基于非接觸式IC卡的就餐機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

宋志強(qiáng)　付永杰

摘 要： 針對現(xiàn)有食堂IC卡售飯系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)了新穎的非接觸式IC卡就餐機(jī)管理系統(tǒng)，用戶點(diǎn)菜后，食堂員工只需用手指輕觸一體機(jī)主界面就能實(shí)現(xiàn)用戶消費(fèi)金額的自動計(jì)算，減少了計(jì)算錯誤，實(shí)現(xiàn)了用戶的明白消費(fèi)。系統(tǒng)采用C++ Builder開發(fā)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的主要模塊及在C++ Builder靜態(tài)調(diào)用動態(tài)鏈接庫的方法。該系統(tǒng)具有一定的實(shí)用性和推廣價值。

關(guān)鍵詞： 就餐機(jī)； C++ Builder； 非接觸式IC卡； 管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）08-28-02

0 引言

目前，各高校的數(shù)字化校園建設(shè)已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性運(yùn)行階段，普遍的做法是在校園里采用校園卡作為電子貨幣和電子證件。校園卡大多采用非接觸式IC卡[1]?？谆鄯嫉萚2]為保證食堂就餐管理系統(tǒng)的主從機(jī)通信可靠性，設(shè)計(jì)了基于RS-485接口的多機(jī)通訊卡。文獻(xiàn)[3]采用分布式高可用系統(tǒng)使校園IC卡在性能、安全等方面得到提高。文獻(xiàn)[4-5]設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)食堂售飯系統(tǒng)。現(xiàn)有的就餐系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu)，在每個售菜、售飯窗口都安放有一臺就餐機(jī)，方便師生刷卡消費(fèi)。但現(xiàn)有就餐機(jī)只能由工作人員人工輸入消費(fèi)金額才能完成扣款消費(fèi)。缺點(diǎn)是如果消費(fèi)人員在一個窗口點(diǎn)多個菜后，需食堂工作人員心算出消費(fèi)的總金額，這對于食堂工作人員特別是上了年紀(jì)的員工而言，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)?，F(xiàn)實(shí)中也的確經(jīng)常有輸錯金額的情況發(fā)生，對此廣大師生都有類似經(jīng)歷；另外一種情況是金額算對，但是輸入時出錯?，F(xiàn)有的就餐機(jī)系統(tǒng)已不能滿足廣大師生及食堂工作人員的需求：食堂工作人員要求就餐機(jī)能比較的方便地實(shí)現(xiàn)金額的累計(jì)，而不需要心算，廣大師生的要求是食堂工作人員每次都能算對、輸入對消費(fèi)金額，以便實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確消費(fèi)。為適應(yīng)這種需求，我們研制了新一代食堂就餐機(jī)管理系統(tǒng)，極大地方便了食堂工作人員的使用，為廣大師生提供了一個可視化消費(fèi)的就餐機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了明明白白消費(fèi)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

基于非接觸式IC卡的就餐機(jī)管理系統(tǒng)是在原有的食堂就餐系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)前端是面向用戶就餐的一體機(jī)及各窗口IC卡讀寫器，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的IC卡讀寫器。一體機(jī)通過交換機(jī)連接至一卡通網(wǎng)。管理工作站可完成用戶IC卡的開戶、注銷、充值、掛失等操作，并能實(shí)現(xiàn)銷售業(yè)績查詢及報表打印功能。用戶可以通過用戶自助終端通過銀行圈存業(yè)務(wù)以實(shí)現(xiàn)對IC卡的充值操作。一體機(jī)提供觸屏功能，食堂員工只需用手輕觸一體機(jī)主界面上的各個菜名圖片，系統(tǒng)即可自動實(shí)現(xiàn)用戶消費(fèi)金額的累加，食堂員工只需用手指點(diǎn)擊一體機(jī)主界面上的“結(jié)算”按鈕即可實(shí)現(xiàn)對用戶IC卡的扣款操作。

2 IC卡讀寫器及非接觸式IC卡介紹

IC卡讀寫器采用的是深圳市明華澳漢科技股份有限公司的產(chǎn)品，非接觸式IC卡為Mifare 1卡，該卡為8K位的非接觸式IC卡。該卡分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)為4塊，共64塊，按塊號編址為0～63，每塊16個字節(jié)，以塊為存取單位，每個扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制，具有防沖突機(jī)制。

Mifare 1卡的電氣部分由一個天線和ASIC組成。其中天線和ASCI封裝在卡片中，天線是只有幾組繞線的線圈，很適于封裝到卡片中?？ㄆ腁SIC由一個高速（106KB波特率）的RF接口，一個控制單元和一個8K位EEPROM組成。讀寫器向Mifare 1卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與訊寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時，此電容可作為電源為其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取讀寫器的數(shù)據(jù)。

3 就餐機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

就餐機(jī)管理系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想和模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，使用C++ Builder 6作為開發(fā)工具，操作系統(tǒng)為Windows XP Professional。

