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一種射頻IC卡就餐機和后臺管理微機的通信設計
作者： 梁昌明 李一森
2005-1-14

　　摘　要　主要介紹一種射頻IC卡就餐機和后臺管理微機通信的硬件和軟件設計。硬件設計方面簡述各種串行通信方法的比較，并詳細論述了用RS-485實現遠距離通信。軟件方面詳述了在VISUAL FOXPRO 5.0中應用COMMUNICATIONS 串行通信控件實現射頻IC卡就餐機和后臺管理微機的通信，實現了兩者相互傳輸數據。

　　1 系統總體方案
　　我們采用美國ATMEL公司的子公司TEMIC公司生產的TK5550射頻識別IC卡、IDIC(Identification Integrated Circuit)、讀寫基站集成電路U2270B和ATMEL公司的8位單片機研制開發學校食堂就餐管理系統，系統具有預付收費、目標識別、身份驗證、數據采集、數據加密和數據庫管理的功能。系統由TK5550卡、就餐機、數據庫管理系統、就餐機和數據庫管理微機的通訊系統四部分組成。主機與就餐機之間的通信采用RS-485通信**，工作方式為半雙工，每次通信都是主機**先呼叫從機。
2　串行通信接口設計
　　**常見的串行通行接口**是RS-232-C串行總線，傳輸的是單端信號，即信號線中一條是公共地線，另一條是信號線。它只適用于數據傳送速率要求不高，距離不長的場合（小于15米），適合于長距離傳送的總線**有：RS-422、RS-423、RS-485、RS-499以及20MA電流環串行接口。
　　本系統中單片機與上位主機的通訊選用了RS-485總線**，并采用了MAX465芯片來實現，它具有RS-485通訊接口中要的全部功能，數據通訊的方向由RE，DE 腳來控制，設計中二者連在一起，由單片機的P1.5來控制，當它為高電平時，數據由單片機經MAX485到外部串行總線，即處于發送狀態；為低電平時，數據由外部串行總線到單片機。
　　一般微機的串行口采用RS-232接口，故在主機一端需要一個RS-232/RS-485轉換器。本設計中采用了臺灣ATEN公司生產的IC-485SN轉換器，它是一種雙向RS-232/RS-485或RS-422轉換器，可提供點對點、點對多點的全雙工和半雙工以及多點的單工串行通信。具體工作方式可**兩個撥碼開關和外部界限靈活配置。由于本系統中涉及到多點半雙工通訊，下面就以此方式介紹其使用方法。
 
