目 录
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1 绪 论.................................................................................................................................... 1
1.1 研究背景与意义 .......................................................................................................... 1 1.2 国内外发展现状 .......................................................................................................... 2
2 收款保险箱总体设计方案 ............................................................................................ 4
2.1 功能需求分析 .............................................................................................................. 4 2.2 硬件整体框图及设计方案 .......................................................................................... 5
2.2.1 嵌入式系统的开发流程 .................................................................................... 5 2.2.2 硬件的整体设计 ................................................................................................ 7 2.3 软件整体架构及设计方案 .......................................................................................... 8
2.3.1 GUI界面的设计方案......................................................................................... 9 2.3.2 嵌入式数据库的设计方案 .............................................................................. 10 2.3.3 应用软件的设计方案 .......................................................................................11 2.4 本章小结 .................................................................................................................... 12
3 收款保险箱硬件系统设计 .......................................................................................... 13
3.1 系统的硬件组成 ........................................................................................................ 13 3.2 核心电路设计 ............................................................................................................ 13
3.2.1 微处理器模块 .................................................................................................. 14 3.2.2 电源管理模块 .................................................................................................. 14 3.2.3 实时时钟模块 .................................................................................................. 15 3.2.4 存储模块 .......................................................................................................... 16 3.2.5 显示模块 .......................................................................................................... 16 3.2.6 IC卡模块 .......................................................................................................... 17 3.2.7 外部扩展模块 .................................................................................................. 18 3.3 本章小结 .................................................................................................................... 19
4 收款保险箱系统软件平台设计................................................................................. 20
4.1 收款保险箱系统软件平台的组成 ............................................................................ 20 4.2 软件平台的开发流程 ................................................................................................ 21 4.3 Linux操作系统在AT91RM9200上的移植分析 ..................................................... 21
4.3.1交叉开发环境的建立 ....................................................................................... 21 4.3.2 Bootloader的开发设计 .................................................................................... 21 4.3.3 Linux内核的定制 ............................................................................................ 24 4.3.4 根文件系统的建立 .......................................................................................... 26
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西安科技大学硕士学位论文
4.4 GUI图形界面的设计与开发..................................................................................... 27
4.4.1 MiniGUI的功能特点 ....................................................................................... 28 4.4.2 MiniGUI的优势 ............................................................................................... 29 4.4.3 MiniGUI图形界面的开发 ............................................................................... 30 4.5 嵌入式数据库的设计与开发 .................................................................................... 31 4.6 本章小结 .................................................................................................................... 32
