基于物联网的公交车收费系统设计

基于物联网的公交车收费系统

一．系统设计

整体设计

公交车收费系统使用Android数据网关，连接无线AP点，通过串口跟控制芯片连接，控制芯片将RFID读卡器的数据通过无线AP发送，对公交卡用户执行开户、充值、余额查询、销户、消费等操作。

系统框图如下：

公交车收费系统的硬件设备主要包括：

(1) Android后台：程序的运行环境，处理获取的卡号，执行相关操作，并显示金

额。

(2) RFID读卡：读卡设备，用于读取IC卡数据。

(3) Wi-Fi模块：通过串口线与高频RFID读卡器相连，将读卡数据通过Socket连接

发送给安卓后台管理程序。

(4) 高频IC卡：用户公交卡。

公交系统数据库的设计

本系统数据库非常简单，在实验室阶段，我们可以只用一个用户表即可完成，简单期间，下表只注册用户姓名，联系电话，如果需要可以添加更多的用户信息，比如年龄，工作单位之

类的。

软件部分：

软件部分功能基本开发完成了

信息查询：

WiFi模块通过tcp/ip跟安卓后台通讯（软硬件交互部分）：

Wifi模块跟单片机的连接：通过USART

ESP8266模块引脚图

通过串口通信的话。模块连线就比较简单了，只需要:

ESP8266 <----->STM32

GND <----->GND

3.3V <----->3.3V

TXD <----->PA3//IO口功能复用，串口收发数据RXD <----->PA2

Wifi模块使用：

ESP8266支持AT指令：

在AT模式下可以通过串口的AT指令对系统参数做配置。指令格式如下：

AT+=<值>

例如：“AT+CWMODE”查询当前模块的WIFI模式。

例如：“A T+CWMODE=3”设置模块WIFI模式为AP+STA模式。

这里是所有支持的AT指令：

ESP8266模块支持三种模式：AP模式，STA和AP+STA模式

我们考虑采用AP模式：即模块作为无线WIFI热点，允许其他WIFI设备连接到本模块，实现串口与其他设备之间的无线（WIFI）数据转换互传。AP模式下包括三个子模式:TCP 服务器、TCP 客户端，UDP

将本模块设置成TCP服务器端的过程：使用AT指令AT+CWMODE=2 设置模块WIFI模式为AP模式AT+RST 重启生效

AT+CWSAP=”myWIfi”,”123456 78”,1,4设置模块的AP参数：SSID为myWifi，密码为12345678，通道号为1，加密方式为：

WPA_WPA2_PSK

AT+CIPMUX=1 开启多连接

AT+CIPSERVER=1,8888 开启SERVER模式，设置端口为

8888

安卓端的TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议

什么是Socket？

Socket是应用层与TCP/IP协议簇通讯的中间抽象层，Socket是一组接口，它把复杂的TCP/IP协议簇的内容隐藏在套接字接口后面，我们无需关心协议的实现，只需使用Socket提供的接口即可。

安卓端创建服务器端的步骤：

1.创建ServerSocket对象，绑定监听端口

2.通过accept（）方法监听客户端请求

3.连接建立之后，通过获取输入流，取得客户端请求信息

4.创建输出流，返回给客户端信息

5.关闭资源

安卓端创建客户端的步骤：

1.创建socket对象，指定需要链接的服务器地址和端口号

2.建立连接后，获取输出流，向客户端发起请求信息

3.获取输入流，读取服务器端反馈的信息

4.关闭相应资源

读卡器部分：

主要内容包括:STM32芯片与RC522模块的通信，RC522模块与IC卡之间的识别过程

RC522引脚图：

1.rc522与单片机的引脚设置：

RC522引脚图

在使用不同类型接口的时候，RC522的引脚作用会不同，在与单片机通信的时候是采用SPI 通信

串行外设接口

因此跟STM32板的接线方式如下：(参看STM32引脚图)

RC522---------stm32

1--SDA <----->PA4 //选通

*2--SCK <----->PB13 //SCK时钟

*3--MOSI<----->PB15 //OI

*4--MISO<----->PB14 //IO

*5—悬空

*6--GND <----->GND

*7--RST <----->PB1

*8--3.3V<----->3.3V

RC522的工作过程：

一．RC522跟单片机的通信：

MFRC522发送与接收卡数据暂存于FIFO缓冲区中

二．对卡的操作

分成四步：寻卡→防冲突→选卡→读/写卡；

使用二次编程的函数接口

（1）寻卡

向FIFO中写入PICC_REQIDL命令，通过PCD_TRANSCEIVE命令将FIFO中数据通过天线发送出去，此时若有卡在天线作用范围内，将识别命令，并返回卡类型,和卡片序列号；

卡类型（TagType）：

0x4400 = Mifare_UltraLight

0x0400 = Mifare_One(S50)

0x0200 = Mifare_One(S70)

0x0800 = Mifare_Pro(X)

0x4403 = Mifare_DESFire