　　在此工作方式下系統的連線如上圖。可見轉換器對外部的RS-485總線只需兩根信號線：DATA+和DATA-，即發送和接收數據公用一對差分傳輸線，而轉換器和微機的RS-232接口則需**3根線進行連接：RX， DX和RTS/CTS，其中RX為接收數據信號線，TX為發送數據信號線，RTS和CTS端接在一起，控制數據發送是否允許。由于轉換器工作時RTS必須為高電平來為轉換器供電，即轉換器接收數據時也一直處于數據發送允許的狀態，為避免發生沖突，應在設計主機串行通訊程序時，控制發送和接收數據分時進行，即系統始終工作在半雙工的工作方式。
3　串行通信程序設計
　　本系統上位主機數據庫管理系統采用VF5.0編寫，這里介紹的串行通信程序主要是在VF中實現與單片機的通信程序設計。
3．1就餐系統通信程序的設計
　　WINDOWS 應用程序串行通信方式有調用WINDOWS API函數和**的通信控件COMMUNICATIONS兩種方式。本系統采用**的通信控件communications進行通信程序的設計，實現掛失數據的發送、用戶卡號的發送、發卡和就餐數據的接收。在這里主要以接收用戶就餐數據為例討論應用通信控件Communications通信程序的設計。
　　就餐機向主機傳送的數據為學生卡號和消費金額，主機把接受后的數據臨時存貯在表jc中，然后**相關運算后修改表stu中的存款數據。主機與多臺就餐機的通訊方式為，先與一號機通訊，待到一號機數據傳輸完畢后，再與二號機通信直到**大編號就餐機。使用主機的串口ｃｏｍ２與就餐機相連。
3．2 主機與就餐機雙方通信的約定
　　微機向就餐機發送字**串時，該塊字**串前附加A，末尾附加B，串口兩端的校驗和一致，則向微機發送C，如果不一致，則向微機發送D；微機收集來自就餐機的數據時，先由微機向**定的就餐機發送E，該就餐機收到E以后，向微機發送數據塊以及校驗和，并且在數據塊的末尾附加F，如果串口兩端的校驗和一致，則微機發送G，如果不一致，則微機發送H。(注:A,B,C,D,E,F,G,H都以ASCII碼格式發送,而且在OleControl1中收到的都是字**,而不是數字)。
3．3 通信程序實現
　　每次通信時，**先在主機的init事件中初始化通信控件olecontrol1,初始化設置為:
　　thisform.olecontrol1.CommPort=1 //選擇串行口com1
　　thisform.olecontrol1.PortOpen=1 //打開串行口com1
　　thisform.olecontrol1.InputMode=0 //接收的數據按文本方式
　　thisform.olecontrol1.RTSEnable=1 //允許使用rts線，用于rs-232/485轉換器的發送控制和供電
　　thisform.olecontrol1.InputLen=1 //每次讀取接收緩沖區的一個字**
　　thisform.olecontrol1.OutbufferCount=0 //清除發送緩沖區
　　thisform.olecontrol1.InbufferCount=0 //清除接收緩沖區
　　定時控件timer1作為超時定時器, 在Timer1的OnTimer事件中，（假定共有兩臺就餐機）如果微機向就餐機#1發送的數據正確，那么，延時后，向下一個就餐機發送數據，直到**一個就餐機，然后提示發送完畢；如果微機向就餐機發送的數據錯誤，那么，延時后，再發**。如果連續三次發送都發生了錯誤，那么，給出錯誤的就餐機號，并且向下一個就餐機發送數據。定時器的初始化為:
　　timer1.Interval=50　*定時時間間隔為50ms
　　timer1.ensbled=.f.先關超時定時器1
　　在Command1的Click 事件中**調用外部過程program2向就餐機發送地址(即機號),和要求就餐機向主機傳送就餐數據的命令。Program2的程序為：
　　procedure programe2
　　*發送機號
　　表單js.olecontrol1.RThreshold=0
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,m,8,1
　　jh2=chr(jh2)
　　表單js.olecontrol1.OutPut=jh2
　　*發送命令
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,s,8,1
　　表單js.olecontrol1.OutPut=E
　　表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.RThreshold=1
　　　 表單js.timer1.enabled=.t.
　　　 return
　　　 具體為：**先在發送數據之前設置OLECONTROLL的Rthreshold為0，禁止對發送事件產生ONCOMM事件，防止主機接收自己的數據。在發送一個字節的機號時，設settings表單js.olecontrol1.Settings=2400,m,8,1
　　　 即校驗位為mark：‘1’，代表地址字節,以校驗位作為識別地址的**。在發送完機號后，設置settings為：
　　表單js.olecontrol1.Settings=2400,s,8,1
　　　 即校驗位為space：‘0’，表示發送的一個字節E是要求就餐機開始向主機傳送就餐數據的命令。主機向就餐機發送數據的方法是應用通信控件的OUTPUT函數，即為表單js.olecontrol1.OutPut=E。在發送完命令后，要清控主機的發送和接收緩沖區，即令：
　　 表單js.olecontrol1.InbufferCount=0
　　表單js.olecontrol1.OutbufferCount=0
　　同時，使控件的Rthreshold有效，等待接收就餐機發來的數據，另外要打開超時定時器即令表單js.timer1.enabled=.t.，以判斷就餐機是否正常。在OleControl1的OnComm事件中，**先判斷控件的屬性CommEvent=2，表示收到 Rthreshold 個字**。該事件將持續產生直到用 Input 屬性從接收緩沖區中刪除數據。然后接收從串口來的就餐數據和校驗和,就餐機發送完數據后緊接著發送一個F，表示數據發送完畢。如果主機接收正確向就餐機發送一個G。延時后與下一臺就餐機通信。接收后的數據臨時存貯在表JCJ中，等待處理。如果主機接收不正確向就餐機發送一個H。
　　主機與就餐機的通信成功與否，在超時定時器的ONTIMER事件進行判斷，其工作方法在前面已說明。
4　結束語
　　前面比較詳細的介紹了主機接收就餐機數據的程序設計過程和方法，至于主機向就餐機發送掛失卡號和發卡初始化新卡的通信程序的設計原理是相同的。只是發卡時，因為**通信要傳輸的數據量很小，卡號金額均為10個字**，對通信結果成功與否的判斷，沒有使用求校驗和的方法，采取了連續傳輸3次， 在3中取2的措施，這樣更可靠。

參考文獻

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