原创 基于NetBox的金融税控收款机的设计与实现

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来源：电子设计应用   作者：李永清 蔡伯根

摘  要：本文介绍了一款基于嵌入式网络模块NetBox的金融税控收款机的设计与实现方案，并对其软硬件系统进行了详细说明。该款金融税控收款机同时具有收款、金融POS、税控和商品管理功能。
关键词：金融税控收款机；NetBox；VFD；税控IC卡

引言
    现有的税控收款机不能直接受理银行卡业务，如果要受理银行卡业务，必须用另外的POS机进行，这使银行POS、收款及税控机不能资源共享，无法实现有效控税。随着银行卡交易数量的不断增加，研制生产一款同时具有金融POS、税控、收款和商品管理功能的银税共享POS机将拥有巨大的市场需求。本文介绍了一款基于NetBox的金融税控收款机的设计方案，它不仅集上述各功能于一体，还具有良好的网络通讯功能。

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图1  基于NetBox的金融税控收款机的系统框图

图2  金融税控收款机的软件系统框图

系统总体方案
    金融税控收款机由显示系统、打印系统、中央主处理器(NetBox)、内部从机处理器、专用税控接口、磁条卡阅读接口、键盘、MODEM和通信接口等几部分组成，系统框图如图1所示。

    NetBox主要完成交易数据的计算、记录、存储、加密和对外设进行控制等功能，并将结果传给显示部件和打印机进行显示和打印。系统用到两台打印机，一台针式打印机专用于打印发票；另一台热敏打印机用于打印小票、银行签购单和统计信息等。IC卡读卡接口电路可以将报税的相关数据写在IC卡上，由纳税户交到税务机关报税。MODEM通过PSTN网可以与银行系统相连传输金融数据，也可以与税务系统相连进行报税。系统预留了两个串口和一个以太网接口，可以进行外设的扩展及与网络互连。

嵌入式网络模块NetBox
    嵌入式网络模块NetBox是基于Intel的高性能32bit嵌入式微处理器386EX的单板计算机，其软件与其他X86微处理器保持一致。NetBox板上配置了多种通讯接口，包括以太网10BASE-T接口、标准RS232C及可扩展的RS422/RS485接口等。NetBox设有高性能Flash文件系统，用于存储应用程序及数据，并可直接用DOC2000通用电子盘扩展存储容量。NetBox提供对各种矩阵键盘、小型LCD显示器的直接连接支持。另外，NetBox还具有完善灵活的精简总线接口MXI，可以用该接口来扩展各种与应用相关的
接口电路。

多串口扩展
    NetBox对外提供的接口是MXI精简扩展总线接口。虽然NetBox提供两个标准的RS232串口，但是金融税控收款机的外设(如手写板、密码键盘等)一般都是基于RS232的串行通信，而且系统还要预留两个RS232串口，所以必须进行串口的扩展。系统采用通用的16C554和16C552进行扩展，由MXI总线接口扩展成6个通用异步通信接口和1个CENTRONICS并口。这6个通用异步通信接口经过电平转换后，形成标准的RS232串口，可以直接连接金融税控收款机的各种外设；而CENTRONICS并口可以接针式打印机，用以打印发票等单据信息。

调制解调器
    在金融税控收款机上“刷卡”并输入有关业务信息(交易种类、交易金额、密码等)，由金融税控收款机通过Modem拨号，将加密数据发送到PSTN网上，送达银行信用业务主机，主机进行相应处理后，向金融税控收款机返回处理结果，从而完成一笔交易。这就要求数据传输具有较高的质量和较好的实时性、保密性和安全性。根据这种特殊要求，金融税控收款机的MODEM采用Zilog公司的Z02922。这是一款集成数据泵和接口AFE的单芯片MODEM，它支持V.29快速握手，数据传输兼容低速的CCITT V.22bis、V.22和V.23等多种数据通信协议标准，直接支持HDLC同步传输协议通信。NetBox通过MXI总线接口与Z02922的并行接口通信，发送命令与读取状态，用扩展出的通用异步口发送和接收数据。

内部单片机电路
    金融税控收款机的电子锁、VFD(真空荧光显示屏)/数码管、蜂鸣报警器和磁卡阅读等外设不直接由NetBox的MXI精简扩展总线接口进行控制，而是采用1片W78E516单片机作为内部从机，对上述外设加以控制和驱动。W78E516的全双工串口能通过16C554扩展出的通用异步通信接口与NetBox进行信息交流。

IC卡接口电路
    IC卡接口电路包括对税控IC卡和用户IC卡(金税工程的要求)的驱动，采用WatchCore进行。WatchCore是握奇公司为了方便各种嵌入式设备与IC卡的通讯开发而推出的一款IC卡读写芯片。在本系统中，WatchCore作为IC卡的接口电路，驱动双IC卡，通过16C554扩展出的通用异步通信接口与NetBox进行通信。

客户显示驱动电路
    客户显示采用8位数码管显示与8位VFD显示并存的方式，以满足市场的不同需求。传统的数码管显示采用MAX7219进行驱动，而VFD采用NEC的D16312进行驱动。这两者都是SPI接口，由内部单片机的通用I/O口进行模拟通信。

软件系统
    NetBox利用现有PC上的BC3.1作为开发工具。金融税控收款机的软件运行于DOS环境下，由两个独立存在的可执行程序组成，分为四个大的功能模块：商业收款模块、银行POS功能模块、税控功能模块和通信模块，如图2所示。

    商业收款作为系统主控制模块，调用和管理银行POS功能以及税控功能。在物理上，商业收款和税控模块是一个应用程序，银行POS模块是单独的可执行体。系统主控程序通过系统调用方式执行银行业务功能，银行POS应有的机具初始化功能转由系统完成，不再从属于银行POS模块。涉及交易业务的功能由系统主程序自动调用或以功能键中断方式启动。在逻辑上，主控程序常驻主存，银行程序作为另一进程按需要驻留主存。主控程序向银行程序传递参数采用文件方式，即被调程序启动后检查特定文件，根据文件内数据决定执行功能和参数。税控与银行POS之间不直接发生联系，通过主控程序传递必要参数。通信模块程序包括TCP/IP协议、对MODEM的控制与通信程序以及通用RS232串口通信程序等，这些由主控程序根据实际情况调用。

结语
    基于NetBox的金融税控收款机性能稳定，成本较低。但是，由于金融税控收款机涉及到银行、银联、商户、税务等各个部门，同时又与国家的“金税”和“金卡”双金工程有着密切的联系，要想成功地推广应用，除了政府主管部门的推动、产业界的动力和税务部门的支持外，还需要社会各界的理解、纳税用户观念的转变以及法律体制的完善。

参考文献
1 NetBox网络模块用户手册.英创信息技术有限公司， 2002
2 张毅刚，彭喜源等.  MCS-51单片机应用设计. 哈尔滨工业大学出版社，1997
3 陆永宁.  IC卡应用系统. 东南大学出版社，2000