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作为一种简捷高效的信息管理方式,近年来,校园“一卡通”系统在国内得到了广泛的应用。然而,由于使用普通PC作为控制终端,国内现有的校园“一卡通”系统中,或多或少都存在一些应用上的困难。而与此同时,Linux在作为微控制领域的嵌入式操作系统这方面得到了很大的发展。相比其它的嵌入式操作系统,嵌入式Linux具有免费开放源代码、完善的网络支持、丰富的网络软件资源等优点。
正是在这样的背景下,本文着眼于本校校园“一卡通”系统的改造,从嵌入式Linux的应用研究出发,使用嵌入式终端代替普通PC,设计并实现了基于嵌入式平台的“一卡通”电子支付系统的远程管理平台,并深入研究了实现过程中涉及到的一些关键技术。
首先,分析了远程管理平台相关功能模块的功能和设计目标,比较了相关技术的优缺点,以嵌入式Web服务器为核心,采用新颖的B/S(Browser/Server)架构,确定了基于嵌入式平台的“一卡通”电子支付系统的远程管理平台的最终设计方案。
然后,介绍了基于嵌入式平台的“一卡通”电子支付系统的嵌入式终端所选用的嵌入式处理器S3C4510B,S3C4510B基于ARM7TDMI核,是使用最广泛的ARM系列处理器之一。还分析了嵌入式终端使用的基于S3C4510B的开发板的相关硬件单元。
接着,研究了基于嵌入式平台的“一卡通”电子支付系统的嵌入式终端所选用的嵌入式操作系统uClinux,uClinux是专门针对无MMU(内存管理单元)处理器设计的一种嵌入式Linux版本,目前无MMU的中低档嵌入式处理器使用相当普遍,因此对uClinux操作系统的研究具有很大实用价值。文中就uClinux的小型化方法、内存管理、进程管理等内容与标准Linux进行了对比分析,并深入剖析了uClinux的特点和原理,分析了uClinux的开发模式、使用方法,实现了一个用于下载映像文件到Flash的下载程序。
最后,详细阐述了系统工作原理和具体实现方法和过程,并对其中所使用的一些关键技术进行了深入的研究,如网络通信、串口通信、嵌入式Web服务器、CGI、HTML等等。系统组成分为四个主要模块:串行通信模块、网络通信模块、嵌入式Web服务器、用户界面。串行通信模块主要实现嵌入式终端与读卡器之间的串行通信。网络通信模块基于一个自定义的用户协议,处理所有嵌入式终端与远程服务器之间的通信,在嵌入式终端中既可以被上层的用户服务程序调用,同时也为远程管理平台提供支持。嵌入式Web服务器模块是整个监控系统的核心,远程用户通过浏览器与嵌入式Web服务器进行数据交互,实现对嵌入式终端的远程管理。用户界面模块主要为远程用户提供一个良好的监控管理操作环境,界面设计主要依靠HTML和JAVAScript实现,在这部分内容中主要研究了如何使用多框架网页技术解决网页数据更新的问题。
基于嵌入式平台的“一卡通”电子支付系统的远程管理平台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,该系统具有一定的实用价值,同时对于其它领域即将采用嵌入式Linux设计的远程管理系统来说也是一个非常好的范例。