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CPU卡技术5
第5章 智能卡应用系统第5章 智能卡应用系统5.1 课程设计 课程设计――智能卡门禁系统设计 智能卡门禁系统设计 5.2 课程训练 课程训练――一卡通系统的综合应用 一卡通系统的综合应用 5.3 典型智能卡应用系统 5.4 智能卡应用系统开发的一般方法 思考题第5章 智能卡应用系统5.1 课程设计 课程设计――智能卡门禁系统设计 智能卡门禁系统设计5.1.1 设计要求 1．智能卡门禁系统――门禁机模块的设计 ．智能卡门禁系统 门禁机模块的设计 1) 非接触式IC卡读写头部分 非接触式IC卡读写头部分 主要内容：读写头部分采用非接触式IC卡读写模块，由读 卡器读入数据并加以保存。智能卡按常规要具有加密和数据分 区存储功能，读写头的读写距离在5～10 cm左右，必须具有掉 电保护、精确时间计时和显示及3～5 KB的临时数据存储功能。第5章 智能卡应用系统 2) 门禁机主控模块 主要内容：智能门禁机主控模块是智能门禁机系统的核心 部分，主要包括MCU、键盘、显示、电子时钟、外部数据存 储器及掉电保护和看门狗电路，有精确时间计时和显示。第5章 智能卡应用系统 2．智能卡门禁系统――系统管理模块的设计 ．智能卡门禁系统 系统管理模块的设计 1) 系统管理主控模块的设计 主要内容：设计门禁上层软件的主控模块，其主要实现的 功能是最高权限卡对管理员和一般用户发卡，管理员对一般用 户发卡。它要能对丢失的卡进行挂失，对找回的卡进行解挂， 同时还要具备查找功能。 2) 系统管理的数据库管理软件的设计 主要内容：运用高级语言编程，制作数据库管理软件。它 采集下位机的数据并保存，然后管理采集到的数据，具有采集、 数据更新、查询统计和打印报表功能。第5章 智能卡应用系统 3．智能卡门禁系统――数据传输模块的设计 ．智能卡门禁系统 数据传输模块的设计 主要内容：完成中央控制电脑与门禁读写器之间的数据传 输协议的设计，能实现主、从机的双向数据传输及一对一、一 对多的数据传输。第5章 智能卡应用系统 5.1.2 总体方案 根据设计要求，整个智能卡门禁系统分为三大部分：其一 是读写器部分，包括MCU、复位电路、时钟电路、显示电路、 键盘、数据存储等主控模块及非接触式IC卡读写模块和电锁驱 动部分；其二是中央控制电脑的软件管理系统模块；其三是中 央控制电脑与读写器之间的数据传输模块。其总体方案见图5.1。第5章 智能卡应用系统复输电路临实电路 (DS1302)报报信信 电路MCM500 安安照报安安 RS485 短中控控 电电 主控 MCU手卡手单卡 (89C52) 电电天 线射 分 卡液液显示键键 出门 开开图5.1 非接触式IC卡门禁系统框图第5章 智能卡应用系统 5.1.3 非接触式 卡门禁机的设计 非接触式IC卡门禁机的设计 系统采用Philips公司的非接触式MIFARE 1(M1)卡，以M1卡 作为用户卡，以用户卡的序列号SN(全球惟一)为依据控制门的开 启。因为它是一个高频卡(工作频率为13.5 MHz)，有较强的抗干 扰能力，读写距离远(5～10 cm)。 首先，在发卡系统(中央控制电脑)里把用户的卡号及个人信 息输入系统数据库，并将该卡号作为合法卡号下载给所有门禁机。 当有一张M1卡在门禁机的有效工作范围内时，系统会自动向卡 发出命令，卡接收到命令后向门禁机反馈其SN，门禁机判断收 到的卡号是否合法。如果合法，则驱动电磁门锁开门并实时上传 其开门记录；如果是非法卡(未经授权或已挂失的卡)，则拒绝开 门并上传报警信息。只有最高授权者(掌握授权密码)才可以发管 理员卡，管理员必须用管理员卡方可登录发卡系统进行发卡/下 传合法卡号、挂失、解挂、下传黑名单等操作。第5章 智能卡应用系统 由于采用了Philips公司的非接触式MIFARE 1卡，因此卡的 读写模块也采用了以Philips公司最新推出的MIFARE读写芯片MF RC500为核心开发的ZLG500A读写模块。 门禁机模块的硬件原理图见附录B。此系统通过AT89C52对 ZLG500A的控制达到对卡的读写。系统结构简单，成本较低且 具有信息量大和安全保密性好等特点。外围配有RS232转RS485 接口，能与PC机互连成网络，可以完成读卡、显示卡号和出入 时间、身份识别、开锁以及保存和上传出入记录、下载黑名单、 设置开门权限等功能。初初初 第5章 智能卡应用系统 装巴权权图显示周历寻卡Y停停保卡？N与比权权 执运开门5 2 非 接 触 式 卡 门 禁.Y开临键键 总设临当 总设权权 综合合？ 执运开门NIC IC执运报报N通通记记？Y机用用报报总 体 工 作取临当＋卡号＋BCC码 用用通通报 写入24C64短 报报写数加12 通通报加1资空24C64 报报写数＝0 通通报＝0流 程第5章 智能卡应用系统 1．ZLG500A读写模块特性 ． 读写模块特性 1) 功能特性 图5.3为ZLG500A非接触式IC卡读写模块，该模块采用最新 Philips的高集成ISO 14443读卡芯片――MF RC500，能读写 RC500内EEPROM，提供三线SPI接口，并具有控制线输出口， 能与任何MCU接口。此外，该模块采用四层电路板设计，双面 表贴，EMC性能优良；并自带无源蜂鸣器信号输出，能用软件 控制输出频率及持续时间。第5章 智能卡应用系统J1J2图5.3 ZLG500A模块实物图第5章 智能卡应用系统 表5.1 ZLG500A非接触式IC卡读写模块引脚说明 (a) J1引脚说明引 脚 符 号 地线 天线发送 1 地线 天线发送 2 地线 天线接收 描 述J1- 1 J1- 2 J1- 3 J1- 4 J1- 5 J1- 6GND TX1 GND TX2 GND RX第5章 智能卡应用系统 (b) J2引脚说明引 脚 符 号 类 型 描 述 J2-1 J2-2 J2-3 J2-4 J2-5 J2-6 J2-7 J2-8 SCLK SDATA SS VCC RST GND CTRL BZ 三线 SPI 接口时钟线总是由外部 MCU 产生 数据线可双向传输 传输启动线接 MCU 外部中断 电源正端 内部 MCU 复位端高电平有效 电源负端 控制线输出 蜂鸣器信号输出输入 双向 双向 PWR 复位 PWR 输出 输出第5章 智能卡应用系统 ZLG500A模块可方便地与任何MCU 进行接口，如图5.4所 示为ZLG500A与MCS-51单片机的典型接口。SCLK、SDATA、 SS为ZLG500A与MCU相连接的控制线，分别为时钟线SCLK、 数据线SDATA和片选SS。第5章 智能卡应用系统P1.0 P1.1 MCS51 P1.2 P3.3SCLK SDATA SS RST BZ ZLG500ACTRL图5.4 ZLG500A与MCS-51单片机的接口图第5章 智能卡应用系统 2) ?ZLG500A三线串行读卡模块接口规范 三线串行读卡模块接口规范 (1) 接口原理：接口空闲时主机SS=1，SCLK=0，SDATA=0； 从机SS=1，SCLK=1，SDATA=0。其中SS和DATA是双向的，而 时钟线SCLK是单向的。 SCLK只能由主控制器产生，该信号必须严格遵守时序规范， 否则将出现通信错误，读卡模块必须释放该线。 SS为数据发送使能，若一方有数据要发送给另一方，则该方 控制SS线为低并在发送结束后将该线置高，接收数据方不得控制 该线，双方必须遵守通信协议，不得同时控制该线。 SDATA为数据线，由数据发送端控制数据，接收端必须释 放该线。该线在一次传输开始时还同时作为数据接收端的响应信 号。第5章 智能卡应用系统 (2) 时序图：Start from sender SS t1 SCLK tL SDATA Ack from receiver tH t2Stop from sendert3Sender and receiver图5.5 ZLG500A的时序图第5章 智能卡应用系统 由图中可以看出：在SS为低的情况时，时钟和数据线上的 信号才有效；且在SCLK为低时SDATA变化，在SCLK为高时 SDATA应保持稳定。 以上传输中，从数据发送器请求开始至数据接收器响应的 时间是不确定的，这取决于接收器内的MCU是否忙。有必要设 置一个看门狗定时器对数据接收器的响应进行监视，一旦接收 器响应，则MCU 必须根据数据传输的方向，严格控制以下几个 时间，以确保数据传输无误：第5章 智能卡应用系统 t1――数据接收器响应至MCU 产生第一个SCLK 上升沿的 时间。 t2――两个字节传输之间SCLK 低电平的持续时间。 t3――传输最后一个字节的最后一位的SCLK 信号的上升沿 至SS 上升沿的时间。 tH――SCLK信号的高电平持续时间。 tL――SCLK信号的低电平持续时间。 在数据传输的方向不同时，对时间t1～t3、tH和tL都有各自 不同的要求。第5章 智能卡应用系统 (3) 通信协议：MCU与ZLG500A的通信必须先由MCU发送命 令和数据给ZLG500A开始，ZLG500A执行命令完毕后，将命令 执行的状态和响应数据发回MCU。 开始通信前，收发双方必须处于空闲状态。首先由MCU发出 SS下降沿信号，然后等待ZLG500A在SDATA线上的响应。若在 50 ms ms内未检测到此信号，则退出本次传输；若正确响应，则 MCU可将命令和数据发送出去。 然后MCU等待ZLG500A发回的状态和响应数据，即等待SS 线上的下降沿信号。若在50 ms内未检测到此信号，则退出本次 传输；若正确检测到SS信号，则可以接收状态和数据。第5章 智能卡应用系统 ZLG500A初始化的子程序如下： SCLK SDATA SS RST ZLG500A： SETB RST LCALL CLR LCALL SETB CLR RST DELAY_50 ms SS SDATA ；处于空闲状态 ；ZLG500A内部复位 DELAY_50 ms BIT BIT BIT BIT P1.0 P1.1 P1.2 P3.3第5章 智能卡应用系统 CLR MOV MOV MOV MOV LCALL LCALL LCALL MOV SCLK 58H，#11H 59H，#11H 5AH，#11H 5BH，#11H CONFIG REQUEST ANTICOLL A，52H ；配置 ；发送请求 ；防碰撞；*********** IF HAVE CARD *********** CJNE A，#04H，SA123 ；A=04表示没有卡存在 LJMP SA234第5章 智能卡应用系统 SA123: RET SA234: LCALL LCALL MOV MOV MOV LCALL REL13: SETB FLAG LCALL REL123 JB FLAG，REL13 RET READ_BLOCK ；从存储器中读取数据 DELAY_100 ms R2，#20 R0，#58H R1，#80H COMPARE ；进行卡号的比较和验证第5章 智能卡应用系统 上述程序中，CONFIG子程序为ZLG500A的复位和配置子 程 序 ， 是 由 MCU 向 ZLG500A 发 出 的 不 带 数 据 的 命 令 程 序 ； REQUEST子程序是MCU向ZLG500A发出的带一个字节数据的 命令程序，主要是检查在有效范围内是否有卡存在； ANTICOLL子程序是防冲突操作，必须在执行了REQUEST命令 后立即执行。 MCU与ZLG500A之间的通信一般遵循如下的数据格式。 MCU向ZLG500A发出的命令模式的格式如下：SeqNr Command Len Data[0…N] BCC第5章 智能卡应用系统 INFO[0] INFO[n]其中：SeqNr为1 Byte，表示数据交换包的序号； Command为1 Byte，表示命令字符； Len为1 Byte，表示数据的长度； Data[0…N]为Len Byte，表示数据字节； BCC为1 Byte，表示一个字节的BCC校验。