，根据卡中余额判断是否允许进厂。并记录进出厂时间。
磅房：记录货车空磅重量以及提货后的重量。
库房：记录货车的提货种类及相关提货信息。
一次完整的销售流程如图1所示。
图1系统流程图
四个部门在物理位置上比较分散，首先组成无线局域网，再与中心数据库服务器相连，实现数据的存取。各部门均配置了读卡器(通过USB接口与电脑连接)，对IC卡进行读写。系统结构如图2所示。
图2系统结构图
2．2数据存储结构
经分析，IC卡中可存储的数据项包含两类：一类是静态数据项，该类数据项一旦写入IC中后，就不会或很少会再去修改。如IC卡号、货车车号、提货种类、IC卡状态(正常、挂失、无效)。另一类为动态数据项。该类数据项为每次销售流程所J“’t-的数据项，如提货重量、单价、总金额、提货时间等等，这些数据项每次都会根据具体提货情况不同而变化。
如图1所示，在提货过鞭中，门房、磅房、库房各自产生一部分数据构成一次完整的销售数据。那么在形成一次完整的销售数据之前，是将已产生的临时数据先缓存在IC卡中，还是先提交到数据库，是系统设计的重点。因为这涉及到IC卡中数据的存储结构。对该问题考虑过两种方式：
一、将临时销售数据先缓存在IC卡中，然后在出厂时将本次销售数据一次性提交到数据库。这种方式的好处在于可以在数据库端保证销售数据的完整性，因为销售数据是一次性提交，而不是分步提交的。但这种方式有两个弊端：1、安全性不高，本系统使用的IC卡只是逻辑加密卡，一些重要的数据存放在数据库更加安全：2、需要非常频繁的对IC卡进行写操作，但设备本身对IC卡进行写操作的次数是有限的。
二、IC卡中只存储之前提到的静态数据项。这种方式数据更加安全，同时又不需要频繁的对IC卡进行写操作。系统采用该方式。最后存储结构如表1所示：
表1 IC卡内部数据存储结构
2．3读写M1卡
Ml卡读写流程如图3所示。整个系统在．NET平台下使用c#语言实现。本系统使用的是深圳明华公司的URF—R330 USB接口的读卡器，附带了动态链接库mwrf32．dll。在．NET平台中编写的面向CLR的代码为托管代码，要调用非托管代码。需要使用DllImport声明库中的函数。所有有关的函数都被封装在类Common中。为了节省篇幅，只列出了其中一个函数声明，代码如下所示：
图3 M1卡读写流程图
此处只列出了最简单的读IC卡操作。在实际的应用中，使用了多线程用来进行IC卡读写操作，提高了系统的性能。
结语
本文对软件结构、IC卡内部存储结构、M1卡的操作流程做了详细的阐述。从实践中的运行结果来看，达到了预期的目标。现有IC卡只能称为逻辑加密卡，若要进一步的提高安全性。则可以使用CPU卡，它具备计算和加密能力，安全性十分高，不过成本也会相应增加。
参考文献
[1]张可可．基于c#的射频卡读写原理及实现[J]．微型机与应用．2010．29(14)．
[2]谢高生．动态密钥在Mifare射频IC卡识别系统中的应用[J]．计算机测量与控制．2009．17(4)．
[3]NXP SemIConductors．MIFARE Standard 4KByte Card IC func—tional speci cation，February 2007．
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