試論自動售貨機IC卡收費模塊的設計

郭銳

【摘 要】隨著當今社會不斷的進步還有科技發(fā)展，為人們提供方便快捷服務的自動售貨機也越來越普遍。自動售貨機無線網絡管理系統(tǒng)的建設當中有機的運用了GPRS網絡通訊技術還有智能IC卡的技術。在自動售貨機當中模塊就是由射頻卡讀寫子模板還有GPRS通訊子模板這兩個部分組成的。以MDB總線的方式，和自動售貨機的控制器進行通訊。在實際的應用當中，證實了這種技術的可運行性，對于自動售貨行業(yè)來說，這種技術有著相當廣泛的應用前景。

【關鍵詞】自動售貨機；IC卡收費模塊；GPRS

0.引言

在近幾年隨著我國自動售貨機越來越普及，消費者對于這種售貨的方式也開始在接受。但是自動售貨機的普及有著兩面性。一方面，它讓消費者感到更加的方便快捷；而另一方面，經營者對其監(jiān)控、管理還有維護的時候，因為它本身所具有分布零散的特點，也感覺到很大的不便利。為了能夠切實有效的解決這個方面的問題，無線網絡管理系統(tǒng)已經逐漸的被應用到了自動售貨機的行業(yè)當中，并且逐漸的成為了主流。

相對于當前的無線數(shù)據通信方式而言，例如GSM短信或者是無線短波電臺等，對于自動售貨機的無線網絡管理來說，GPRS本身所具有的性能無疑是更加符合它的要求的。GPRS因為具備以下幾個特點，讓它被自動售貨機行業(yè)所關注：（1）GPRS本身所具有的分組交換技術可以讓每一個用戶對于無線信道的占用，可以在同一時間占用數(shù)個，相反的還有多個用戶對同一個無線信道進行共享，這樣能夠讓資源的利用達到最大化；（2）GPRS是一種永遠在線并且是根據流量來進行收費的形式，這樣的形式給無線分組的業(yè)務提供了一種相對高效而且成本低的方式。對于那些間斷、突發(fā)性以及頻繁的。本身比較分散而且中小流量的傳輸提供了更好的渠道；（3）我國范圍之內的GPRS主要是由中國移動進行建設并且維護的，不但覆蓋的范圍廣而且信號的質量也很高。

在當前智能IC卡已經在多個領域當中得到了應用，無論是對于消費者還是經營者來說，IC卡收費的模式都能夠帶來很大的便利。所以分析研究在GPRS基礎上的自動售貨機IC卡收費模塊，是有著很重大的現(xiàn)實意義還有商業(yè)價值的。

1.系統(tǒng)組網方式

在整體的角度來看是由三個部分組成了以GPRS移動網絡的自動售貨機的，這三個部分主要是售貨機終端、GSM/GPRS網絡以及管理中心這三個大部分。組網的方案如下：首先是向中國移動申請APN的專網業(yè)務然后對專用的APN進行分配，分配之后申請對固定IP地址的移動內網。在中心的地方，用無線MODEM以撥號的方式上網然后就能夠得到內網固定的IP；監(jiān)控點在得到IP之后直接向中心發(fā)出連接的要求并建立連接。無論是中心還是監(jiān)控點，都有移動內網的固定IP。

這個方案最大的優(yōu)點在于它中間的環(huán)節(jié)并不復雜而且穩(wěn)定性也很強，所有的數(shù)據都在移動GPRS的APN內網當中進行傳輸，并不需要經過公網所以安全性方面很大程度得到提高。

2.應用開發(fā)方案

這個方案設計最開始的目的在于要以GPRS的方式，對自動售貨機刷卡消費然后把消費的信息還有貨品庫存信息上傳，除此以外掛失名單還有單價這些信息，也能夠通過GPRS及時的下傳到售貨機當中，所以在設計的過程當中按照它的功能，劃分了射頻卡讀寫子模板以及GPRS通訊子模塊這兩個部分。GPRS通訊子模塊和射頻卡讀寫子模板兩者之間進行直接的連接并且以MDB協(xié)議作為中介，有機的整合到了自動售貨機控制器當中。