第5章 智能卡应用系统SeqNr status Len Data[0…N] BCCINFO[0] 其中：SeqNr为1 Byte，表示数据交换包的序号； Status为1 Byte，表示状态字符； Len为1 Byte，表示数据的长度； Data[0…N]为Len Byte，表示数据字节；INFO[n]BCC为1 Byte，表示一个字节的BCC校验。 按 照 上 述 数 据 格 式 传 输 编 制 的 CONFIG 、 REQUEST 和 ANTICOLL子程序的清单如下： ； ************** CONFIG ***********************第5章 智能卡应用系统 CONFIG: MOV 60H，#00H ；数据交换包的序号 MOV 61H，#52H ；配置命令字符代码 MOV 62H，#00H ；数据的长度为0 LCALL BCC_SUM0 ；BCC校验子程序 MOV 63H，A ；BCC_SUM MOV A，#00H MOV R2，#04H MOV R0，#60H ；发送首地址 LCALL SPI_SEND MOV R0，#30H ；接收起始地址 LCALL SPI_RCV RET ； *************** REQUEST ***********************第5章 智能卡应用系统 REQUEST: MOV MOV MOV MOV 60H，#00H 61H，#41H 62H，#01H 63H，#01H ；数据交换包的序号 ；请求命令字符代码 ；数据的长度为1 ；请求模式的数据mode=01HLCALL BCC_SUM MOV MOV MOV MOV 64H，A A，#00H R2，#05H R0，#60H ；发送5个字节数 ；60H到64H的数据发送LCALL SPI_SEND第5章 智能卡应用系统 MOV R0，#40H ；接收起始地址LCALL SPI_RCV RET ； ************** ANTICOLL *********************** ANTICOLL: MOV 60H，#00 60H #00 ；数据交换包的序号 MOV 61H，#42H ；防碰撞命令字符代码 MOV 62H，#01 ；数据的长度为1 MOV 63H，#00H ；数据值为0 LCALL BCC_SUM MOV 64H，A MOV A，#00H MOV R2，#05H ；发送5个字节数第5章 智能卡应用系统 MOV R0，#60H ；60H到64H的数据发送LCALL SPI_SEND MOV R0，#50H LCALL SPI_RCV MOV A，52H CJNE A，#04H，L0 MOV 58H，53H MOV 59H，54H MOV 5AH，55H MOV 5BH，56H MOV A，58H XRL A，59H；存放数据第5章 智能卡应用系统 XRL XRL MOV MOV CLR A，5AH A，5BH 5CH，A A，#00H P3.4LCALL DELAY_50 ms LCALL DELAY_50 ms LCALL DELAY_50 ms LCALL DELAY_50 ms SETB L0: RET P3.4第5章 智能卡应用系统 3) 写数据 MCU―ZLG500A表5.2 ZLG500A读写模块写数据步骤动作 动作发出者 序号 1 2 3 4 5 6 MCU ZLG500A MCU MCU MCU MCU SDATA=1 SCLK=0 SS= SDATA=1，SCLK=0，SS=下降沿 SDATA=上升沿 SDATA=串行数据 SCLK=上升沿、延时、下降沿 重复动作3、4，传送N字节 SS=上升沿，SDATA=0，SCLK=0 ZLG500A MCU ZLG500A ZLG500A ZLG500A ZLG500A 本次数据传输开始请求 本次数据传输响应 数据传输 产生时钟，ZLG500A读数据 数据传输N字节 本次数据传输结束 动 作 动作接收者 动作说明第5章 智能卡应用系统 传输过程中必须严格遵守以下时间要求： t1&7 s，t2&14 s，tH&7 s，tL&9 s，t3=任意 下面是MCU向ZLG500A写入数据的子程序(为满足上述时 间要求，可通过加入空操作来实现)。 SPI_SEND:ANL DEC P3，#0F7H R0 ；恢复SS的输出功能，传输开始请求 ；发送数据的首地址SETB SDATA CLR JB CLR SCLK SDATA,$ SS ；SDATA仍为高，则等待MOV R5，#100第5章 智能卡应用系统DL33: MOV R6，#7DH DL44: JB SDATA，ASDF DJNZ DJNZ AJMP SENDBYTE: NOP R0 R6，DL44 R5，DL33 SPI_SEND ；SDATA恢复输出 ；MCU等待SDATA的上升沿ASDF: ANL P1，#0FDH INC NOP NOP MOV MOV NOP NOPA，@R0 R3，#8 ；设置一个字节的位数第5章 智能卡应用系统 SENDBIT: NOP RLC A ；发送数据位MOV SDATA,C NOP NOP第5章 智能卡应用系统 SETB SCLK:NOP NOP CLR DJNZ DJNZ SETBSS CLR NOP JB RET SS，$ SCLK R3，SENDBIT R2，SENDBYTE ；本次数据传输结束 SDATA第5章 智能卡应用系统 4) 读数据 ZLG500A―MCU 响应信号和SCLK信号由MCU 产生，SS 信号和SDATA信号 由ZLG500A产生。ZLG500A会在SS线上产生一个下降沿，发出 请求数据传输的信号，等待MCU响应后本次数据传输开始。 MCU将在SCLK为高时读取SDATA线上的数据，传输完毕后， ZLG500A将会在SS线上产生一个上升沿结束本次传输。读数据 的具体步骤见表5.3。第5章 智能卡应用系统表5.3 ZLG500A读写模块读数据步骤动作序号 1 2 3 4 5 6动作发出者 ZLG500A MCU ZLG500A MCU 双方 ZLG500A动作动作接收者 MCU ZLG500A MCU ZLG500A 双方 MCU动作说明 本次数据传输开始请求 本次数据传输响应 数据传输 且读取数据 MCU 产生时钟， 数据传输 N 字节 本次数据传输结束SDATA=1，SS=下降沿 SDATA=上升沿 SDATA=串行数据 SCLK=上升沿、延时、下降沿 重复动作3、4，传送N字节 SS=上升沿，SDATA=0第5章 智能卡应用系统 传输过程中必须严格遵守以下时间要求： t1&14 s，t2&16 s，tH&6 s，tL&6 s，t3&9 s 下面是MCU从ZLG500A读取数据的子程序(同理，为满足上 述时间要求，可通过加入空操作来实现)。 SPI_RCV: ORL P3，#08H ；SS 设置为输入 ANL P1，#0FDH ；SDATA设置为输出 DEC R0 CLR SCLK SETB SDATA NOP ORL P1，#02 ；SDATA设置为输入 NOP NOP第5章 智能卡应用系统 RCVBYTE: MOV INC RCVBIT: NOP NOP SETB NOP NOP MOV RLC NOP NOP R3，#8 R0SCLKC，SDATA A；读取一位第5章 智能卡应用系统 CLR NOP NOP DJNZ R3，RCVBIT MOV @R0，A NOP NOP JNB CLR RET SS，RCVBYTE SDATA ANL P1，#0FDH ；SDATA设置为输出 ；读取的一个字节存入指定地址 SCLK第5章 智能卡应用系统 2．门禁机主控模块 ． 首先，我们看一下MCU部分的设计和控制的实现。图5.6是 MCU控制框图，从图中可以看出，MCU除了完成对ZLG500A 读写模块的控制外，还要承担其他功能的控制，主要包括四大 部分：键盘和显示部分，实时时钟和掉电保护部分，数据存储 和数据传输部分，驱动控制部分。第5章 智能卡应用系统掉电保系和 看门看电路临实电路 (DS1302)外小报报 信信电路ZLG500A 安安 照报 安安 RS485 主控 MCU手卡手单卡 (89C52) 电电液液显示键键 出门 开开图5.6 门禁机控制框图第5章 智能卡应用系统 1) 键盘和显示部分 键盘和显示是一般智能化仪器仪表均须具有的功能，是人 机交互最主要的方式。不同的智能仪器，随着其功能、MCU资 源的占用、使用环境等各种条件的不同，可采用多种键盘和显 示方案。本应用系统中，由于外围部件较多，MCU资源占用较 大，为了尽可能地减少MCU I/O(输入输出)的占用，键盘的设 计采用串入并出的方式，利用一片74LS164，占用MCU的四根 I/O口，就可以实现16个键的全部功能。具体电路见图5.7。第5章 智能卡应用系统＋5 V3.1 k ×2 ? P2.6 P2.7 MCU RXD TXD 1 2 8 D7 74LS164 D0图5.7 串行口扩展的行列式键盘第5章 智能卡应用系统 从系统监控软件的角度来看，仅仅完成键盘扫描、读取当 前时刻的键盘状态是不够的，还有不少问题需要解决，否则， 在操作键盘时就容易引起误操作、失控等现象。 首先是去抖动处理。按键的触点在闭合和断开时均会产生 抖动，这时触点的逻辑电平是不稳定的，如不妥善处理，将会 引起按键命令的错误执行或重复执行。最常用的一种方法是软 件延时，采用此方法来避开抖动阶段，延时过程一般取10～50 ms。第5章 智能卡应用系统 其次是连击的处理。当按下某个键时，键盘处理程序便查 找相应的功能号，并转到相应的功能模块程序去执行，如果这 时操作者还没有释放按键，MCU就会反复执行该按键对应的 功能，好像操作者在连续操作该键一样。本系统中需要按键去 改变系统的实时日历，如果出现连击现象，操作者就很难设定 时间。要解决连击问题，最关键的是一次按键只让它响应一次， 该键不释放就不执行第二次。为此要分别检测到按键按下的时 刻和释放的时刻。有两种程序结构可以解决连击的问题：一是 按下键盘就执行，执行完成后等待操作者释放按键，在未释放 按键前不再执行指定的功能，从而避免了一次按键重复执行的 现象；二是在按键释放后再执行指定的功能，同时可以避免连 击，但与前一种相比，给人一种反应迟钝的感觉。具体采用哪 种结构，可根据实际情况而定。第5章 智能卡应用系统 显示器是人与计算机系统打交道所必不可少的部分，本系 统要求门禁机在不打卡时具备显示当前时间，打卡时显示该卡 卡号及打卡时间的功能。为此，选用了具有良好显示界面的图 形点阵液晶显示器。图形点阵液晶显示器分辨率较高，且能够 显示各种复杂图形，为以后的扩展留下了余地。本系统所选择 的是JG19264A图形点阵液晶，图5.8为JG19264A的结构框图， 引脚说明见表5.4。