基于非接触IC卡自动计时停车收费系统设计开发

    随着国民经济飞速发展．城市汽车数量剧增，停车难问题愈来愈凸现，在增加停车场数量的同时，提高停车场的智能化管理是解决这个问题的关键。本设计开发的自动计时停车收费系统，以非接触IC卡技术为基础．实现了停车场收费管理现代化，它具有效率高、管理科学、安全可靠等特点。 

1 系统整体设计 

    整个系统硬件设备由停车场人口设备、停车场出口设备和发卡设备三部分组成。人口设备和出口设备位于停车场人口和出口单机工作，而发卡设备位于管理中心，由上位机控制。三部分设备的硬件设计和主要功能如表1所示。 

表1 设备硬件组成与功能

    硬件组成上，发卡设备直接由上位机控制，所以无需键盘、LCD模块等硬件，出口设备包含人口设备和发卡设备所有的硬件，它们的设计只需在出口设备硬件基础上去掉相应模块，所以在后面的硬件设计介绍中以出口设备为代表 三种设备的不同功能由软件编程实现，出口程序经过精简和简单的修改可得到人口设备程序，所以在软件设计中主要讨论了出口设备和发卡设备的程序流程。在整个系统中，非接触IC卡是三部分硬件设备相互联系的桥梁，非接触IC卡的读写程序设计是系统实现的关键，本文将重点讨论。

2 IC卡卡内存储空间的分配 

    本设计使用PHILIPS公司的MF1 IC卡，卡内集成1KB的E2PROM，并划分为16个可独立使用的扇区，每个扇区又分为4个16字节的存储块，每个扇区的第4个存储块保存该扇区的密码和访问控制，IC卡中的16个扇区可用于16个不同系统中。本设计使用扇区2，具体存储空间划分：块0的低4个字节存储用户序列号，块1存放存储用户余额，块2低7个字节存放停车起始时间 块3存放两套6字节密码和4宁节访问控制。

3 硬件设计 

3．1出口设备硬件结构 

    出口设备硬件结构如图1所示．AT89C55单片机作为控制器，它片内集成20KB的程序存储器，满足本设计对程序存储器容量的要求：ZLG7289芯片外接4x4的键盘；DS1302为停车计时提供准确时钟；LCD液晶显示各种信息，如按键信息、时间和停车费用等：AT24C256存储用户结算信息：通过RS-232 I亍上位机通信：通过ZLG500对IC卡进行读写操作：MCU通过P1．7端口向挡车闸电机控制器发送开关车闸信号。为充分利用单片机有限的端口，外围设备多采用了具有I2C接口f如AT2,4C256、DS1302)和SPI接1：3(如ZLG7289、ZLG500)的器件。

图1 出口设备硬件示意图

3．2非接触IC卡读写模块ZLG500

    ZLG500负责对非接触IC卡的读写操作。需外接PCB天线。ZLG500模块连接电路如图2所示．传输启动端SS接MCU的外部中断O，MCU和ZLG500之问发送数据，首先由发送方将SS拉低并且在发送结束后将SS拉高，本设计中MCU以下降沿中断触发的方式接收ZLG500发送的数据．并将外部中断O设置为最高优先级，保证第一时间接收到IC卡数据。SCLK为SPI接口的时钟线，总是由MCU产生。SDATA为双向数据线，在数据传输开始前，由数据发送方将SDATA拉低，数据接收方同意接收数据则将SDATA拉高，作为接收响应信号，之后SDATA作为数据传送线。模块自带看门狗，复位端RST可悬空或接低电平。CTRL和BZ接发光二极管和蜂呜。

图2 ZLG500模块电路连接图

3．3 AT24C256存储器存储空间划分 

    采用具有32KB存储容量AT24C256存储收费结算信息。存储空间划分：第1、2字节为出口设备号，第3、4个字节为已打卡数量，第5到第8个字节为收费总金额，后面为用户数据区，每位用户数据由13字节组成．包括4字节用户序列号和2字节消费金额(BCD码1．最多记录5460个用户数据。