基于物聯(lián)網(wǎng)的公交車收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計

1、.基于物聯(lián)網(wǎng)的公交車收費(fèi)系統(tǒng)一 系統(tǒng)設(shè)計整體設(shè)計公交車收費(fèi)系統(tǒng)使用Android數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，連接無線AP點(diǎn)，通過串口跟控制芯片連接，控制芯片將RFID讀卡器的數(shù)據(jù)通過無線AP發(fā)送，對公交卡用戶執(zhí)行開戶、充值、余額查詢、銷戶、消費(fèi)等操作。系統(tǒng)框圖如下：公交車收費(fèi)系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要包括：(1) Android后臺：程序的運(yùn)行環(huán)境，處理獲取的卡號，執(zhí)行相關(guān)操作，并顯示金額。(2) RFID讀卡：讀卡設(shè)備，用于讀取IC卡數(shù)據(jù)。(3) Wi-Fi模塊：通過串口線與高頻RFID讀卡器相連，將讀卡數(shù)據(jù)通過Socket連接發(fā)送給安卓后臺管理程序。(4) 高頻IC卡：用戶公交卡。公交系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫非

2、常簡單，在實(shí)驗(yàn)室階段，我們可以只用一個用戶表即可完成，簡單期間，下表只注冊用戶姓名，聯(lián)系電話，如果需要可以添加更多的用戶信息，比如年齡，工作單位之類的。表名: 公交用戶表結(jié)構(gòu)字段名數(shù)據(jù)類型長度主鍵索引外鍵說明User_IDInt8用戶編號User_nameString20姓名ID_NOString18身份證號，實(shí)名認(rèn)證公交卡IcardStringyes公交卡號StatusBool1卡狀態(tài)：0正常，1暫停使用以及其他狀態(tài)TelString11用戶聯(lián)系電話PasswordString20消費(fèi)密碼，用以特定時候驗(yàn)證身份MoneyFloat余額ScoresFloat消費(fèi)積分，特定情況下使用Con_lo

3、gsText用以記錄消費(fèi)日志軟件部分： 軟件部分功能基本開發(fā)完成了信息查詢：WiFi模塊通過tcp/ip跟安卓后臺通訊（軟硬件交互部分）： Wifi模塊跟單片機(jī)的連接：通過USARTESP8266模塊引腳圖通過串口通信的話。模塊連線就比較簡單了，只需要:ESP8266 <->STM32GND <->GND3.3V<->3.3VTXD<->PA3 /IO口功能復(fù)用，串口收發(fā)數(shù)據(jù)RXD <->PA2Wifi模塊使用：ESP8266支持AT指令：在AT模式下可以通過串口的AT指令對系統(tǒng)參數(shù)做配置。指令格式如下：AT+<at指令>

4、=<值>例如：“AT+CWMODE”查詢當(dāng)前模塊的WIFI模式。例如：“AT+CWMODE=3”設(shè)置模塊WIFI模式為AP+STA模式。這里是所有支持的AT指令：ESP8266模塊支持三種模式：AP模式，STA和AP+STA模式我們考慮采用AP模式：即模塊作為無線WIFI熱點(diǎn)，允許其他WIFI設(shè)備連接到本模塊，實(shí)現(xiàn)串口與其他設(shè)備之間的無線（WIFI）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換互傳。AP模式下包括三個子模式: TCP 服務(wù)器、TCP 客戶端， UDP將本模塊設(shè)置成TCP服務(wù)器端的過程：使用AT指令A(yù)T+CWMODE=2設(shè)置模塊WIFI模式為AP模式AT+RST重啟生效AT+CWSAP=”myWIfi”

5、,”12345678”,1,4設(shè)置模塊的AP參數(shù)：SSID為myWifi，密碼為12345678，通道號為1，加密方式為：WPA_WPA2_PSKAT+CIPMUX=1開啟多連接AT+CIPSERVER=1,8888開啟SERVER模式，設(shè)置端口為8888安卓端的TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol的簡寫，中譯名為傳輸控制協(xié)議什么是Socket？Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議簇通訊的中間抽象層，Socket是一組接口，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議簇的內(nèi)容隱藏在套接字接口后面，我們無需關(guān)心協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，只需使用Socket