第5章 智能卡应用系统8 3DB7～DB0RSTRS , R / W , E CSB CSACL1，CL2，FRM 5 M，CLK IC4 64IC1IC2IC3LCD PANEL 192×64 DOTS图5.8 JG19264A图形点阵液晶结构框图第5章 智能卡应用系统 表5.4 JG19264A图形点阵液晶引脚说明引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 脚 符 号 电 平 数据位 7 数据位 6 数据位 5 数据位 4 数据位 3 数据位 2 数据位 1 数据位 0 片使能信号 H：读；L：写 H：数据；L：指令 LCD 驱动电压，对比度调节 电源电压 说 明 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0EH/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H，H→L H/L H/L 可调 5.0 VR/ W RS V0 VDD第5章 智能卡应用系统续表引 14 15 16 17 18 19 20脚符号电平 接地(GND)说明VSS CSB CSA VEERST0V H/L H/L -10.0 V L片选信号，00，01，10 分别对应一片 IC 的 SEG，11 三片均不选中 LCD 驱动负电源 复位信号，低有效 背光正极 背光负极LED+ LED-第5章 智能卡应用系统 JG19264A液晶的分辨率为192×64，该液晶的显示内核是 HD61203U与HD61202U，其中一片HD61203U作为64路行驱动 器，三片HD61202U组成192点列的列驱动器组。所以图形液晶 显示模块的电路特性实际上是HD61203U和HD61202U组合的电 路特性。 HD61203U是带有振荡器和显示时序发生器的行驱动器。 它具有64路行驱动输出，它的特点在于它本身带有振荡器和时 序发生器，通过外接振荡电阻电容使其上电后就以其设定的占 空比系数1/N值开始行扫描工作；它可以自行完成行、列驱动时 序的生成及分配，自动进行行驱动的工作；同时向列驱动器输 出同步信号及显示数据驱动所需的脉冲时序，控制列驱动器 HD61202U的工作，所以我们只要控制HD61203U就可以操作整 个液晶模块。第5章 智能卡应用系统 HD61202U是带显示存储器的图形液晶显示列驱动控制器。 它的特点是内置64×64位的显示存储器，显示屏上各像素点的显 示状态与显示存储器的各位数据一一对应，显示存储器的数据直 接作为图形显示驱动信号。显示数据为“1”，则表示相应的像素 点显示；显示数据为“0”，则表示相应的像素点不显示。同时 HD61202U配备了一套显示存储器的管理电路和与计算机的连接 口电路。 HD61202U一共有七条指令，从作用上可分为两类。第一条 和第二条指令为显示状态设置类；其余指令为数据读写操作指令， 见表5.5。第5章 智能卡应用系统 表5.5 HD61202U的指令一览表控制信号 指令名称 D/ I 显示开关设置 显示起始行设置 页面地址设置 列地址设置 读取状态字 写显示数据 读显示数据 0 0 0 0 0 1 1 R/ W 0 0 0 0 1 0 1 D7 0 1 1 0 BUSY D6 0 1 0 1 0 D5 1 L5 1 C5 ON/OFF D4 1 L4 1 C4 RESET 数据 数据 D3 1 L3 1 C3 0 D2 1 L2 P2 C2 0 D1 1 L1 P1 C1 0 D0 D L0 P0 C0 0 控制代码第5章 智能卡应用系统 下面是各个指令的功能： (1) 读取状态字(Status Read)：状态字是计算机了解HD61202U 当前状态，或是HD61202U向计算机提供其内部状态的惟一信息 渠道。状态字为一个字节，其中仅有3位有效位，它们是： BUSY：表示当前HD61202U接口控制电路的运行状态。 BUSY=1，表示HD61202U正在处理计算机发来的指令或数据， 此时接口电路被封锁，不能接受除读状态字外的任何操作； BUSY=0，表示HD61202U接口控制电路已处于“准备好”状态， 等待计算机的访问。第5章 智能卡应用系统 ON/OFF：表示当前HD61202U的工作状态，即反映RST端 的电平状态。当RST为低电平状态时，HD61202U处于复位工作 状态，RESET=1；当RST为高电平状态时，HD61202U为正常工 作状态，RESET=0。 在指令设置和数据读写时要注意状态字中的BUSY标志。 只有在BUSY=0时，计算机对HD61202U的操作才能有效。因此 计算机在每次对HD61202U操作之前，都要读出状态字判断 BUSY是否为“0”。若不为“0”，则计算机需要等待，直至 BUSY=0为止。计算机对HD61202U操作的流程如图5.9所示。第5章 智能卡应用系统入入入读读基BUSY＝0? YN写写命代码自显示报报退出图5.9 HD61202U操作的流程第5章 智能卡应用系统 (2) 显示开关设置(Display ON/OFF)：该指令设置显示 开/关触发器的状态，由此控制显示数据锁存的工作方式， 从而控制显示位为开/关的控制位。当D=1为显示设置，显示数 据锁存器正常工作，显示屏上呈现所需的显示效果。此时在状 态字中ON/OFF=1。当D=0为关显示设置，显示数据锁存器被置 零，显示存储器并没有被破坏，在状态字中ON/OFF=0。 (3) 显示起始行设置(Display Start Line)：该指令设置了显示 起始行寄存器的内容。HD61203U有64行显示的管理能力，该 指令中L5～L0显示起始行的地址，取值在0～3FH (1～64行)范 围内，它规定了显示屏上最顶一行所对应的显示存储器的内容， 则显示屏将呈现显示内容向上或向下平滑滚动的显示效果。第5章 智能卡应用系统 (4) 页面地址设置 (Set Page (X address) )：该指令设置了页面 地址，即X地址寄存器的内容。HD61202U将显示存储分成8页， 指令代码中P2～P0就是要确定当前所要选择的页面地址，取值范 围为00～07H，代表显示第1～8页。该指令规定了以后的读/写操 作将在哪一个页面上进行。 (5) 列地址设置(Set Y address)：该指令设置了Y地址计数器 (Set address) Y 的内容，C5～C0=0～3FH(1～64)代表某一页面上的某一单元地 址，随后的一次读或写数据将在这个单元上进行。Y地址计数器 具有自动加1的功能，在每一次读写数据后它将自动加1，所以在 连续进行读写数据时，Y地址计数器不必每一次都设置。 页面地址的设置和列地址的设置将显示存储单元惟一地确定 下来，为后来的显示数据的读写作了地址选通。第5章 智能卡应用系统 (6) 写显示数据(Write Display Data)：该操作将8位数据写入 先前已确定的显示存储器的单元内。操作完成后，列地址计数 器自动加1。 (7) 读显示数据(Read Display Data)：该操作是将HD61203U 接口部分输出到寄存器内容读出，然后列地址自动加1。 本系统采用直接访问式的接口方式，就是将液晶显示模块 的接口作为存储器或I/O设备直接挂在计算机总线上，计算机以 访问存储器或I/O设备的方式操作液晶显示模块的工作。其具体 的原理图如图5.10所示。第5章 智能卡应用系统LCM CON20 20 19 10 k ? RES2 17 CSA 16 CSB 15 12 11 R/W 10 E 9 DB0 8 DB1 7 DB2 6 DB3 5 DB4 4 DB5 3 DB6 2 DB7 1 18 14 13＋5 VR2210 k ? R2210 k ? R2210 k ? R2210 k ? R2210 k ?＋5 VRp 10 k ?＋5 VRS图 5 10 液 晶 与 .U1 AT89C52 SCL 1 SDA 2 DSCLK 3 DSI MR 4 6 29 E WDI 5 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 PSEN P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 39 DB0 38 DB1 37 DB2 36 DB3 35 DB4 34 DB5 33 DB6 32 DB7R2210 k ? R2210 k ? R2210 k ?MCU21 P2.0 R / W 22 P2.1 RS 23 P2.2 CSA 24 P2.3 CSB 25 P2.4 A 26 P2.5 B 27 P2.6 C 28 P2.7 RESET 9 R14 1 M ? 31 18 19 40 C1 C2 XT1 20 pF 11.0592 MHz pF 20 2010 RXD 11 TXD 7 P1.6 8 P1.7 17 RD 16 WR 13 INT1 30 ALE / P接 口 电RESET EA X2 X1 V CC GND V LED1 V LED2INT0T0 T114 15 12R141 M ?路INT0R161 k ? R151 k ? V1 8550＋5 V第5章 智能卡应用系统表5.6 液晶显示屏控制关系CSA 0 0 1 1CSB 0 1 0 1JG19264A 左区 中区 右区 未选第5章 智能卡应用系统另外，MCU的P2.1接液晶显示模块的R/，用来控制数据 总线的数据流向；用P2.2接液晶显示模块的RS，用来区分是 数据还是指令；用P2.0接液晶显示模块的，控制模块的使能； P0口(P0.0～P0.7)直接与液晶显示模块的双向数据/地址端相连。 为了加强P0口的驱动能力和减少外界的干扰，该口全部外接 了上拉电阻。 JG19264A的读时序图和写时序图分别如图5.11和图5.12所 示，按照此时序编程，MCU即可实现对液晶正常的控制。第5章 智能卡应用系统E2.0 V 0.8 VR/WCS 2.4 V RS 0.4 V图5.11 JG19264A读时序图第5章 智能卡应用系统E2.0 VR/WCS 2.0 V RS 0.8 V图5.12 JG19264A写时序图第5章 智能卡应用系统 2) 实时时钟和掉电保护部分 在门禁系统中，需要实时记录出入数据(开门的卡号及其出 现的时间)。若采用单片机软件计时，一方面需要占用硬件计数 器资源，另一方面需要设置中断、查询等，耗费单片机的CPU资 源。而在系统中采用实时时钟芯片则能很好地解决这个问题。 实时时钟采用了美国Dallas公司推出的一种高性能、低功耗、 带RAM的DS1302芯片，它可以对年、月、日、周日、时、分、 秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压为2.5～5.5 V。采 用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多 个字节的时钟信号或RAM数据。?DS1302内部有一个31×8的用 于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品， 与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提 供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。图5.13为DS1302的引 脚及内部结构图。第5章 智能卡应用系统 DS1302共有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟 相关，存放的数据位为BCD码形式。此外，DS1302还有年份 寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与 RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除 充电寄存器外的所有寄存器内容。DS1302与RAM相关的寄存 器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元RAM 为一个8位的字节，其命令控制字为COH～FDH，其中奇数为 读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM寄存器， 此方式下可一次性读写所有的RAM的31 B，命令控制字为 FEH(写)、FFH(读)。