基于CAN总线的高校食堂刷卡系统的设计与研究

摘要：高校食堂传统的纸质餐票、现金或基于接触式IC卡技术的消费支付方式存在服务效率不高、便捷性差、管理成本高、卡片易损坏等诸多弊端。为了克服这些弊端，研究将CAN总线技术和非接触式智能卡技术结合起来，提出一种基于CAN总线的高校食堂刷卡系统的设计方案，并完成下位机发卡节点和刷卡节点的软硬件设计，以及上位机管理软件的开发，实现安全、可靠、便捷的发卡和刷卡以及用户信息管理。
关键词：刷卡系统；CAN总线；非接触式智能卡；用户信息管理

0 引言
在如今的高校食堂，由于学生数量庞大，流动性频繁，传统的纸质餐票、现金或基于接触式IC卡技术的消费支付方式存在服务效率不高、便捷性差、管理成本高、卡片易损坏等诸多弊端。高校食堂消费作为学校后勤服务的重要组成部分，如果仍沿用以前传统的消费方式，将动用大量的人力物力，而且管理上会出现很多繁琐的事务，这样不利于高校更好地为广大师生服务以及学校的管理。为了解决这一问题，如今，越来越多的高校采用智能卡技术和网络技术相结合来构建学校的食堂刷卡系统。
非接触式智能卡技术和CAN总线技术都是当今世界科技迅猛发展的产物。智能卡技术广泛的应用于各行业，特别是公共交通、无线通信、身份识别、金融交易和安全防卫等行业；而CAN总线在可靠性、实时性和灵活性方面都有突出的优点。如果将非接触式IC卡技术和CAN总线技术2种热点技术结合起来，开发一套基于CAN总线的高校食堂刷卡系统，对优化广大师生的生活，提高高校食堂管理水平和服务质量，将具有很好的促进作用。

1 系统总体设计
1．1 系统设计原则
根据设计的背景以及系统的设计任务和要求，该系统在研究和设计过程中要遵循4个方面的原则：安全性、可靠性、易用性、易维护性。
1．2 系统主要技术方案选择
本系统设计需要首先确定的主要技术方案有：通信总线的选择、卡片的选择、卡读写操作技术方案的选择。通过充分的比较论证，本系统采用CAN总线来构建系统网络，选用Philips公司设计的Mifarel S50非接触式IC卡作为高校食堂刷卡系统的信息载体，为了提高系统的可靠性、稳定性和兼容性，本系统采用购买北京易火眼公司的YHY502ATG射频卡读写模块来对射频卡进行读写操作。
1．3 系统设计主要器件选择
根据市场情况、开发工具和设计的实际需要，本系统的发卡节点和刷卡节点均选用单片机AT89S52作为主控芯片。考虑到SJA1000支持CAN2．0A／B协议，而PCA82C250可以支持110个CAN节点，并且在国内市场上Philips的产品型号比较多，购买方便，所以选用Philips公司的SJA1000作为CAN控制器以及PCA82C250作为CAN总线收发器。
1．4 系统整体结构
根据系统设计所确定的技术方案，系统整体结构如图1所示。