5 收款保险箱应用软件设计 .......................................................................................... 33
5.1 应用软件的模块化设计 ............................................................................................ 33
5.1.1 前台设计(ARM平台) ..................................................................................... 33 5.1.2 后台设计(网页浏览) ....................................................................................... 38 5.2 收款保险箱的工作流程 ............................................................................................ 40
5.2.1 前台工作流程 .................................................................................................. 40 5.2.2 后台工作流程 .................................................................................................. 41 5.3 本章小结 .................................................................................................................... 43
6 收款保险箱系统联合调试 .......................................................................................... 44
6.1 系统硬件调试 ............................................................................................................ 44 6.2 系统软件调试 ............................................................................................................ 45 6.3 系统联合调试 ............................................................................................................ 45 6.4 调试结果 .................................................................................................................... 46 6.5 本章小结 .................................................................................................................... 49
7 结 论.................................................................................................................................. 50 致 谢 ...................................................................................................................................... 51 参考文献 ............................................................................................................................... 52
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1 绪论 1 绪 论
1.1 研究背景与意义
在大型超市、百货商场、大规模收费站、宾馆、医院等场所中涉及到现金交易，如果不采取某种物力，而专门靠人力来清点、核实现金、存储钞票，难免会出现工作效率极低、现金流失等严重问题。针对这些问题，目前市场上已经普遍存在着一些收款设备，如银行自动取款机ATM和POS收款机。
ATM是一种精密且智能的机电一体化设备，使用磁卡或智能IC卡储存用户信息，并通过加密键盘(EPP)输入密码，然后通过银行内部网络验证并进行各种交易的金融自助设备。由于手续程序减少可以减轻业务员的工作负担，有效地提高了整体的工作效率和精确度，为大家提供了安全便捷的金融服务。ATM的功能包括：存款、取款、余额查询、转账、打印凭条、修改密码等基本功能；有些多功能ATM还提供存折打印、账单打印、支票存款、信封存款、缴费、充值等一系列便捷服务。据了解，购买一台ATM自动取款机大约需要20多万元。因此，在超市、百货商场、医院和宾馆等场所前台使用自动取款机存储现金需要投资大量的成本。
为了降低成本，POS收款机是更佳的选择。目前市场上普通的POS收款机一般是2000元左右，功能好点的POS收款机需要5000元左右。因此，相对于ATM自动取款机的成本，POS收款机是个更佳的选择。POS收款机是指通过自动读取设备（如收银机）在销售商品时直接读取商品销售信息（如商品名、单价、销售数量、销售时间、销售店铺等），并通过通信网络和计算机系统传送至有关部门进行分析加工以提高经营效率的系统。POS收款机早期应用于零售业，以后逐渐扩展至其它如金融、旅馆等服务行业，POS收款机使用范围也从企业内部扩展到整个供应链。但是，POS收款机存在的一个很大的缺点就是安全性很低，钱箱内的钱很容易被取出来。目前，在超市、宾馆、大型收费站等场所的前台经常会碰到许多现金流失和被盗等问题。现金流失是企业内部人为失误或者通过其它手段进行偷取金钱。在百货商场、超市、宾馆等场所柜台前的POS收款机里的现金被盗是常有的事。这些现象都是安全性不高导致的后果。
通过比较ATM自动取款机和POS收款机的优缺点，从经济和性能的角度分析，目前国内外市场上缺少一款既能降低成本，又能保证存款安全可靠的收款设备。针对此
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西安科技大学硕士学位论文
空缺，本文提出一种低成本、高可靠、高性能的收款系统，即收款保险箱系统。
本文提出的收款保险箱系统与传统的保险箱有着本质的区别。传统的保险箱是一个带有密码保护的存放容器，主要来存储现金和资料等贵重物品，它侧重防盗方面。而本文的收款保险系统是一个具有安全功能的收款系统，主要用来存储现金和凭条打印等，它侧重防止现金流失和核实现金方面。它具有收钞、验钞、存储钞票、打印凭条和网页浏览等基本功能，它具有低成本和高可靠性等优点，为国内外现金交易量大的场所解决了现金核实和现金流失等问题，弥补了金融设备在市场上的空缺。
1.2 国内外发展现状
收款保险箱系统这个概念在国内外比较新颖。从它的外围设备主要可以划分为：收钞机、打印机、LCD触摸屏、IC卡等。从各个模块独立开来考虑在国内外的技术现状都比较成熟。本文把各个模块综合起来，设计出一款成本低、小型化、高性能、可靠性高、操作方便的收款保险箱系统，这将是未来国内外发展的趋势。
为了研究收款保险箱系统，可以从一些功能相似的金融收款系统进行分析。针对此类平台，国内外的研究一般采用嵌入式系统。比如：以8/16位单片机为主的低端机；以ARM7不带操作系统的中端机或以ARM7+uCLinux为主的中高端机；以PC机组成系统控制部分的高端机；以ARM9带操作系统为主的中高端机等[1]。这几种机型都有明显的优缺点：
(1) 以8/16位单片机为主的低端机尽管硬件成本最低，但是由于处理器性能的局限性，速度慢，功能有限，而且随着32位处理器的应用不断增多而使32位处理器的成本越来越低，导致8/16位单片机的价格优势不断减少；另外，由于单片机能使用的存储器容量较小，不利于大量数据的存储；同时，此机型的液晶显示器大多采用点阵式，不能采用图形显示器；而且低端机一般无操作系统，没有统一的编程接口，开发者需要自己编程并直接对硬件进行操作，无法编写通用的程序，因此，需要投入大量的维护成本和时间。
(2) 以ARM7不带操作系统的中端机或以ARM7+uCLinux为主的中高端机尽管硬件成本适中，但是该类机子不带操作系统或者大多采用没有内存管理的uCLinux操作系统，一方面稳定性差，另一方面也不容易写出通用的应用软件；而且ARM7处理器速度不够快，很难适应某些速度要求高的场合。
(3) 以ARM9带操作系统为主中高端机，ARM9处理器频率可达180MHz，这样其运算速度不仅比单片机有了飞跃性的提升，而且也比ARM7快很多。另外，由于ARM9自带DRAM控制器，内置更大的Cache缓存，并采用五级流水线模式，因此，使该类
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