具体的参数见表5.7。第5章 智能卡应用系统V CC1 X1 X2 GND VCC1 VCC2 GND 实临临实 I/O DATA BUS 报入移输 寄信报 SCLKRST1 2 3 48 7 6 5VCC2 SCLK I/ORST32.768 kHz 电资 控控 X1 X2振振报与 项分报命命与 控控控控31×8 RAM AD BUS图5.13 DS1302的引脚及内部结构图第5章 智能卡应用系统表5.7 DS1302寄存器参数表寄存器名 命 令 字 取值范围 写操作 秒寄存器 分钟寄存器 小时寄存器 日期寄存器 月份寄存器 周日寄存器 年份寄存器 80H 82H 84H 86H 88H 8AH 8CH 读操作 81H 83H 85H 87H 89H 8BH 8DH 00～59 00～59 01～12 或 00～23 01～28/29/30/31 01～12 01～07 00～99 7 CH 0 12/24 0 0 0 0 0 0 0 6 5 SEC(十位) MIN(十位) 1 HR 4 3 2 1 0 SEC(个位) MIN(个位) HR(个位) DATA(个位) MONTH(个位) 0 DAY YEAR(个位) 各位内容DATA(十位) 0 0 0 0YEAR(十位)第5章 智能卡应用系统7 16 RAMCK5 A44 A33 A22 A11 A00 RDW控控基节卡控自SCLKRST0 I/O12345670 124 5 67R / W A0 A1 A2 A3 A4 R / C 1DATA I / O BYTE 1 DATA I / O BYTE n报报入写临序图5.14 DS1302的控制字和数据读写时序第5章 智能卡应用系统 控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则 不能把数据写入到DS1302中；位6如果为0，则表示存取日历时 钟数据，为1表示存取RAM数据；位５至位1指示操作单元的地 址；最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读 操作，控制字节总是从最低位开始输出。 DS1302的数据的写入是在控制指令字输入后的下一个 SCLK时钟的上升沿，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧 跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302 的数据，读出数据时从低位(位0)至高位(位7)。第5章 智能卡应用系统 DS1302是通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据 传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许 地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供了终止单字节 或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传 送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中置 RST为低电平，则会终止此次数据传送，并且I/O引脚变为高阻 态。上电运行时，在VCC≥2.5 V之前，RST必须保持低电平。只 有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。 本系统实时时钟模块电路原理图如图5.15所示，MCU的 P1.2、P1.3分别与DS1302的SCLK、I/O相连，VCC2接主电源， VCC1接后备电源，出现掉电时自动转入后备电源供电，以防时 钟出现停止情况。X1、X2接外部晶振。第5章 智能卡应用系统＋5 VVD2 IN4148 U5 DS1302C10 0.1?F R8 330? BAT1 P1.2 P1.3 RD MCU＋C28 100?F1 2 3V CC2 X1 X2V CC1 SCLK I/O8 7 6 5C13XT2 C14 32.768 kHz4GND RST图5.15 实时时钟模块电路原理图第5章 智能卡应用系统 MCU对DS1302的读写控制主要包括DS1302的初始化和读 取DS1302的时间和日期，初始化过程就是给DS1302赋予初始 的时间和日期，详见子程序SET1302。当实时时钟芯片被启动 后，在没有接收到新的初始化指令的情况下，其内部的时钟 将一直不停地运行，从而保证时间的实时性和准确性；MCU 在任何时候都可以通过读取DS1302内部时间和日期寄存器中 的值而获得准确的时间和日期，GET1302为时间和日期的读 取子程序。第5章 智能卡应用系统 ；************************************************** ；模块名称：DS1302.asm ；功 能：实时时钟模块 ；时钟芯片型号：DS1302 T_CLK Bit P1.2 T_IO Bit P1.3 T_RST Bit P3.6 ；实时时钟时钟线引脚 ；实时时钟数据线引脚 ；实时时钟复位线引脚；************************************************** ；子程序名：SET1302 ；功 能：设置DS1302 初始时间，并启动计时第5章 智能卡应用系统 ；调 用：RTInputByte ；入口参数：初始时间在：Second，Minute，Hour，Day， Month，Week，YearL(地址连续) ；返 回 值：无 ；影响资源：A B R0 R1 R4 R7 ；*************************************************** SET1302: CLR T_RST CLR T_CLK SETB T_RST MOV B，#8EH ；控制寄存器 LCALL RTInputByte MOV B，#00H ；写操作前WP=0第5章 智能卡应用系统 LCALL SETB CLR MOV MOV MOV SET13021: CLR CLR SETB MOV T_RST T_CLK T_RST B，R1 ；写秒 分 时 日 月 星期 年 地址 T_RST R0，#Second R7，#7 R1，#80H ；秒 分 时 日 月 星期 年 ；秒写地址 RTInputByte T_CLK第5章 智能卡应用系统 LCALL RTInputByte MOV A，@R0 ；写秒数据 MOV B，A LCALL RTInputByte INC R0 INC R1 INC R1 SETB T_CLK CLR T_RST DJNZ R7，SET13021 CLR T_RST CLR T_CLK SETB T_RST第5章 智能卡应用系统 MOV B，#8EH ；控制寄存器 LCALL RTInputByte MOV B，#80H ；控制，WP=1，写保护 LCALL RTInputByte SETB T_CLK CLR T_RST RET ；************************************************** ************************************************** ；子程序名：GET1302 ；功 能：从DS1302 读时间 ；调 用：RTInputByte，RTOutputByte ；入口参数：时间保存在：Second，Minute，Hour，Day， Month，Week，YearL ；返 回 值：无第5章 智能卡应用系统 ；影响资源：A B R0 R1 R4 R7 ；********************************************* Get1302: MOV R0,#Second； MOV R7,#7 MOV R1,#81H ；秒地址 GET13021: CLR T_RST CLR T_CLK SETB T_RST MOV B，R1 ；秒 分 时 日 月 星期 年 地址 LCALL RTInputByte LCALL RTOutputByte第5章 智能卡应用系统 MOV @R0，A ；秒 INC R0 INC R1 INC R1 SETB T_CLK CLR T_RST DJNZ R7，GET13021 RET ；************************************************** ；写1302一字节 (内部子程序) ；************************************************** RTInputByte: MOV R4，#8第5章 智能卡应用系统 Inbit1: MOV RRC MOV MOV SETB CLR DJNZ RET ；********************************************** ；读1302一字节 (内部子程序) ；*********************************************** A，B A B，A T_IO，C T_CLK T_CLK R4，Inbit1第5章 智能卡应用系统 RTOutputByte: MOV Outbit1: MOV RRC SETB CLR DJNZ RET C，T_IO A T_CLK T_CLK R4，Outbit1 R4，#8第5章 智能卡应用系统 3) 门禁记录存储与传输 各门禁点的出入记录可采用实时上传或定时采集的方式从门 禁机传输给中央数据库，前者对系统网络速度要求较高，当网 络堵塞时有丢失数据的可能。本系统采用了出入记录暂时存储 在门禁机中，每隔一段时间(例如每周一次)上传给中央数据库的 方式，为此要求门禁机有一个具备一定容量的存储器，用于暂 存门禁数据以及由中央数据库下载的授权卡号。门禁机存储器 的容量取决于一个门禁记录的长度、系统的卡容量以及定时上 传周期内最大的刷卡次数等，通常应留有一定的余量以免由于 超出存储容量而丢失数据。本系统采用了AT24C256作为门禁机 的存储器，其存储容量达64 KB，划分成两个区，一个区用来存 储所读取的记录，另一个区用来存储上位机下载的授权卡号。 门禁机存储器模块的电路原理图如图5.16所示。第5章 智能卡应用系统＋5 V1 2 3 4R3 A0 A1 A2 VCC WP SCL8 7 6 5R11 10 k ?R11 10 k ?R11 10 k ?P1.0 P1.1 MCUGND SDA AT24C256图5.16 门禁机存储器模块的电路原理图第5章 智能卡应用系统 AT24C256是Atmel公司具有的I2C总线结构，电可擦写与编 程的只读存储芯片(EEPROM)。?MCU对AT24C256的读写必须 遵循I2C总线传输的时序要求，MCU向AT24C256写入和读出数 据的时序和格式要求与AT24C01基本一致，在此不再赘述。 对于一个单一的读写器来讲，自身的数据存储是有限的， 读写器外带的数据存储器主要作为数据的临时存储。对于大量 的、需要长期保存的数据，一般是通过有线或无线，甚至网络 系统传输到主控计算机中进行保存的。第5章 智能卡应用系统 5.1.4 非接触式 卡门禁管理系统的设计 非接触式IC卡门禁管理系统的设计 门禁管理系统是智能门禁系统的管理中心，它主要包括系 统管理的主控模块和数据库模块。主控模块主要的功能是卡管 理，即发卡。它包括最高权限卡对管理员和一般用户发卡，管 理员对一般用户发卡；卡的挂失与解挂；卡查询等功能。而数 据库模块的主要功能是门禁数据采集、数据更新、查询统计和 报表的打印等。