這個設計方案本身有著相當明顯的優(yōu)點，就是：射頻卡子模塊要和管理中心進行交換的數(shù)據主要是有刷卡的消費記錄、貨品庫存還有掛失名單等信息通過GPRS的渠道來實現(xiàn)輸送；射頻卡子模塊以MDB作為媒介來實現(xiàn)整合的目的，只要通過它內部的SST89E554RC單片機編程，在此基礎上增加對應的子功能，就能夠實現(xiàn)將GPRS通訊子模塊聯(lián)入到MDB總線當中的橋接器。

3.射頻卡讀寫子模塊設計

3.1 MIFARE卡讀寫子模塊

這個模塊的核心芯片，是名為MF530的讀卡芯片還有能夠對在線有所支持的編程SST89E554RC單機片。能夠讓MIFARE系列當中，不是接觸式IC的操作有所支持。這個模塊對外的接口是有要求的，是標準的RS232/485接口，這個也很好的實現(xiàn)了和售貨機MDB總線之間的聯(lián)訊接口。

3.2 MDB簡介

所謂的MDB全程為Multi-Drop Bus，它的接口信號有兩個部分，分別是電源部分還有通訊部分。主機VMC所提供的電源是24VDC或者是34VDC這兩種。通訊部分的信號有三種，分別是Master Receive、Master Transmit以及Communications Common這三種，主從通訊卻是以V隔離型電流環(huán)通訊方式，其是最為主要的信號，而該通訊格式是9600 NRZ、1 Start Bit還有1 Mode Bit為主。射頻卡讀寫模塊的MDB地址則是以下表示方式：00010xxxB。它本身所具有的主要命令有Reset、Setup、Poll以及Reader Recalue等。

4.GPRS通訊子模塊的設計

4.1 GPRS工作模式

GPRS的數(shù)據分組，是從基站發(fā)送到SGSN當中的，這個也是GPRS業(yè)務的支持節(jié)點之一并且SGSN能夠和網關的支持節(jié)點GGSM進行通信。GGSN首先對分組的數(shù)據進行有關的處理之后接著就發(fā)送到目的網絡當中，這個目的網絡包括了Internet或者是X.25網絡。來自于Internet或者是本身標識有移動臺地址的IP包能夠讓GGSN也就是GPRS的網管支持節(jié)點進行接收，然后在轉發(fā)到SGSN當中最后才傳送到無線終端。

4.2硬件結構

設計當中使用的是西門子的MC35i工藝級別的GPRS/GSM模塊還有臺灣華邦公司的8位單片機W77E58這幾個部分，以標準的串口方式來對外部進行接口。

西門子的MC35i模塊本身的主要組成部分有以下幾種，GSM基帶處理器、射頻天線、FLASH還有SRAM等，然后還有匹配的電源以及40腳的ZIF插座共同組成。在這些組成部分當中，GSM基帶處理器是最為重要的一個部分，它本身擔當這類似于協(xié)議處理器的作用，對外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令進行處理。

5.應用情況以及結論

在目前來說，我國已經成功的實現(xiàn)了跨區(qū)范圍之內的自動售貨機終端本身的無線聯(lián)網。這個系統(tǒng)能夠實現(xiàn)很多的事情，例如對黑名單的下達、將終端的刷卡消費以及消費記錄實時的上傳到管理中心那里，而管理中心在接收到數(shù)據之后對其進行分析，能夠對銷售的情況有所了解，然后進行相關的維護還有經營。

本文當中所介紹的自動售貨機IC卡收費模塊有著很多明顯的優(yōu)點，就是成本低且功能擴展度高，在實際應用當中操作簡單方便，有很強的實用性，必然能夠在各個領域當中受到應用。

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