IC卡進(jìn)行汽車(chē)行駛記錄儀的數據傳輸設計

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月21日

　　數據傳輸方案設計 

　　汽車(chē)行駛記錄儀國家標準中對數據作如下描述：“記錄儀應同時(shí)配置以下兩種標準接口；1．USB（通用串行總線(xiàn)）標準接口，建議采用主結構式USB接口；2．標準RS232CD型9針接口。在具備上述通信接口的基礎上，本標準不排除同時(shí)使用其他通信方式的可能性。” 

　　針對以上要求，可以采用如下幾種數據傳輸的方案。 

　　采用串行口的數據傳輸方式，通過(guò)RS232串行口在記錄儀和管理計算機之間建立通信鏈路，直接進(jìn)行數據傳輸。這種傳輸方式容易實(shí)現，而且可靠性高，是汽車(chē)行駛記錄儀國家標準要求的標準配置接口。但每次讀取數據時(shí)都要建立這樣的連接，比較麻煩，而且數據傳輸速度慢，數據讀取不方便。 

　　為提高數據傳輸速度，可以采用USB的傳輸方式，即在記錄儀和管理計算機之間通過(guò)USB連接線(xiàn)建立數據通信鏈路    
。這與RS232串行口相比可以大大提高數據的傳輸速度，但也存在著(zhù)連接麻煩、數據讀取不方便等缺點(diǎn)。 

　　還可以采用IC卡進(jìn)行數據傳輸，將IC卡插入記錄儀，記錄儀自動(dòng)將內部數據轉存到IC卡，通過(guò)讀卡器再將數據讀入管理計算機內。這種方式簡(jiǎn)單、方便、速度快，但每輛車(chē)都要用不同的IC卡，這就需要很多IC卡，這種方式適合一般的單位使用。 

　　隨著(zhù)移動(dòng)存儲技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)存儲（如閃存盤(pán)）的容量越來(lái)越大，一般都在128Mb、256Mb以上，采用閃存盤(pán)進(jìn)行存儲具有速度高、存儲介質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，非常方便管理，是一種很理想的數據傳輸方式。但主結構的USB控制器設計比較復雜，并且要對文件系統（FAT）非常熟悉。 

　　通上以上分析，本文著(zhù)重討論IC卡讀卡器和USB數據傳輸的設計。 

　　IC卡讀寫(xiě)器的設計 

　　如何將AT45D041型IC卡快速讀入計算機，是IC卡讀寫(xiě)器設計的關(guān)鍵。在設計過(guò)程中共開(kāi)發(fā)出兩種讀寫(xiě)器，串行接口讀寫(xiě)器和并行接口讀寫(xiě)器。 

　　1 串行接口讀寫(xiě)器的設計 

　　如圖1所示，IC卡經(jīng)由單片機與計算機進(jìn)行數據交換，計算機通過(guò)串行口，經(jīng)電平變換后與單片機進(jìn)行通信，單片機根據計算機發(fā)出的指令再對IC卡進(jìn)行操作。這種思路設計出的電路相對比較復雜，單片機編程的工作量較大，最大的缺陷是IC卡的數據讀寫(xiě)速度慢，無(wú)法在較短的時(shí)間里將大量的數據讀入計算機中。 

　　串行接口讀寫(xiě)器最高可以工作在115200b/s的傳輸速率下。串行接口讀寫(xiě)器還可以通過(guò)COM-USB轉換器，升級為USB型讀寫(xiě)器，其讀寫(xiě)速度與串行接口讀寫(xiě)器相同。 

　　2 并行接口讀寫(xiě)器的設計 

　　并行接口讀寫(xiě)器的原理如圖2所示。并行接口讀寫(xiě)器與計算機的打印口連接。AT45D041型IC卡通過(guò)總線(xiàn)驅動(dòng)器74LS245與計算機進(jìn)行數據交換，計算機直接對IC卡進(jìn)行操作。根據這一思路設計的讀寫(xiě)器具有硬件結構簡(jiǎn)單、成本低、讀寫(xiě)數據速度快等優(yōu)良性能，適合大量數據的讀入。 

　　打印口是計算機的標準配置接口，也稱(chēng)并行接口（LPT）。主機通過(guò)打印適配器往并行接口LPT可以發(fā)出5種命令，即數據寫(xiě)入命令、數據讀出命令、控制字寫(xiě)入命令、控制字讀出命令和狀態(tài)字讀出命令。一般數據口地址為378H（PRT1），狀態(tài)口地址為379H（PRT2），控制口地址為37AH（PRT3）。打印口不僅用于和計算機相連，利用它還可以和主機進(jìn)行多種并行通信。  

　　USB數據傳輸的設計 

　　USB接口有數據傳輸速度快、連接簡(jiǎn)單、兼容性好等特點(diǎn)。汽車(chē)行駛記錄儀國家標準考慮到RS232接口使用的普及性和USB接口的先進(jìn)性，規定了同時(shí)使用這兩種接口實(shí)現數據通信。 

　　在USB數據傳輸的設計方案中采用PDIUSBD12芯片作為USB控制器。PDIUSBD12完全符合USB1.1版規范；同時(shí)它還符合大多數器件的分類(lèi)規格；還適用于許多外設，如打印機、掃描儀、外部的存儲設備和數碼相機等，它使得當前使用SCSI的系統可以立即降低成本。 

　　單片機直接讀寫(xiě)閃存盤(pán)，可以實(shí)現便攜設備或者嵌入式系統的外掛式海量存儲。這一技術(shù)的核心是USB-HOST技術(shù)，FAT文件系統規范的實(shí)現，海量存儲協(xié)議的實(shí)現以及USB批量傳輸方式的實(shí)現，涉及到的協(xié)議眾多，技術(shù)難度非常高。 

　　在如圖3所示的設計方案中，USB接口芯片采用的是Cypress公司的USB-HOST接口芯片SL811,該芯片支持USB1.1協(xié)議、價(jià)格低、性能突出且可靠性高。文件系統采用FAT格式，可以兼容Windows 98和Windows 2000/XP。對于大多數廠(chǎng)家生產(chǎn)的閃存盤(pán)都可以成功存取。  

　　電路設計中的注意事項 

　　為了提高電路的可靠性和EMI特性，在電路板設計和布線(xiàn)的過(guò)程中應注意以下一些規則：在電源、地線(xiàn)之間加上去耦電容；盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度，最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬；信號線(xiàn)布在電（地）層上；在大面積的接地（電）中，常用元器件的引腳與其連接，對引腳的處理需要進(jìn)行綜合的考慮；布線(xiàn)設計完成后，需檢查布線(xiàn)設計是否符合設計者所制定的規則，同時(shí)也需確認所制定的規則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求。 

　　方案驗證 

　　該設計方案已經(jīng)在北京吉富通電子技術(shù)研究所生產(chǎn)的JJLY-03型汽車(chē)行駛記錄儀、JJLY-05型智能汽車(chē)行駛記錄儀（GPS記錄儀）和JJLY-06型多功能汽車(chē)行駛記錄儀（GPS-GPRS記錄儀）等產(chǎn)品上得到應用。經(jīng)驗證，該方案可以滿(mǎn)足汽車(chē)行駛記錄儀對數據傳輸的要求，極大的提高了數據傳輸的速率和可靠性。