第5章 智能卡应用系统 一个好的门禁管理系统，应该具有下面的各项功能： (1) 系统要有良好的人机界面以方便操作人员的操作； (2) 由于使用的人员多和复杂性，系统要有严格的权限管理； (3) 数据、记录的操作方便、明了、快捷； (4) 对原始数据库的管理必须安全、方便、快捷； (5) 方便快捷的记录查找，同时支持多种条件的查找； (6) 上传数据能自动保存到相应的数据库中； (7) 上传数据能长时间保存； (8) 风格多样的打印报表功能。第5章 智能卡应用系统查查 系系 总设 进出会保查查 报报停停 系收初初初 和会保总设 会保停停 授权 非接非项 IC卡门门 停停系收收总进出会报 收总 打印进出 会保通通卡卡用运 参报接图 卡卡停停打印 通信图5.17 非接触式IC卡门禁管理系统的功能结构示意图第5章 智能卡应用系统 整个系统可分为三大模块：一是系统管理主控模块，主要 包括系统设置、卡片管理和授权三大部分；二是系统数据库管 理模块，主要包括查询、统计、维护和打印等功能；三是通信 模块，完成上位机和下位机的通信与管理。第5章 智能卡应用系统 1．门禁管理系统主控模块设计 ． 本系统的主控模块主要由四层三大部分组成。第一部分为 卡片管理，完成系统管理和卡授权、原始数据库的操作和管理 等任务；第二部分为新刷卡记录，完成当天门禁记录的存储和 管理，其主要作用是记录当天的人员进出情况；第三部分为旧 刷卡记录，是对以前一段时间内刷卡的情况进行保存操作，其 主要作用是对以前的人员进出情况做记录以便以后进行查找。 主控模块的构成框图如图5.18所示。第5章 智能卡应用系统卡卡停停 新新卡通通 旧新卡通通权 权 高 设最 黑 高 照 黑 上 权 停 查 发 退 黑 一 一 权 停 找 发 出 签 加 加 用 手 卡开 卡 会 查 号 序 找 收 总保 信 当 天 通 通资 空 当 发 退 天 发 出 通 通开 加 查 卡 找 收 总开 银 选 收 总开 卡 号 收 总打 印 报 报删 历 发 退 通 发 出 通最 停 高 停 权 保 权报 入 密 码 正 确修 打 密 码修 用 解 挂 打 删 退 卡 挂 失 信 历 出 短显 退 示 出开 开 开 开 开 卡 学 姓 加 银 号 号 签 卡 选用 卡删 历图5.18 门禁管理系统主控模块的构成框图第5章 智能卡应用系统 1) 卡片管理模块 卡片管理模块主要完成最高权限发卡、权限设置、下传黑 名单、查找等功能，可以对最高权限、管理员、一般用户的数 据库进行管理操作。它具有对一般用户的原始数据进行查找， 对不同人员的权限进行设置等功能。图5.19为卡片管理的操作 界面示意图，用户可以很方便地进行各项功能的操作。 2) 最高权限发卡模块 最高权限发卡模块主要完成对最高权限进行发卡和取消最 高权限卡等功能。第5章 智能卡应用系统 3) 权限设置模块 权限设置模块主要完成给管理员和一般用户的授权，实现 对不同的人员进行发卡、授权、权限的取消、修改原始数据库 等功能，并能对卡进行挂失、解挂、删除等功能。图5.20为卡 片权限设置的操作界面示意图，在下拉选择框内选择管理员或 最高权限，再输入相应的卡号。如果原始数据库中存在此卡号， 则可对相应的权限范围进行操作和管理；若无此卡号，则操作 无效。最高权限的卡能对一般用户和管理员用户进行授权操作， 而管理员用户则只能对一般用户授权。第5章 智能卡应用系统图5.19 卡片管理的操作界面示意图第5章 智能卡应用系统图5.20 卡片权限设置的操作界面示意图第5章 智能卡应用系统 2．系统的数据库管理软件设计 ． 数据库管理软件是门禁管理系统的重要组成部分，它负责数 据库结构的建立、数据的录入和管理，具有采集新刷卡记录、对 刷卡记录进行排序、查找、卡号统计，保存当天的刷卡记录等功 能；同时要求具有对刷卡记录进行班级统计、专业统计、卡号统 计、报表打印，对作废的卡进行删除等输出、统计的功能。具体 功能见图5.21。 此外，考虑到操作人员的计算机知识普遍较差，因此要求有 良好的人机界面；由于该系统的使用对象多，要求有较好的权限 管理；在数据处理方面要求原始数据修改简单方便，支持多条件 修改；数据查询方便，支持多条件查询；在相应的权限下，删除 数据方便简单，数据稳定性好；具有数据自动处理功能，尽量减 少人工干预；最后能进行统计和报表的打印功能。第5章 智能卡应用系统门门停停系收新新卡通通旧新卡通通会 发 序 发查 找开 卡 发 号 发 收 总保 信 当 发 天 发 通 通资 空 当 天 通 通发 发退 出查 找开 加 卡 收 总开 银 选 收 总开 卡 号 收 总删 历 通 通打 印 报 报发 发退 出图5.21 门禁管理系统数据库管理软件的功能框图第5章 智能卡应用系统图5.22 数据库报表生成和打印操作界面第5章 智能卡应用系统 5.1.5 非接触式 卡门禁系统――数据传输模块的设计 非接触式IC卡门禁系统 卡门禁系统 数据传输模块的设计 数据传输可以有多种方式，既可以采用有线方式(如总线传 输、串行传输、局域网络传输和广域网络传输等)，也可以采用 无线方式(如短距离无线直线传输、无线网络传输等)，实际运 用时可根据具体要求和条件灵活掌握。本系统中两种传输方式 并存，以有线传输为主，无线传输为辅，可适应不同用户的需 求。第5章 智能卡应用系统 有线传输一般采用RS485串行数据传输方式。数据信号采 用差分传输方式，也称为平衡传输。它使用一对双绞线，其最 大传输距离约为1219 m，最大传输速率为10 Mb/s。平衡双绞线 的长度与传输速率成反比，在100 kb/s以下，才可能使用规定 的最长电缆。只有在很短的距离下才能获得最高传输速率。一 般100 m长的双绞线的最大传输速率仅为1 Mb/s。RS485需要两 个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗，终接电阻 接在传输总线的两端。在短距离传输时可不需终接电阻，即一 般在300 m以下不需终接电阻。第5章 智能卡应用系统 1．无线数据传输系统的设计 ． 在智能门禁系统中，上位机一般采用PC机进行通信和管理， 下位机则为MCU控制的智能卡读写器。在上位机与下位机之间、 下位机与下位机之间都可以采用无线数据传输，见图5.23。报报照用 1# PC 用用与接接手 入写报 1# 入写报 2# 入写报 3# 2# 3#图5.23 无线收发电路结构第5章 智能卡应用系统 本系统无线数据传输采用FC201B/E 的无线模块(如图5.24所 示)作为网络通信接口。FC201B/E无线数据传输模块是利用先进 的单片机技术、无线射频技术和数字处理技术设计的功率较大、 体积较小的模块式半双工数传电台，可实现点对点、点对多点的 多级组网通信，最大可寻址4096个用户。 FC201B/E无线数据传输模块采用双锁相环及双VCO结构， 数据调制采用FFSK方式，工作频率履盖20 MHz，可存储16个收、 发信道，用户可根据情况配置使用或由程序控制使用。该模块采 用标准RS232接口，可与任何具有RS232接口的设备相连；具有 多种通信协议，包容性强；内置软件看门狗，保证电台长期可靠 运行。第5章 智能卡应用系统 本系统中，FC201B/E采用透明模式通信协议(E协议)。透明 模式是为用户完全自定义高层通信过程而设置的一种模式。从 用户终端接收的数据不作任何处理发送到空中，对从空中接收 到的数据不作任何处理转送给用户终端，数传电台只起数据传 输的接续作用。 透明模式下，RS232接口的数据流控制是以电台和终端之间 的控制信号CTS控制完成的。当CTS信号有效(低电平)时，表示 数据发送缓冲区满或此时不能发送数据，用户终端应停止向电 台传送数据；当CTS信号无效(高电平)时，表示数据发送缓冲区 未满或此时可发送数据，用户终端可向电台传送数据。 FC201B/E的发送数据缓冲区有效值为72 B，一般情况下，用户 终端连续向电台传送72?B数据后，根据CTS信号有效与否，需 要暂停发送数据。第5章 智能卡应用系统2.RXD 3.TXD 5.GND 8.CTS PC RS2322.TXD 3.RXD 1.GND 5.CTS FC201 B / E图5.25 URAT连接方式第5章 智能卡应用系统 1) 上位机通信软件设计 上位机是以Windows为平台，采用Microsoft推出的ActiveX 技术实现与无线模块的串行通信。利用高级语言编程可以很方 便地进行调用，这种方法不仅较为简单，而且非常实用。 PC机通过无线传输模块发送/接收数据的流程如图5.26所示。 上位机通过无线传输模块接收来自下位机的数据，主要是智能 读卡器读取的卡号和时间，然后核查该卡号是否被授权，并将 核查的结果通过无线传输模块传给下位机，同时将接收到的数 据存入相应的数据库中。开初 第5章 智能卡应用系统图总设初初初5 26 机 无 线.从从线照报安 安接接报报PC判判判从 接接卡号? YN传 输 模 块 发 送 接 收 数 /进入接接进贷报报报入信信报报到 报报数数据 的 流 程用用发发充到 从线照报安安帐结第5章 智能卡应用系统 MCU与无线传输模块之间的数据发送/接收的汇编子程序如下。 发送子程序： SEND: ? MOV MOV MOV SETB MOV MOV CLR MOV MOV TMOD，#20H TL1，#0E6H TH1，#0E6H TR1 SCON，#0C0H PCON，#00H TI R7，#04 R0，#58H ；SMOD=0第5章 智能卡应用系统 GOUT: MOV MOV OUT: JBC AJMP END1: INC DJNZ RET A，@R0 SBUF，A TI，END1 OUT R0 R7，GOUT第5章 智能卡应用系统 发送子程序首先设置定时器1工作在方式2，设置串行口工 作在方式3。由于MCU采用的外部振荡频率为11.0592 MHz，因 此通过设置定时器的初始值，可以使MCU的串行口以1200 b/s 进行传输。其中R7中存放要传送的字节数，R0中存放要传送数 据的首地址，当R7指定的字节数传输完毕后，MCU自动退出数 据的发送，回到主程序。 接收子程序与发送子程序基本相同，只是R0中存放的是接 收数据的首地址。 接收子程序：RECEIVE：MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0E6H MOV TH1，#0E6H ；设置定时器1为方式2 ；设预置值2 MHz第5章 智能卡应用系统 SETB MOV MOV SETB MOV IN: JBC AJMP EASD: MOV MOV RET TR1 SCON，#0C0h PCON，#00H REN R0，50H ；启动定时器1 ；设置串行口为方式3 ；SMOD=0RI，EASD IN A，SBUF @R0，A ；为RB8=0为数据位第5章 智能卡应用系统5.2 课程训练 课程训练――一卡通系统的综合应用 一卡通系统的综合应用5.2.1 华深达实 系统的功能与组成 华深达实C3系统的功能与组成 1．系统概述 ． 华深达实C3系统是基于目前最先进的非接触式智能卡技术、 计算机技术、网络通信技术开发的一卡通应用系统。所谓“C3”， “C”意指Card，即非接触式智能卡(又称射频IC卡)；“3”意指3 通，即卡通、库通、网通。第5章 智能卡应用系统卡通：在C3中，一次发卡，全系统通用，能同时实现考勤、 消费、门禁、会议签到等应用，任何子系统先上或后上均不需 要重新发卡。 库通：C3数据库系统，由帐套系统统一管理，各系统数据 资源共享，一次性输入人员信息、一次性发卡，同时实现考勤、 门禁、消费等应用，考勤和消费经过会计期间结算后，直接用 于工资系统的计算。 