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    引言

    在信用卡應用不到半個世紀，支付方式又將經歷一次歷史性的變革——基于無線通信技術上的移動支付方式的出現，使支付形式徹底擺脫空間上的一切束縛，不但廣泛而便捷地應用在固定交易場所；而且可以實現移動過程中的支付功能，從而為消費者創造了更靈活、更親切的消費環境，實現了錢包的電子化、移動化，是一種全新的支付手段。

    目前，世界各國都在積極研究這項新興的移動支付系統，澳大利亞和芬蘭已經率先推出了商用模式，廣東省也在國內第一個推出了商用的移動支付系統，移動用戶可以通過他們的手機購買地鐵票、可樂、零食等商品。據統計，移動終端將在三至五年內將成為廣泛使用的支付工具，然而這種新興的支付方式，還不能提供消費者票據憑證，這不符合中國人目前的消費觀念，人們急待一種能夠獲取票據憑證的方法來完善這一新興的支付方式，基于這種狀況研制開發無線POS 打印終端系統就很有必要。

    1 系統總體方案的設計

    系統總體框圖如圖 1 所示： 

     統組成說明：主控CPU 采用Z-WORLD 公司的RABBIT3000，SRAM 采用CYPRESS 公司的CY62128，FLASH 采用SST 公司的SST39VF020，打印機采用GPRINTER 公司的GP－7635，GPRS模塊采用西門子公司的MC35，CPU 內嵌TCP／IP 協議棧。

    系統整體框架如下，為了控制整個系統穩定運行，系統需要一個微處理器，為了打印出一張憑證，系統需要一個微型打印機。因為系統需要通過無線的方式接入Internet，所以該系統還需要一個無線通信模塊，該通訊模塊可以接入Internet，選用GPRS 通信模塊或者CDMA 通訊模塊。為了接入Internet，僅僅有一個通訊模塊還不行，還需要遵循Internet 的共有通信協議。這樣改系統有好幾種組合方式，本系統選用內嵌TCP／IP 協議棧的CPU。采用MCU 及固化了TCP／IP 協議的芯片組成應用系統的核心，應用系統可以直接上網，硬件電路相對簡單。該方案具有如下優點；①不依賴PC 機或高檔單片機，真正實現8 位單片機系統直接接入Internet，整個系統完全自給自足；②使用外圍器件少，系統成由低。

    2 軟件層次結構

    程序中的所有代碼都是由C 語言編寫的，并采用分層的結構，從底到上分別為：串口驅動層、GPRS 模塊驅動層、PPP 協議層、IP 協議層、UDP 協議層與應用層。上層函數的實現需要應用到底層函數，而底層函數的任務就是為上層函數提供服務，最終完成應用層任務——傳送數據。各層的主要函數如圖2 所示： 

    2．1 驅動程序編寫

    首先是串行口驅動層。它實現打開串口（OpenComm）、關閉串口（CloseComm）、讀串口數據（ReadComm）、寫串口數據（WriteComm）等函數。例如 WriteComm 函數向串口發送一個字節的數據，而transmit 函數向串口發送一個字符串的數據。

    然后，在這些串口函數的基礎上編寫GPRS 模塊的驅動函數。微控制器通過串行口控制GPRS模塊，進行撥號、設置等操作。控制的方法是采用AT 命令。在控制GPRS 模塊撥打移動夢網GGSN的登錄號碼“*99**1#”之后，GPRS 模塊就轉入在線模式（0n－Line）。此時微控制器向串行口發送的所有數據都透明地傳送給了GGSN ，同樣GGSN 的回答也傳回單片機的串行口。當數據傳送完成后，微控制器需要通知 GPRS 模塊結束會話，并從在線模式轉口普通的命令模式，這可以通過置高DTR 線完成。同時，如果線路由于異常斷開，CD 線會回復到平常的低電平，所以處于在線模式下也要不斷檢測CD 線是否處于高電平。根據這些操作，可以編寫GPRS 驅動函數：初始化GPRS模塊函數（GPRSInit）、撥號函數（GPRSDial）、斷開連接函數（GPRSHangup）、檢測是否處于在線狀態函數（GPRS0nline）。

    這些底層的驅動函數將會使上層協議的編寫很方便，更重要的是，它為我們提供了一個驅動抽象層。當底層硬件做出改動的時候，只需要對底層的驅動函數進行改動，而上層函數的代碼不變。

    2．2 PPP 協議的實現

    由于移動夢網的GGSN 與GPRS 模塊通信時遵循PPP 協議，所以要在微控制器中也實現一部分PPP 協議才能與之對話。GPRS 模塊在撥號后首先要與GPRS 網關進行通信鏈路的協商，即協商點到點的各種鏈路參數配置。協商過程遵守LCP（link Control Protocol）、PAP （Password AuthenticationProtocol）和IPCP（Internet Protocol Control Protocol）等協議。其中 LCP 協議用于建立、構造、測試鏈路連接；PAP 協議用于處理密碼驗證部分；IPCP 協議用于設置網絡協議環境，并分配IP 地址。

    協商機制用有限狀態機的模型來實現。一旦協商完成，鏈路已經創建，IP 地址已經分配就可以按照協商的標準進行IP 報文的傳輸了。根據應用的不同，IP 報文中可以攜帶UDP 報文，也可以是TCP或ICMP 報文。數據傳輸完成之后，微控制器會向GGSN 發送LCP 的斷開連接報文，以終止網絡連接。

    PPP 協議的幀結構如圖3 所示。微控制器的串口中斷接收程序首先以包起始和結束符來判斷是否有完整的PPP 包，并對PPP 包的內容進行校驗；以確定數據包的完整性和正確性。然后，在主循環中進入PPP 報文解析模塊，解析過程如圖4 所示。 

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