基于非接触式IC卡的校园“一卡通”系统是IC卡在教育领域的一个重要应用。读卡器是“一卡通”系统中最主要设备之一,读卡器本身一般带有RS-232接口或者标准RS-485接口,可支持构成小范围的总线结构或星形结构的局域网络。但是这种网络的通信距离比较有限,有关的通信协议也比较少,并且一般是孤立于Internet以外的。即使联网,一般也是通过PC机来实现仪器的网络化,往往一个读卡终端就需要配备一台计算机与之相联,这样不仅使用不便,而且代价不菲。本文以解决此类问题为出发点,将嵌入式技术与“一卡通”技术相结合,设计并实现了一个基于以太网的嵌入式网络读卡器,并深入研究了实现过程中涉及到的关键技术,最后还探讨了其应用于“一卡通”系统时的安全性问题。　　 首先,通过对“一卡通”系统在国、内外的应用现状的分析,指出目前“一卡通”应用中网络覆盖范围受限和系统通信实时性差的问题,并提出了将嵌入式技术与“一卡通”技术相结合的解决方法,提出了本课题的主要研究内容和技术路线。　　 其次,分析了本课题所涉及的核心技术。包括智能卡的存储技术、“一卡多用”的原理、非接触式读卡器的物理构造、读写原理,读卡器的网络接口和数据传送方式等智能卡相关的技术,以及嵌入式系统的体系结构、嵌入式处理器、嵌入式操作系统以及嵌入式应用软件的开发技术等。　　 然后,提出了网络读卡器设计方案,详细阐述了网络读卡器的具体实现方法和过程,并深入研究了实现过程中涉及到的一些关键技术。嵌入式控制软件是整个系统的控制核心,包括两个主要的功能模块:串行通信模块和网络通信模块,其中串行通信模块通过串口控制通用读卡器实现对射频卡的读写；网络通信模块实现读卡器与以太网的信息交互。在系统实现过程中,还深入研究了Boot Loader的引导过程,uClinux的裁减和移植、Linux下的串行通信、Linux Socket网络编程等关键技术。　　 接着,基于本课题所设计的网络读卡器,改进了IC卡的信息存储结构,开发了一个IC卡考勤系统。这是对原有“一卡通”系统向非消费领域应用的扩展。　　 最后,还研究了网络读卡器在“一卡通”系统应用时的安全性问题。论文从影响“一卡通”系统安全的几个关键因素出发,提出了在“一卡通”应用的各个环节解决安全隐患的措施,并提出了基于CA认证和防火墙技术的系统安全架构。　　 基于以太网的网络读卡器已在课题研究期间实现,并在实验室局域网环境下得到验证。总体来说,该系统设计方案是可行的,不仅改变了原有“一卡通”系统的组网方式,而且提供了读卡数据的实时传送功能,拓展了读卡器的应用领域,在安全性方面也提供了一定的保障。