网通：包括局域网(C/S模式)的解决方案和广域网(B/S模式) 的解决方案。第5章 智能卡应用系统 华深达实C3系统将用户、卡片、读卡设备以及管理需求紧密 联系在一起，用一张IC卡可实现身份识别、电子消费和人员信息 管理等。可以实现门禁、考勤、消费、巡更、会议签到等多种智 能卡应用，同时持卡人的各类信息可通过非接触式智能卡、终端 读写设备和网络传送到控制中心服务器，管理人员可方便地通过 管理系统进行实时监控和管理。华深达实C3系统可根据不同企、 事业单位的需求灵活配置，具有保密性高、可靠性高、网络结构 简单、数据传输能力强、应用范围广等优点。 华深达实C3系统中采用了MIFARE系列非接触式智能IC卡， 具备全球惟一的32位序列号，无机械磨损，三重密码校验机制， 从而保证了使用卡片的惟一性；卡内16个分区，每个分区有独立 的密码保护，操作时相互不影响。此卡应用快捷、灵活、安全， 非常适合企业管理多用性和安全性的要求。第5章 智能卡应用系统 2．系统组成 ．考考手资门门短收会会其其 燃用C3帐平 (控控平＋会保信短＋总数卡卡＋帐帐) 挂 接 接 入 接 入一控一 门门会热 资资其其 系收图5.31 华深达实C3系统组成图第5章 智能卡应用系统整个系统采用平台+应用的模式，即4+N：“4”为四个平 台系统，包括控制台管理、人员信息管理、设备卡片管理中心、 帐套管理四个系统；“N”为一个或多个应用系统，C3企业版 现有考勤管理、工资管理、门禁管理、消费管理和会议签到五 个应用系统，并将逐步增加更多的应用系统。一个或多个应用 系统与平台系统组成一个相关的企业一卡通解决方案。 此外系统还可挂接华深达实的一控二门禁系统，可与人力 资源HRMS等系统接口。第5章 智能卡应用系统 5.2.2 华深达实 系统的启用与配置 华深达实C3系统的启用与配置 1．第一次启用前的准备工作 ． 系统成功安装后： (1) 如果是正式用户，需将加密狗插入到USB端口，否则系 统将进入演示或应急模式。在演示模式下，所有的功能都开放， 但人员信息控制在五个或五个以内；在应急模式下，功能及人 员数量不做限制，但每开启一个功能模块的窗口，系统将出现 五次请插入加密狗的提示，应急模式主要用于加密狗丢失等情 况下应急之用。在“开始”菜单的“程序”项里找到“华深达 实C3企业版”→“帐套管理系统”项，建立并启用帐套。 (2) 在“开始”菜单的“程序”项里找到“华深达实C3企业 版”→“C3企业版3.0”项，或运行桌面上的快捷图标“C3企业 版3.0”启动本系统。第5章 智能卡应用系统 2．建立帐套 ． 1) 建立帐套 数据库 建立帐套(数据库 数据库) 帐套管理系统是整个C3系统的数据管理器，系统安装成 功后，首先要通过帐套管理系统完成数据库的建立，才能保 证其他系统的正常运行。 2) 启用帐套 帐套建立成功之后，必须经过启用，用户才能正常使用。第5章 智能卡应用系统 3．第一次启用C3企业版 ．第一次启用 企业版 企业版3.0 1) 连接数据库服务器图5.32 连接数据库服务器操作界面第5章 智能卡应用系统 输入正确的服务器及登录服务器的用户名和密码。服务器 名、登录名及密码在安装服务器时由系统管理员设置好，客户 端无需设置，必要时可与数据库服务器的管理员联系。如果数 据库服务器装在本机，可单击窗口右下方的“帮助”按钮，然 后再单击“确定”按钮，系统将自动填入本机服务器名及默认 登录名“sa”。在第一次运行后，这些信息将记录在注册表里， 以后使用无需再输入。单击“连接”按钮，出现数据库连接界 面，正常情况下，该界面一闪即过，如果该界面停滞不消失， 表明系统仍在寻找数据库服务器，很有可能是网络不畅通或数 据库服务器名字错。这时，用户需耐心等待，几分钟后，将再 次弹出“连接参数”的设置界面(正常情况下不会弹出)。第5章 智能卡应用系统 2) 选择帐套图5.33 系统登录界面第5章 智能卡应用系统 3) 注册开发商信息图5.34 C3企业版3.0系统主界面第5章 智能卡应用系统 4．导入主页 ． 如果是第一次使用C3系统，首先要建立系统解决方案。 解决方案是由一个或多个主页组成的，系统本身自带了各应 用系统的解决方案主页，在crc_files目录下，用户可直接导入， 亦可自行建立。第5章 智能卡应用系统 5．设置平台系统 ． 如果是第一次使用C3系统，应按以下顺序设置平台系统。 1) 设备卡片管理中心的持卡类型设置 售饭机可支持多种不同类型卡的消费，在建立人员信息时， 必须为每个人员指定一种卡类型，卡类型的信息在此处设置。 2) 人员信息管理系统 人员信息管理系统主要完成部门数据设置、基本字段设置、 人事档案建立等。只有这些信息都建立好之后，其他系统才能 正常使用。第5章 智能卡应用系统 3) 控制台系统 (1) 设置客户名称：设置客户的相关信息，用户进入任何一 个子系统，在窗口的标题栏和功能树的最上方，都将显示在此 设定的公司中文名称。 (2) 设置会计期间：控制台系统中的会计期间设置主要完成 会计期间类别的生成，系统设定会计期间的时间段维护，用户 自定义会计期间的增加、删除和修改等，同时用户还可以在这 里综合查看考勤、工资和售饭系统的会计期间状态，便于控制 整个C3系统的结算体系。在考勤、工资、售饭各系统中分别有 一个“当前会计期间设置”模块，用来设置本系统的当前会计 期间的状态等信息，这里的会计期间就来自于控制台中所设置 的会计期间。第5章 智能卡应用系统 (3) 会计期间分配：在C3系统中，每个人员都必须对应一个 会计期间，否则无法完成考勤的结算、工资的计算等操作。 (4) 建立用户、分配权限：对于任何一个系统而言，系统的 安全性无疑是最重要的，给每位操作员建立用户，并授予相应 的权限，才能为系统的安全性提供保障。第5章 智能卡应用系统 4) 设备卡片管理中心的设备管理 设备卡片管理中心主要是对硬件和卡片进行操作和管理， 如考勤系统的考勤机，门禁系统的门禁机，售饭系统的售饭机 等。如果用户只使用工资系统，则此系统可以不予设置。该系 统主要包括设备和卡片管理。 (1) 设备管理：包括添加设备和设备访问权限。 (2) 卡片操作：包括卡分段设置、卡流水号分配、初始化 系统卡和发卡。第5章 智能卡应用系统 6．各系统的内在联系 ． 平台系统设置完成之后，考勤、工资、门禁、消费、会议签 到等应用系统就可以正常使用了，在这里，重点分析各系统在 整个应用中的内在联系，以进一步理解一卡通的概念。 1) 工资系统与考勤、售饭系统 工资系统与考勤、 在C3系统中工资的计算和考勤、售饭是直接关联的。 在考勤系统中，“数据结算”模块主要就是为了和工资系统 接口，其中“会计期间统计表”中所统计出的所有考勤结果将 直接通过数据库传输到工资系统，工资系统根据统计结果，结 合工资计算的公式，得出工资结果。第5章 智能卡应用系统 在售饭系统中，“帐户期间统计”和“其他汇总期间汇总” 中所统计的数据结果可直接在工资系统中引用。 在工资系统中，“数据准备”→“项目公式设定”中的参 考数据，“出勤项目”、“加班项目”、“请假项目”和“出 差项目”，分别是调用了考勤系统中的自定义统计项目、加班 类型、请假类型和出差类型；“售饭项目”调用了售饭系统的 相关项目。第5章 智能卡应用系统 2) 工资系统和人事系统 在工资系统中，“数据准备”→“项目公式设定”模块， 可通过单击菜单栏“特别”→“其他参考数据”调出“职务” 等人事信息，这些是调用了人员信息管理系统中“基本设 置”→“基本字段设置”中的相关数据。第5章 智能卡应用系统 3) 期间结算 在C3系统中，控制台、考勤、工资、消费都有期间结算 模块，它们之间的关系是考勤系统→售饭系统→工资系统。 也就是说，工资系统在进行期间结算时，会自动检测该会计 期间的考勤和售饭系统是否已经结算；只有考勤和售饭系统 处于已经结算状态，工资系统才能进行结算。所以在第一次 启动工资、考勤和售饭系统时，就必须指明当前的会计期间， 并且要相一致。 整个C3系统的所有操作都受权限系统的制约，只有经过 系统管理员授权的用户才可使用给其授权的操作。第5章 智能卡应用系统 5.2.3 应用系统的管理 1．帐套管理系统 ． 帐套管理系统是C3平台系统之一，是整个C3系统的数据管 理器。系统安装成功后，首先要通过帐套系统完成数据库的建 立，以保证其他系统的正常运行。 系统可同时建立多个帐套，帐套与帐套间相互独立，各子 系统在登录时可自由选择所要连接的帐套。各系统只要连接的 是同一个帐套，其数据资源就是共享的。 帐套系统提供新建、修改、删除、启用、停用帐套等操作， 同时提供备份和恢复数据功能，为C3系统的数据提供安全、方 便的管理。第5章 智能卡应用系统 1) 新建帐套图5.35 新建帐套界面第5章 智能卡应用系统 (1) 帐套编号：帐套的内部标识，具有惟一性，为数字型， 不可为空。 (2) 帐套名称：显示在子系统的登录界面的帐套使用信息， 具有惟一性，不可为空。 (3) 数据实体：数据库服务器上的真正数据库的名称，可自 己输入，也可使用默认实体名称。 (4) 数据库种子文件：建立帐套的文件，其扩展名为AIO， 默认安装在系统的当前目录下(即C:\Program Files\华深达实\C3 企业版3.0\prjDataMng3)。单击数据库种子文件输入框旁边的按 钮，选择相应的AIO文件即可。第5章 智能卡应用系统(5) 数据库安装路径：新建的数据库文件存放的位置。 输入以上的帐套信息，单击“确定”按钮，成功后提示 “新帐套成功建立”。 若系统服务器上存在其他可用于C3系统的数据库实体， C3 用户也可选中“现有”选项，在显示的数据实体列表中选择 实体，再直接按“确定”按钮即可第5章 智能卡应用系统 2) 修改帐套 选中需要修改的帐套，双击之或单击工具栏的“修改”按 钮，弹出修改帐套界面，修改指定项后单击“确定”按钮，系 统提示修改成功，完成修改操作。 3) 删除帐套 对于一些用户不需要的帐套，甚至不再需要的数据实体， 用户可通过删除帐套操作将其删除。 4) 启用帐套 帐套建立成功以后必须经过启用，用户才可使用。启动帐 套模块完成新帐套和停用帐套的启用。第5章 智能卡应用系统 5) 停用帐套 对于暂时不用的帐套，用户可以通过停用帐套模块暂时停 止其使用。 6) 备份数据 对于数据库软件而言，数据的安全性无疑是最重要的，数 据的定期备份为数据的安全性提供了保障。 7) 恢复数据 恢复数据，顾名思义，就是将数据恢复到备份时的状态。第5章 智能卡应用系统 2．控制台管理系统 ． 所谓“控制台”，就是起控制作用的模块，C3系统的控制 台系统就是控制整个系统的一些公共信息，起到协调各模块的 作用。系统目前共有9个子系统，分别完成不同的功能，各子 系统之间既有功能上分工独立(例如，考勤系统就是对人员进行 考勤，工资系统就是对员工进行工资计算等)，又有C3系统管 理上的统一(例如，统一权限控制、统一日志管理、统一用户管 理及统一会计期间结算等)。控制台系统就是完成各子系统之间 的统一性，使各模块之间相互协调，实现统一管理的机制。第5章 智能卡应用系统 1) 系统参数设置 (1) 客户名称设置：设置客户的信息，包括客户公司的中文 名称、英文名称、地址、电话、传真等信息，将上述信息输入 后单击“确定”按钮即可。 (2) 会计期间设置：C3系统目前共预留了12种会计期间类别 (标识为A、B、C、D、E、F、G、H、I、G、K、L)。其中，前 6种类别为系统设定的，用户不可修改；后6种是留给用户的， 用户可根据自己公司的具体情况设定。在系统设定的前6种中， 系统根据大部分公司的结算情况设定了3种最常用的会计期间类 别：标准月期间、标准跨月期间、标准周期间。第5章 智能卡应用系统 (3) 会计期间分配：在C3系统中，每个人员必须对应一个 会计期间，否则无法完成考勤、工资、消费各系统的计算和 结算。 