一種巡檢式無線射頻讀卡器的制造方法
【專利摘要】本新型公開了一種巡檢式無線射頻讀卡器，包括：主處理器；多個從處理器，與所述主處理器分別相連，每個從處理器與一個地址列表或地址范圍相關(guān)聯(lián)，該地址列表或地址范圍用于指示至少一個待識別標(biāo)識卡的地址；多個無線射頻模塊，每個無線射頻模塊與一個從處理器相連，同時，與位于上述地址列表或地址范圍內(nèi)的至少一個待識別標(biāo)識卡通過無線射頻方式相連。本新型所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標(biāo)識卡的并發(fā)識別數(shù)，而且通過主、從處理器的協(xié)同工作，可以簡化對大量標(biāo)識卡的管理。
【專利說明】一種巡檢式無線射頻讀卡器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及計算機(jī)信息處理及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種巡檢式無線射頻讀卡器。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機(jī)信息處理及通信技術(shù)已滲透到各行各業(yè)，在礦井作業(yè)中為保護(hù)作業(yè)人員的生命安全起到了巨大的作用，其中一個典型設(shè)備就是讀卡器。讀卡器是井下人員定位系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，為在井下的惡劣環(huán)境中定位和跟蹤工作人員提供了極大的便利。現(xiàn)有的讀卡器都是通過不斷接收井下作業(yè)人員所攜帶的標(biāo)識卡發(fā)射的無線信號來確定井下作業(yè)人員的位置及活動區(qū)域，在人員并發(fā)量較大的情形下，會由于多個標(biāo)識卡發(fā)射的信號間的相互干擾導(dǎo)致較高的漏讀率，因此并發(fā)識別數(shù)量一般限定在100 (10的2次方數(shù)量級)，這在很大程度上限制了讀卡器的使用。為了識別更多作業(yè)人員，通常需要配備大量的讀卡器，不僅成本急劇增加，而且要對這些相互獨(dú)立的大量讀卡器進(jìn)行管理也是非常困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服以上問題，本實(shí)用新型提出了如下技術(shù)方案:
[0004]一種巡檢式無線射頻讀卡器，其特征在于，包括:
[0005]主處理器；
[0006]多個從處理器，與所述主處理器分別相連，每個從處理器與一個地址列表或地址范圍相關(guān)聯(lián)，該地址列表或地址范圍用于指示至少一個待識別標(biāo)識卡的地址；
[0007]多個無線射頻模塊，每個無線射頻模塊與一個從處理器相連，同時，與位于上述地址列表或地址范圍內(nèi)的至少一個標(biāo)識卡通過無線射頻方式相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述地址列表或地址范圍存儲在每個所述從處理器內(nèi)部的存儲裝置中，
[0009]或者
[0010]所述地址列表或地址范圍存儲在每個所述從處理器外部的存儲裝置中。
[0011]進(jìn)一步地，所述主處理器與從處理器之間通過高速總線相連。
[0012]進(jìn)一步地,所述高速總線是SPI總線。
[0013]進(jìn)一步地，主處理器通過有線或無線方式與上位機(jī)相連。
[0014]進(jìn)一步地，所述有線方式包括RS485或TCP/IP，所述無線方式包括藍(lán)牙或WiFi。
[0015]進(jìn)一步地，所述主處理器和/或從處理器為單片機(jī)。
[0016]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)為ARM系列單片機(jī)或51系列單片機(jī)。
[0017]進(jìn)一步地，所述無線射頻模塊包括支持RFID雙向通信的射頻芯片。進(jìn)一步地，所述射頻芯片為NRF24L01芯片。
[0018]進(jìn)一步地，當(dāng)從處理器的數(shù)量超出主處理器的IO端口處理能力時，在所述主處理器與所述多個從處理器之間連接至少一個多路模擬開關(guān)，進(jìn)行端口復(fù)用。進(jìn)一步地，所述多路模擬開關(guān)為⑶4067多路模擬開關(guān)。
[0019]本實(shí)用新型所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標(biāo)識卡的并發(fā)識別數(shù)，而且通過主、從處理器的協(xié)同工作，可以簡化對大量標(biāo)識卡的管理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例所述的巡檢式無線射頻讀卡器的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2是從處理器的示例性處理流程圖；
[0022]圖3是主處理器的示例性處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0024]圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式所述的巡檢式無線射頻讀卡器的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施例所述的無線射頻讀卡器100包括:主處理器101 ;多個從處理器102a、102b、……102η，分別與所述主處理器101相連；多個無線射頻模塊103a、103b、……103η,每個無線射頻模塊與一個從處理器相連。所述主處理器和從處理器可以選用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種實(shí)現(xiàn)，例如二者都可以以單片機(jī)方式實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例優(yōu)選ARM系列和51系列單片機(jī)，所述主處理器與從處理器之間通過高速總線傳輸數(shù)據(jù)，例如SPI總線，所述無線射頻模塊具有雙向無線射頻通信功能，例如可以通過支持RFID雙向通信的NRF24L01芯片實(shí)現(xiàn)其核心的通信功能。
