近年來．我國許多高校都進行了校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)。系統(tǒng)廣泛采用RS485通訊線纜、雙絞線和光纖等有線傳輸方式 然而有線傳輸方式無法實現(xiàn)POS在移動中要求實時在線的應(yīng)用需求 目前基于短距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式只能在信號覆蓋的有限范圍內(nèi)實現(xiàn)POS系統(tǒng)實時在線響應(yīng) 為了拓展無線POS系統(tǒng)的應(yīng)用范圍．本文設(shè)計了基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的校園一卡通無線POS系統(tǒng)．它具備一卡通數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸?shù)裙δ?通過軟件測試及一定規(guī)模的應(yīng)用．證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。
一、校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式比較
校園一卡通系統(tǒng)有線傳輸方式是指POS機與一卡通平臺的數(shù)據(jù)交換通過有線網(wǎng)絡(luò)完成 有線傳輸介質(zhì)主要包括RS485通訊線纜、雙絞線及光纖等。
短距離無線傳輸方式是指無線POS機讀取數(shù)據(jù)后存儲在本地．定時與無線基站進行通訊．如無線POS機不在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍則脫網(wǎng)運行．待移動到信號覆蓋范圍時再進行通訊．脫機流水數(shù)據(jù)在POS機重啟后完成數(shù)據(jù)上傳。
本文設(shè)計了一種全新的基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的校園一卡通POS系統(tǒng)．其主要方法是：一卡通POS機的應(yīng)用數(shù)據(jù)包通過GPRS DTU(GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元)使用現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳給校園一卡通平臺主機：一卡通平臺主機對應(yīng)用數(shù)據(jù)包處理后的數(shù)據(jù)和黑白名單信息經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)回傳給POS機．從而完成校園一卡通系統(tǒng)的各種應(yīng)用功能校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜N模式優(yōu)缺點對比如表1所示
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二、基于GPRS的校園一卡通無線POS系統(tǒng)通信原理與設(shè)計
GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)具有覆蓋面廣、通信可靠和傳輸穩(wěn)定等特點 以其作為校園一卡通移動POS交易的通信載體，可實現(xiàn)不受場地、環(huán)境和線路限制的校園卡實時交易和認證 GPRS網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點決定了其隨著應(yīng)用的發(fā)展和無線移動POS的增加不會對校園一卡通交易的速度和成功率造成影響
本系統(tǒng)的設(shè)計原理是：首先把具有GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸功能的GPRS DTU通過RS485接口接收一卡通POS機的刷卡數(shù)據(jù)：然后GPRS DTU通過無線方式與GPRS基站通信．將一卡通POS發(fā)送的數(shù)據(jù)包從基站發(fā)送到SGSN節(jié)點．SGSN與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN進行通信．GGSN對分組數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理后發(fā)送到校園一卡通平臺端的路由器．經(jīng)過防火墻再發(fā)送到校園一卡通主機上；最后經(jīng)過校園一卡通后臺服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)包經(jīng)由原路返回．經(jīng)GPRS DTU 回傳給一卡通系統(tǒng)POS機．從而完成校園一卡通系統(tǒng)與GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換．實現(xiàn)POS系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸 同時．使用第二層隧道協(xié)議L2TP在GPRS網(wǎng)絡(luò)上建立企業(yè)虛擬專網(wǎng)．保證網(wǎng)絡(luò)連接的專用性和持續(xù)性 其工作原理如圖1所示
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三、系統(tǒng)詳細設(shè)計
1．硬件設(shè)計
本系統(tǒng)分為終端POS設(shè)備、GPRS DTU、校園一卡通后臺服務(wù)器三大部分
(1)終端POS設(shè)備
本系統(tǒng)采用51系列單片機模型作為終端POS設(shè)備的硬件原理支持。終端POS設(shè)備主要由CPU(SM5964)，F(xiàn)LASH數(shù)據(jù)存儲器AM29F040B／39SF020復(fù)位芯片IMP810．485通信芯片SN75174和MAX487。射頻卡讀寫卡器，顧客面LED顯示器。操作面LED顯示器，線性電源，主鍵盤．密碼鍵盤接口組成．其工作原理如圖2所示
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(2)GPRS DTU
系統(tǒng)中完成數(shù)據(jù)通信傳輸工作的是GPRS DTU和GPRS網(wǎng)．而GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于IP協(xié)議的．所以本系統(tǒng)中的GPRS DTU采用內(nèi)嵌TCWIP協(xié)議棧．具有Socket通信功能．并提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道。GPRS DTU在每次開機后會自動撥號．接入GPRS網(wǎng)絡(luò)并動態(tài)地獲得一個IP地址．此地址由GPRS骨干內(nèi)網(wǎng)地址池分發(fā)．當GPRSDTU通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向校園一卡通系統(tǒng)后臺服務(wù)器發(fā)送連接請求后．
校園一卡通系統(tǒng)后臺服務(wù)器返回應(yīng)答．連接路由建立 為了保證鏈路暢通．預(yù)定30秒發(fā)送一次“心跳”數(shù)據(jù)包．以維持GPRS DTU終端與校園一卡通系統(tǒng)后臺服務(wù)器之間的路由．確保終端與服務(wù)器之間可以及時互相通信。“心跳”數(shù)據(jù)包包括鏈路保活功能信息與終端ID信息
(3)校園一卡通系統(tǒng)后臺服務(wù)器
硬件系統(tǒng)使用SUN公司小型機．軟件系統(tǒng)使用SUN公司的SOLARIS操作系統(tǒng)．數(shù)據(jù)庫支持使用甲骨文公司的ORACLE 9I數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
2．軟件設(shè)計
(1)GPRS遠程通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)中GPRS遠程通訊系統(tǒng)的系統(tǒng)底層軟件采用了模塊化的設(shè)計方法．語言采用的是標準C語言．各個功能模塊由子程序?qū)崿F(xiàn)．通過主程序調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)所設(shè)計的各個功能 GPRS通訊終端軟件邏輯流程如圖3所示。
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軟件邏輯流程說明如下：
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