会计期间分配可分为两种情况：一种是给未分配会计期 间的人员分配会计期间；另一种就是将已经分配的人员移出 为其分配的会计期间，以便重新为其分配。第5章 智能卡应用系统 2) 权限控制 权限控制模块的权限只有系统管理员才有，系统管理员只 有通过超级用户“System”登录，才可使用该模块。 在C3系统中，对权限的控制相当严密，在功能上控制到界 面内的每一个具体操作，在范围上控制到每一类人员，为系统 的安全性提供了保障。 C3系统的权限控制共分为4种：功能权限、部门权限、等 级权限和报表权限。第5章 智能卡应用系统 3) 日志管理 日志管理是记录整个C3系统的操作日志，便于系统管理员 查看。系统具有查询和删除功能，其中删除功能允许删除10天 前的操作日志。 4) 数据呈现 数据呈现对整个软件系统来说非常重要，报表是数据呈现 的一种形式，准确、全面、灵活、精美是用户的期待。C3系统 采用了自行开发的自定义报表系统，使得整个系统的报表制作 水平有了质的飞跃。第5章 智能卡应用系统 3．人员信息管理系统 ． 人员信息管理系统负责整个C3系统人员信息的管理，是其 他系统基本资料的来源，其中的人员、部门等信息，将会在考 勤系统中做考勤处理，同样也将在工资系统中为其计算工资等。 所以人员信息系统的资料是否正确、完整、合理，直接关系到 其他系统处理资料的正确性。 C3系统还增加了对宿舍的管理，可根据人员基本信息自动 分配宿舍，根据输入的出生日期和入职日期自动计算出人员的 年龄和工龄等。人员信息还可批次修改，照片亦可批次输入。 为企业的人员信息提供了智能化的管理。 人事信息管理系统包括基本设置、信息建立、宿舍管理、 信息管理、信息呈现及系统管理等功能，其具体结构见图5.36。第5章 智能卡应用系统小门资会总设 基电基时总设 基电总设 收总基时总设 奖奖餐工总设 会人人技排排 信短排排 会人人技浏浏 宿宿餐工总设 会 保 信 短 停 停 系 收 宿宿信短排排 宿宿停停 宿宿会保项会 卡电车查通通 年年手年总资 照卡排基照报 信短停停 信短排基修打 信短信移周信 报报 信短数数 报报报报报报报入 基时停停 系收停停 会保基电信短报入图 5 36 人 事 信 息 管 理 系 统 结 构 图 .第5章 智能卡应用系统 1) 部门资料设置 部门资料设置完成部门信息的建立、部门资料的修改、删 除及其部门上下级级别的变动等功能。 2) 基本字段设置 人事系统建立中要录入的人员信息很多，为了输入的快捷 和准确，系统提供了开窗查询界面，而开窗查询项目设置就是 在基本字段设置中完成的，包括民族、人员等级、学历、专业 等信息。第5章 智能卡应用系统 3) 统计字段设置 统计字段在人事系统中指的是统计报表中用到的字段项， 主要是年龄段、工龄段、年资段等，在这个模块中用户可以根 据自己的需要进行相应的设置。该模块可以实现增加、修改、 删除等功能。 4) 奖惩类型设置 该模块完成奖惩信息的建立、修改和删除等功能。第5章 智能卡应用系统 4．设备卡片管理系统 ． 设备卡片管理系统统一管理整个C3系统的硬件设备，包括 增加设备、设备的参数、设备的权限等，同时也是发卡中心， 管理着卡片的发放、回收、挂失、解挂、报损、查卡，以及卡 类设置、卡分段、卡流水号分配等操作。 由于C3系统采用统一的数据库管理，因此在设备卡片管理 中心添加的设备，设备用途为考勤的，将在考勤系统中出现， 采集的数据也作为考勤的数据；用途为考勤门禁机的，将同时 在考勤和门禁系统中出现，其采集的数据也同时作为考勤和门 禁的数据；用途为POS机消费的，将在售饭系统中出现，同样， 用途为会议签到器的只在会议签到系统中出现。第5章 智能卡应用系统总数总设 总数停停 总数设设权浏浏 手卡餐工总设 卡项时总设 卡卡停停 总 数 用 卡 停 停 短 短 被门用卡签手 卡卡卡号项会 用卡报参报 初初初系收卡(C3.E.2001) 用卡报卡卡 初初初系收卡(C3.E.2002)POS手卡卡保卡卡卡卡卡(C3.E.2001) 卡卡卡卡(C3.E.2002) 卡卡资停停 其其停停 帐户信短 报报数数 报报图5.37 设备发卡管理系统的功能结构图第5章 智能卡应用系统 1) 设备管理 设备管理主要完成设备设置和设备访问权限浏览两大功能。 每一设备由“计算机+通信端口+设备流水号(1～255)”组 成，每一设备可指定软件操作员的控制权及浏览权，有控制权 的操作员可在业务系统中设置或读取设备中的数据，有浏览权 的操作员可在业务系统中浏览与设备相关的资料。 在设备管理模块中可以完成设备的新增、修改、删除，还 可以对指定设备的访问权限进行添加、删除、编辑、查询等， 并可导出到Excel表格中。第5章 智能卡应用系统 2) 卡片管理 本模块主要是对卡片的使用进行规划和管理，使卡片资源 得到合理的利用。主要包括持卡类型的设置、卡分段设置、被 禁用卡名单以及卡流水号的分配等。 (1) 持卡类型设置：POS消费机将卡划分为8类(目前标准)， 也就是说，每一消费机可区分8类卡。对于消费系统而言，每 一张卡必属这8类中的一类；对于考勤、门禁系统而言没有作 用；对于整个系统而言，往往会使每一类卡对应一定级别的人 员，除了表现在消费时分类，还表现在卡的颜色等。 (2) 卡分段设置：对卡流水号进行分段，使得卡流水号的 分配可控，尤其适合地域上分散的集团使用。第5章 智能卡应用系统 (3) 被禁用卡名单：若想让某些卡流水号不被分配，或保留 某些卡流水号以备它用，可将这些卡流水号纳入禁用范围。若不 想禁用时，可将卡流水号释放出来，再分配给人员。 (4) 卡流水号分配：卡流水号的分配使得人员与卡流水号一 一对应。分配卡流水号有两种方法，一种是手动分配，一种是系 统自动填充。 (5) 读设备ID卡信息(限ID卡使用)：如果使用的是ID卡，在 ID考勤机上注册ID号后，必须在软件中读取设备中的注册信息， 并指定注册ID号所对应的人员信息。 如果有多台ID设备，可通过下载信息功能将已有的人员ID卡 信息下载至其他ID设备中，无需手动给每台设备注册ID卡信息。第5章 智能卡应用系统 3) 发卡器操作 在该模块中，涉及到发卡器的所有操作将在这里完成，包 括发卡器参数设置、初始化系统卡、制作POS机操作员卡、用 户卡的发放、回收、挂失、报损等操作。 (1) 发卡器参数：设置发卡器的有关参数，包括通信端口、 同步日期和时间、发卡器屏幕显示以及显示亮度等。 (2) 初始化系统卡：在使用考勤门禁机或售饭机等硬件之前， 都必须对其进行初始化操作，在操作机器时会提示出示系统卡， 这些初始化系统卡的制作就在该模块中完成。 只有用系统卡初始化机器后，用该初始化系统卡所发的用 户卡才能被该机器识别。第5章 智能卡应用系统 (3) ?POS机操作员卡：POS机有两种开机模式，一种是不 需要操作员卡开机，另一种是需用操作员卡开机。设置成需用 操作员卡开机后，则每次开机时等待操作员出示操作员卡，消 费机识别后才能进入消费等状态，允许进行消费。这些操作员 卡的制作就在本模块中完成。 操作员ID号最小为1，最大为255，也就是最多可以制作 255张操作员卡；操作员名称可自行输入；操作员卡固定号是 卡片固有号，在发卡时由系统自动写入。第5章 智能卡应用系统 (4) 卡片操作：本模块主要完成卡片的相关操作，包括发 卡、报损、挂失、解挂、改写卡类、回收、查卡等操作。发卡 可分为半自动发卡和手工发卡，对于卡状态为“发卡不成功” 或“未发卡”的，可对其进行发卡操作。发卡前，首先要查询 “未发卡”状态的人员信息，选择要发卡的人员，完成发卡确 认操作。 对于已发出的卡可执行报损、挂失、解挂、改写卡类、回 收等操作。 此外，任何状态的卡都可进行“查卡”操作。将卡片放在 发卡器感应区，单击“查卡”按钮，发卡器将发出相应的“嘀” 声，同时系统显示查卡结果，选择窗口上方不同的页面，可查 看不同扇区的信息。第5章 智能卡应用系统 4) 其他管理 在持卡类型设置中，每种消费卡类都有相应的押金标准， 押金收取、退回等在本模块中可以得到全面的管理。在C3的 售饭、消费等系统中，卡片就是一个电子钱包，相当于银行 卡，涉及到开户、充值(存款)、消费(取款)、挂失、销户等类 似于银行的一套操作体系。为了方便管理和核算，系统也给 每个用户建立了帐号。 (1) 卡押金管理：收押金的方式有两种，一种是单个收取， 一种是批次收取，用户可根据实际情况自由选择。退押金的 方式也有两种，一种是单个退回，一种是批次退回，用户可 根据实际情况自由选择。其中：押金标准-已收押金=可收押金； 已收押金-已退押金=可退押金。第5章 智能卡应用系统 (2) 帐户信息：在帐户信息中，所有帐号是在发卡时，由 系统自动生成的。如果该卡同时用于多个业务系统(最多为15 种)，就像一张银行卡中有定期存款、活期存款等多种存款方式 并存一样，则系统给每个业务系统都生成一个相应的帐号。也 就是说，一个帐号是由人员、卡流水号、系统这三个基本要素 组成的，缺一不可。如果一个人员有n个卡流水号(在实际使用 规划中，一般一个人员对应一个卡流水号)，用于n个系统(最多 是15个)，那么该人员的帐号数为n×n个。第5章 智能卡应用系统 5) 数据呈现 数据呈现对整个软件系统来说非常重要，报表是数据呈现 的一种形式，准确、全面、灵活、精美是用户的期待。C3系统 采用了自行开发的自定义报表系统，使得整个系统的报表制作 水平有了质的飞跃。第5章 智能卡应用系统 5.2.4 应用系统的操作 1．门禁管理系统 ． 在企业、学校中对有些区域需要限制进出，如库房、财务、 办公区、同一厂区的不同车间、教室、实验室等采用非接触式智 能卡门禁系统能够解决这类问题。每个员工卡也就是该员工开门 的钥匙，按照预设定该员工的权限(即是否可以进入)，判断该员 工是否可以进某道门，由于有时限规定，因此可以限制在一周中 哪些天可以进出或在一天中什么时间可以进出。例如，在晚上9 点后，员工不能进入财务区域；星期六、星期日、放假期间不能 进入车间或实验室等。除非得到批准，授予权限，方可进入，并 且系统自动记录什么时间、什么人进入、什么时间离开，一旦出 现异常，可以通过系统检索找出所有进出该区域的人员。因此门 禁管理系统是企业、学校安全管理和安全防范的最好帮手。第5章 智能卡应用系统参报总设会保项分 临当时总设 权权临权总设门 门 系 收权权币临权黑巴 门门手卡卡 实临实实 黑签手黑巴 报报图图 报报停停 出入报报 报报数数 报报图5.38 门禁管理系统结构图第5章 智能卡应用系统 1) 控制台管理 如前所述，在门禁系统投入使用之前，必须首先设置相关 的系统参数、会计期间，并对指定的用户及组授予权限，为门 禁管理提供基本的控制台管理。 2) 人员信息管理 (1) 部门资料设置：部门资料设置界面如图5.39所示，单击 “新增”按钮，在上级部门“深圳华润达实”下新增部门“人 事部”，操作界面如图5.40所示。第5章 智能卡应用系统图5.39 部门资料设置界面第5章 智能卡应用系统图5.40 新增部门操作界面第5章 智能卡应用系统 (2) 人员信息建立：人员信息建立界面如图5.41所示，在此 建立系统的人事档案，窗口中列出了所有的人员信息，其中人 员为离职状态的系统用红色标识。图5.41 人员信息建立界面第5章 智能卡应用系统 3) 设备管理图5.42 添加设备操作界面第5章 智能卡应用系统 4) 卡片管理图5.43 卡片操作窗口第5章 智能卡应用系统 单击窗口下方的“人员编号”右边的空白框，出现如图 5.43所示的快速查询窗口，列出了当前为“未发卡”状态的 人员信息，选择要发卡的人员“张三”，单击“确定”按钮 返回，在人员编号中即显示了当前所选择人员的编号(亦可直 接输入)，同时窗口中也显示了该人员的资料和卡片信息。