3.1 系統(tǒng)主要模塊

系統(tǒng)可包括IC卡管理、用戶自助、菜譜管理、消費(fèi)扣款、營業(yè)匯總、系統(tǒng)維護(hù)等模塊。

其中IC卡管理模塊可實(shí)現(xiàn)建卡、充值、掛失、銷卡等功能。用戶一旦掛失，系統(tǒng)將該卡列入黑名單，并更新各窗口一體機(jī)黑名單，以保護(hù)用戶的經(jīng)濟(jì)利益。用戶自助模塊（用戶自主終端功能）提供用戶IC卡充值（圈存）及信息查詢功能，采用觸摸屏查詢系統(tǒng)，主要為用戶提供日常消費(fèi)明細(xì)查詢、修改查詢密碼、IC卡充值（圈存）等功能。菜譜管理模塊用于制定或更新每天菜譜。消費(fèi)扣款模塊完成消費(fèi)扣款。營業(yè)匯總模塊實(shí)現(xiàn)匯總交易數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)金額的結(jié)算，生成相應(yīng)的報表。系統(tǒng)維護(hù)模塊自動完成歷史數(shù)據(jù)備份，設(shè)置系統(tǒng)管理員密碼、權(quán)限等。

3.2 動態(tài)鏈接庫調(diào)用

明華公司提供動態(tài)鏈接庫及讀卡器使用手冊[6]供軟件開發(fā)人員使用，以便軟件開發(fā)人員快速訪問非接觸式IC卡讀寫器及IC卡。但明華公司提供的動態(tài)鏈接庫是通過Visual C++制作的，其對應(yīng)的庫文件（lib文件）為COFF格式，而C++ Builder使用OMF格式的庫文件，即軟件開發(fā)平臺所要求的導(dǎo)入庫格式與硬件供應(yīng)商提供的庫文件格式不兼容，若對原有的mwhrf.lib文件不作修改，則應(yīng)用程序與動態(tài)庫隱式鏈接時，會出現(xiàn)程序鏈接錯誤。本文采用靜態(tài)調(diào)用動態(tài)鏈接庫mwhrf.dll的方法[7]，先使用C++ Builder中提供的導(dǎo)入庫生成工具進(jìn)行預(yù)處理，然后再鏈接、調(diào)用dll里面中的函數(shù)，步驟如下。

⑶ 將重新生成的導(dǎo)入庫（mwhrf.lib）添加到C++Builder工程項(xiàng)目中。

經(jīng)過上述三個步驟后，C++ Builder就可以調(diào)用mwhrf.dll的函數(shù)了。

3.3 管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

各窗口一體機(jī)主界面如圖2所示，食堂員工只需用手指輕觸主界面上的各個菜名圖片，系統(tǒng)便能自動實(shí)現(xiàn)消費(fèi)金額的累計(jì)，然后點(diǎn)擊“結(jié)算”按鈕實(shí)現(xiàn)扣款操作。

3.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫選用SQL Server 2000，C++ Builder通過TADOConnection、TADOTable、TADOQuery、TDataSource、TDBGrid等控件訪問數(shù)據(jù)庫。使用TADOConnection控件連接數(shù)據(jù)庫時，最重要的一個步驟是設(shè)置它的ConnectionString屬性。以窗體用到TADOConnection、TADOQuery、TDataSource、TDBGrid為例，設(shè)置TADOQuery控件的Connection屬性為TADOConnection控件的名稱（如ADOConnection1），設(shè)置TDataSource控件的DataSet屬性為TADOQuery控件的名稱（如ADOQuery1），設(shè)置TDBGrid控件的DataSource屬性為TDataSource控件的名稱（如DataSource1），在設(shè)置好DBGrid控件的列屬性后，在TADOQuery控件的SQL屬性中寫SQL語句就可以訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表，將數(shù)據(jù)顯示到DBGrid。

4 結(jié)束語

基于非接觸式IC卡的就餐機(jī)管理系統(tǒng)已投入試運(yùn)行，相比之前的系統(tǒng)，用戶普遍反映新系統(tǒng)界面友好，實(shí)現(xiàn)了明明白白消費(fèi)，得到了用戶的好評；食堂員工反映，新系統(tǒng)使他們從每次繁瑣的“心算”中解放出來，可以更輕松地做好自己的本職工作，而不必?fù)?dān)心發(fā)生計(jì)算錯誤。下一步工作的重點(diǎn)是擴(kuò)展和完善該系統(tǒng)的功能。該系統(tǒng)在一體機(jī)成本下降后將具有一定的應(yīng)用和推廣前景。

參考文獻(xiàn)：

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[6] URF讀寫器使用手冊[M/CD].深圳市明華澳漢科技股份有限公司，2003.

[7] 宋志強(qiáng)，山磊.集中控制型預(yù)付式保管箱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2011.33（7）：167-171