6、提供的接口即可。安卓端創(chuàng)建服務(wù)器端的步驟：1. 創(chuàng)建ServerSocket對象，綁定監(jiān)聽端口2. 通過accept（）方法監(jiān)聽客戶端請求3. 連接建立之后，通過獲取輸入流，取得客戶端請求信息4. 創(chuàng)建輸出流，返回給客戶端信息5. 關(guān)閉資源安卓端創(chuàng)建客戶端的步驟：1. 創(chuàng)建socket對象，指定需要鏈接的服務(wù)器地址和端口號2. 建立連接后，獲取輸出流，向客戶端發(fā)起請求信息3. 獲取輸入流，讀取服務(wù)器端反饋的信息4. 關(guān)閉相應(yīng)資源讀卡器部分 ： 主要內(nèi)容包括:STM32芯片與RC522模塊的通信，RC522模塊與IC卡之間的識別過程RC522引腳圖：1.rc522與單片機(jī)的引腳設(shè)置：RC522引

7、腳圖在使用不同類型接口的時候，RC522的引腳作用會不同，在與單片機(jī)通信的時候是采用SPI通信 串行外設(shè)接口因此跟STM32板的接線方式如下：(參看STM32引腳圖)RC522-stm321-SDA <->PA4 /選通*2-SCK <->PB13/SCK時鐘*3-MOSI<->PB15/OI*4-MISO<->PB14/IO*5懸空*6-GND <->GND*7-RST <->PB1*8-3.3V<->3.3VRC522的工作過程：一RC522跟單片機(jī)的通信：MFRC522發(fā)送與接收卡數(shù)據(jù)暫存于FIFO緩沖區(qū)

8、中數(shù)據(jù)幀格式：字符數(shù)值定義STX0x02通訊開始LEN-數(shù)據(jù)長度DATA-數(shù)據(jù)BCC-異或校驗(yàn)ETX0x03結(jié)束標(biāo)識位DATA格式：Command(2 bytes)Data0Datam按照ISO14443標(biāo)準(zhǔn)，有以下常用命令：指令碼功能0xC001尋卡（ISO/IEC15693）0xC005讀取某一塊的信息（ISO/IEC15693）0xC006將信息寫入某一塊（ISO/IEC15693）0xC007將某一塊鎖定（ISO/IEC15693）0xC008寫入AFI（ISO/IEC15693）0xC009鎖定AFI（ISO/IEC15693）0xC00A寫入DSFID（ISO/IEC15693）0

9、xC00B鎖定DSFID（ISO/IEC15693）0xC00C獲取系統(tǒng)信息（ISO/IEC15693）0x3224尋卡（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3225休眠卡片（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3241激活卡片（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3243讀取某一塊的信息（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3244將信息寫入某一塊（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3245讀余額（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3246寫入余額（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3247余額加值（ISO/IEC14443A存儲卡）0x3248余額減值（ISO/IEC1

10、4443A存儲卡）0x324B卡片復(fù)位（ISO/IEC14443A智能卡）0x324C發(fā)送應(yīng)用命令（ISO/IEC14443A智能卡）二對卡的操作分成四步：尋卡防沖突選卡讀/寫卡；使用二次編程的函數(shù)接口（1） 尋卡向FIFO中寫入PICC_REQIDL命令，通過PCD_TRANSCEIVE命令將FIFO中數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送出去，此時若有卡在天線作用范圍內(nèi)，將識別命令，并返回卡類型,和卡片序列號；卡類型（TagType）：0x4400 = Mifare_UltraLight0x0400 = Mifare_One(S50)0x0200 = Mifare_One(S70)0x0800 = Mifare

11、_Pro(X)0x4403 = Mifare_DESFire關(guān)于下面兩條命令的區(qū)別：第一條命令讀取完卡后還會再次讀??；第二條命令讀取完卡后會等待卡離開開線作用范圍，直到再次進(jìn)入。（2） 防沖突向FIFO中寫入PICC_ANTICOLL0x20，通過PCD_TRANSCEIVE命令將FIFO中數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送出去，卡返回卡序列號（共5字節(jié)，第5字節(jié)是卡序列號校驗(yàn)碼）；由于是非接觸式的，同一時間天線作用范圍內(nèi)可能不只一張卡時，即有多于一張的MIFARE 1卡發(fā)回了卡序列號應(yīng)答，則發(fā)生了沖突。此時，由于每張卡的卡序列號各不相同，MCM接收到的信息(即卡序列號)至少有1位既是0又是1(即該位的前、后半部都有副載波調(diào)制)，MCM找到第1個沖突位將其置1(排除該位為0的卡)，然后查第2個，依次排除，最后不再有沖突的SN即為被選中的卡。（3） 選卡向FIFO中寫入PICC_SElECTTAG0x70卡序列號，通過PCD_TRANSCEIVE命令將FIFO中數(shù)據(jù)通過天線發(fā)送出去，卡返回卡容量（對于MIFARE 1卡來說，可能為88H或08H）；（4） 寫數(shù)據(jù)向FIFO中寫入PICC_WRITE塊地址，通過PCD