将 卡片放在发卡器感应区，执行“发卡”操作，发卡器发出相 应的“嘀”声，同时窗口上方卡状态由“未发卡”变为“正 常”，并提示发卡成功，如图5.44所示。第5章 智能卡应用系统图5.44 发卡操作界面第5章 智能卡应用系统 5) 门禁管理 这是门禁管理的核心部分，主要包括时段设置、权限和时 限下载、实时监视、数据采集、下载黑名单等。 (1) 时段设置：为门禁机设定可出入的时间段。 双击时段设置，界面如图5.45所示，窗口的左边列出了连接 在本机上所有用途为门禁或考勤门禁的设备，右上方列出了所 选择设备的详细信息以及当前登录用户的权限等，右下方有两 个页面，分别是时段设置和时间设置。系统共提供了16个时间 段(可通过窗口右边的滚动条上下查看)，选择在线状态的门禁机， 在时段设置页面中输入相应的时段，单击“下载”按钮，如图 5.45所示，系统同时弹出“信息报告”窗口，表示下载成功。第5章 智能卡应用系统图5.45 时间段设置操作界面第5章 智能卡应用系统 (2) 权限和时限下载：为人员设定权限和时限，并把这些设 置下载到门禁机，从而起到控制人员出入的作用。 双击“权限和时限”，界面如图5.46所示，窗口左边有三 个页面，分别显示设备、部门和人员；右上方显示所选中设备 的详细信息以及当前登录用户的权限；右下方有三个页面，分 别是权限时限下载、权限时限查询和相关信息。 在“人员”页面中选择相应的人员“李平”，在“设备” 页面中选择相应的在线门禁机“13#门禁机”，在窗口右下方 的“权限时限下载”页面中，选择“权限下载”，选择“有 权”，单击“下载权限时限”按钮，如图5.46所示。第5章 智能卡应用系统图5.46 权限下载界面第5章 智能卡应用系统图5.47 时限下载界面第5章 智能卡应用系统 (3) 门禁与实时监视：启动实时监视，只要有人员通过， 系统就立即显示该人员的详细信息，如果没有信息与该人员对 应，系统会发出警告，提示有人非法入侵，从而起到一定的监 视作用。 用“张三”的卡在“13#门禁机”上刷卡，卡机显示此卡 无权限，不予通行。而用“李平”的卡在“13#门禁机”上刷 卡，卡机予以通行并将人员数据上传，如图5.48所示。第5章 智能卡应用系统图5.48 实时监控界面第5章 智能卡应用系统 (4) 卡片挂失与黑名单下载：卡丢失后应及时到卡管理中心 挂失，卡片一经挂失，其卡流水号被列入各业务系统的黑名单中， 导致卡片不可用。 选择要挂失且卡状态为“正常”的记录，执行“挂失”操作， 系统询问是否继续，选择“是”即可，输入密码4680，单击“确 定”按钮，挂失操作成功，同时卡状态由“正常”变为“挂失”， 如图5.49所示。但此时用“李平”卡仍然可以在“13#门禁机” 上刷卡通行。 卡片挂失后，与该卡片对应的人员名单称之为黑名单。如果 该卡片只是在“设备卡片管理中心”挂失，并没有将其下载到门 禁机，那么有拾到者拿这张卡片刷卡，也可以进出自如，这就存 在一定的安全隐患。必须将黑名单下载到门禁机，则在没有解挂 之前，该卡片是无权限和时限的，也就是不能正常刷卡，从而消 除了安全隐患。第5章 智能卡应用系统 首先读取黑名单，每次开启界面，系统自动检测“设备卡 片管理中心”挂失的卡片，并将名单显示在黑名单信息中；然 后执行下载，选择全部设备，单击工具栏的“下载”按钮，系 统询问是否继续，如图5.50所示，选择“是”，执行下载。此 时再用“李平”卡在“13#门禁机”上刷卡将不予通行。第5章 智能卡应用系统图5.49 卡片挂失界面第5章 智能卡应用系统图5.50 黑名单下载界面第5章 智能卡应用系统 (5) 卡片解挂：丢失的卡片挂失后又找回，经解挂操作后可 正常使用。 重新进入权限时限设置界面，选择要解挂且卡状态为“挂失” 的记录，执行“解挂”操作，系统询问是否继续，选择“是”即 可，输入密码4680，单击“确定”按钮，解挂操作成功，同时卡 状态由“挂失”变为“正常”。 (6) 数据采集：人员出入打卡的数据暂存在门禁机中，经过 数据采集(操作界面见图5.51)，门禁机中的记录被清空，同时原 有的记录被生成门禁的出入数据。如果该设备用途为考勤门禁机， 则同时生成考勤的打卡数据，可在考勤系统中的“数据准 备”→“打卡数据”模块中查看，系统可根据这些记录进行相应 的数据处理。第5章 智能卡应用系统图5.51 数据采集界面第5章 智能卡应用系统 (7) 查看出入数据：经过数据采集，系统生成出入数据，在 本模块可以查看所采集的出入数据。 双击“出入数据”，弹出查看出入数据界面。窗口中有三 个页面，分别显示原始正常数据、原始异常数据和门禁数据(需 查询后才有具体数据)。可以设置各种查询条件来查询相关信息， 例如查询某个时间段、某个人(卡号)的出入情况等。第5章 智能卡应用系统 2．考勤管理系统 ． 考勤管理系统是C3企业版应用模块之一，结合考勤门禁机， 采用最先进的非接触式IC卡，实现考勤的智能化管理。 各企、事业单位有自己不同的考勤制度，为此，一个好的 考勤系统应能够全面、灵活地处理各方面的考勤因素，如工作 方式、周休日、节假日、加班、请假、出差、调班、轮休、计 时等。 图5.52为考勤管理系统的功能结构图，整个功能包含参数 设定、排班设定、假期设定、数据处理、数据呈现及数据结算 等六大功能。第5章 智能卡应用系统参报总项安局参报 请请餐工 出出餐工 加加餐工 手卡技项总项 手卡技项系系 基电加基 会加项分 会加排排 会加报排排图 5 52 考 勤 管 理 系 统 结 构 图 .会加总项 会加报系系 会加查查币排基运加 加加控控 加加加 考 考 智 能 停 停 系 收 请当项分 周周周总项 周周周系系 节请周总项 请当总项 节请周系系 年请控控 请请加 出出加 报报图图 打卡报报 打卡报报巡打技技 报报查停 报报项项 考考帐考工工 考考帐考系系 报报数数 报报 当当会总当当总设 自项自收总项项总设 报报帐资 自项自收总项项浏浏 会总当当收总报 当当帐资第5章 智能卡应用系统 C3考勤管理系统在排班方面精确到了每人每天，具有5级 排班组合，并可套用设定好的排班规律，且排班时使用万年历， 使得排班灵活、轻松、方便。系统还首次引用了“班包”概念， 将多个基本班次集合成一个班包，有效地解决了模糊班次的处 理问题。独特的72小时(昨天、今天、明天)时间坐标，使得跨 天班、跨天打卡等以前比较棘手的问题变得相当简单，也使得 分析速度有了很大的提高。国内首创的“智能卡会计期间”概 念，使得考勤数据在结算后，实现了与工资系统的无缝结合。 C3考勤管理系统内嵌的自定义报表系统实际上是一个功能 强大的中文报表制作系统，它使得报表的制作不再单是开发人 员的事，技术服务人员甚至用户都可以制作精美的报表。第5章 智能卡应用系统 3．工资管理系统 ． 工资管理系统既可独立使用，也可与C3考勤和售饭系统结 合使用，直接引用结算后的考勤结果和售饭项目，设定有关的 工资计算公式，系统自动根据所设定的公式计算出工资结果， 从而节省了大量的人力资源，提高了工作效率。工资管理系统 的结构图如图5.53所示。第5章 智能卡应用系统参报总设当当会总当当总设 币币币其币总设 手资总资参报总设 个会会个个个币总设 手资餐币币项项总设图 5 53 工 资 管 理 系 统 的 结 构 图 .手资餐工会保项会 项项自项总项 报报数数 项项自项系系 项项项项报报 项项项移报报 手资总资 会个个总资 零钱查停 手资报报工工 会个个报报工工 代用银运信短总设 银运代用银用 银运会保项会 银运接入自项总项 银运接入报报生成 贷币贷贷总项 数资用现银用 生成项钱资手 报报数数 报报帐资 相报安安 报报 当当帐资 会人资会浏浏报报查停 手 资 系 收第5章 智能卡应用系统 工资类别和项目由用户自定义，增加了可操作性和灵活性， 并且每个人员可分配多个工资类别，每个工资类别可设定是否 参与扣税。支持多种币别并存的工资计算模式，系统根据汇率 自动换算，并计算出相应的工资、代扣税等。现金发薪可自定 义货币面额，系统自动生成分钱清单，从而解决了零钱不够用 的问题。银行代发薪，根据银行提供的接口数据格式，设定相 应的公式，系统自动生成银行接口数据，实现与银行的无缝结 合。内嵌的自定义报表系统不但为工资单的设计提供了强大的 功能，还可实现工资单的套打。第5章 智能卡应用系统 4．售饭管理系统 ． 企业在运行中通常要为员工提供食宿，采用电子钱包的非 接触式智能卡消费管理后，由于在交易过程中没有假现金的交 换，不但可以避免在交易过程中出现的财务黑洞，而且便于统 计每餐、每日、每月消费总额，对食堂的运营情况及时掌握。 对于已承包给其他人的食堂，则可准确统计出就餐的员工人数， 避免在按月按固定人数付款时造成的资金消费；同样也可规定 只有上班员工才可以吃免费餐，不上班员工不能吃免费餐，而 每餐只能吃一次，每天只能吃三次等种种适合企业的消费管理 制度。第5章 智能卡应用系统 C3售饭管理系统将所有发卡员工资料统一使用，根据职 位不同，使用不同的卡类，便可实现在不同岗位的各种补贴发 放。消费结算系统，采用可以按照指定的要求，按月、按日、 按餐、按消费机、按分组进行统计查询，并且可以和工资系统 接口，对个人应付帐款从工资中直接扣除。系统具有多种收费 方式：零售模式、编号模式、充值模式、限次模式、限时模式 等。第5章 智能卡应用系统参报总设当当会总当当总设 餐餐总设 手手收总设 用卡报参报 POS手参报(C3.E.2001) POS手参报(C3.E.2002) 手手充充 卡卡卡权控―项分(C3.E.2002)图 5 54 售 饭 管 理 系 统 的 结 构 图 .手手充充停停卡卡卡权控―技技(C3.E.2002) 卡卡卡权控―系系(C3.E.2002) 卡卡卡权控―实实(C3.E.2002) 会保人总人总短收停停充充临当报 自移充充 报报图图售售手卡卡 售 售 停 停 系 收 黑签手黑巴 相报参报 帐报帐帐 修 帐报帐帐总系 转 退 销 帐 款 户 卡主主主查查―资资接资 报报查查 承包网查查―短收报报 短收主查查―个会与帐 报报数数 报报 帐户当当收总 帐户当当帐资 报报帐资 其其其总当当总设 其其其总当当其总 其其其总当当帐资 综综停停 历历报报资历第5章 智能卡应用系统 5．会议签到管理系统 会议签到管理系统为企、事业单位会议的召开和签到提供 了智能化的管理。使用会议签到系统管理会议，代替了传统的 手工签到和人工统计。使用者将会议的有关信息和参数设置输 入完成后，与会者只需在进场时刷卡，再经过会议签到系统的 数据分析，在会议召开前几分钟，即可统计出应到人数、实到 人数、缺席人数等数据结果，并打印出相关报表，准确、方便、 快捷、高效。第5章 智能卡应用系统资资停停 会会美资会 会会保会 会会保会 会 会 签 到 停 停 系 收 会会会保项会 与会会保系系 报报图图 报报数数 出入报报 会会保会 报报停停 会会会保项会 与会会保系系 报报数数 报报图5.55 会议签到管理系统的结构图第5章 智能卡应用系统 6．自定义报表系统 ． 严格地讲，自定义报表系统并不是C3系统的一个独立的 子系统，它是内嵌入整个C3系统，用来制作报表的一个工具。 所谓的“自定义”，就是用户可根据自己的需求设计相关的 报表，自定义报表系统为用户提供了一种自己随意设计报表 的工具，避免了以前死报表的弊端，实现了活报表的强大优 势。第5章 智能卡应用系统5.3 典型智能卡应用系统5.3.1 “城市一卡通”公用事业智能卡应用系统解决方案 城市一卡通” 城市一卡通 1．公用事业“城市一卡通”的发展概况 ．公用事业“城市一卡通” 公用事业采用IC卡收费管理，实施“城市一卡通”项目， 在许多国内城市已经进行了试点，并逐渐得到了管理部门和广 大用户的认可。“城市一卡通”包括纵向应用和横向应用的一 卡通含义。纵向应用一卡通解决地区分割的某个行业一卡通的 问题，比如公共交通行业；横向应用一卡通实现同一地区不同 行业的}