[0025]每個從處理器與一個地址列表或地址范圍相關(guān)聯(lián)(圖中未示出)，該地址列表或地址范圍用于指示至少一個待識別的標(biāo)識卡的地址。地址列表包括一個或多個待識別標(biāo)識卡的地址，而地址范圍則僅包括 一個起始地址和一個終止地址，位于該起始地址和終止地址范圍內(nèi)的所有地址都是該從處理器負(fù)責(zé)識別的范圍。
[0026]主處理器或上位機(jī)可以事先為每個從處理器分配地址列表或地址范圍，然后每個從處理器將其保存在自身的存儲空間中；當(dāng)然，也可以在從處理器外部維護(hù)所述地址列表或地址范圍，然后從處理器在需要時實(shí)時從外部讀取。
[0027]每個無線射頻模塊與一個從處理器相連，在該從處理器的控制下對位于上述地址列表或地址范圍內(nèi)的標(biāo)識卡進(jìn)行狀態(tài)輪詢，并將每次獲得的狀態(tài)數(shù)據(jù)返回該從處理器。每個無線射頻模塊對標(biāo)識卡進(jìn)行狀態(tài)輪詢的具體方式參見圖2所示的示例性流程圖。在該示例中，以地址范圍為例進(jìn)行說明，另外，為了指示從處理器是否已完成對其相關(guān)地址范圍內(nèi)的標(biāo)識卡的巡檢操作，可以為每個從處理器賦予一個“巡檢完成標(biāo)志位”來指示其操作狀態(tài)，例如以O(shè)表不尚未完成巡檢，以I表不已經(jīng)完成巡檢。
[0028]接下來詳細(xì)描述狀態(tài)輪詢的具體流程。上電或復(fù)位后，首先將待巡檢的目標(biāo)地址設(shè)置為所述地址范圍中的起始地址(即最小地址)，并將“巡檢完成標(biāo)志位”復(fù)位為O ;然后，無線射頻模塊向上述目標(biāo)地址發(fā)送無線信號，如果地址與該目標(biāo)地址相同的標(biāo)識卡收到該無線信號，則向所述無線射頻模塊發(fā)送應(yīng)答信號；如果無線射頻模塊收到該應(yīng)答信號則表示具有該目標(biāo)地址的標(biāo)識卡位于讀卡器的有效讀取范圍內(nèi)，于是將該目標(biāo)地址記錄下來；如果沒有收到應(yīng)答信號則表示相應(yīng)標(biāo)識卡不在讀卡器的有效讀取范圍內(nèi)，此時不記錄該目標(biāo)地址；也就是說，此處是通過僅記錄在有效讀取范圍內(nèi)的標(biāo)識卡的地址來反映標(biāo)識卡的狀態(tài)，當(dāng)然也可以通過其他方式來記錄標(biāo)識卡的狀態(tài)信息，此處不再贅述。到目前為止，對一個地址的巡檢已經(jīng)完成，接下來，將當(dāng)前的目標(biāo)地址加I得到下一個目標(biāo)地址，然后按照與上面相同的方式對這個新的目標(biāo)地址進(jìn)行巡檢，直至所述地址范圍內(nèi)的所有地址被檢測完畢?？梢酝ㄟ^以下方式來判斷是否所有地址被檢測完畢，即判斷當(dāng)前新的目標(biāo)地址是否大于所述地址范圍的終止地址(最大地址)，如果是，則表示已完成對所有地址的檢測，此時將“巡檢完成標(biāo)志位”置位為1，巡檢結(jié)束，前面記錄下來的地址即構(gòu)成該地址范圍內(nèi)標(biāo)識卡的狀態(tài)數(shù)據(jù)；否則繼續(xù)對該新目標(biāo)地址的檢測。
[0029]以上描述了從處理器對與其相關(guān)聯(lián)的地址范圍內(nèi)的標(biāo)識卡進(jìn)行狀態(tài)輪詢或巡檢的詳細(xì)過程，下面說明主處理器對與其相連的各從處理器進(jìn)行狀態(tài)輪詢或巡檢的過程。
[0030]主處理器可以按照預(yù)設(shè)的周期或方式對所述多個從處理器進(jìn)行輪詢，從各從處理器獲取所述狀態(tài)數(shù)據(jù)。圖3給出了一個示例性的巡檢流程，在該示例中，各從處理器被分別賦予從O到η-1的η個數(shù)字編號，以一個數(shù)字編號來指代某個具體的從處理器。上電或復(fù)位后，首先將待檢測從處理器編號N設(shè)置為0，然后判斷該從處理器N是否已經(jīng)完成對其地址范圍內(nèi)的標(biāo)識卡的巡檢工作，例如可以判斷該從處理器的“巡檢完成標(biāo)志位”，如果為I表示巡檢已經(jīng)完成，如果為O表示尚未完成。
[0031]通過以上判斷，如果當(dāng)前從處理器N已經(jīng)完成對標(biāo)識卡的巡檢，則主處理器向該該從處理器N發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號，當(dāng)該從處理器收到數(shù)據(jù)請求信號后將自己獲得的所有狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至主處理器。為了減少數(shù)據(jù)量，在傳輸之前還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和/或壓縮操作，然后再傳輸給主處理器。主處理器接收完后，將該從處理器編號N設(shè)置為(Ν+1)%η，其中％表示求余操作，η表示與主處理器相連的從處理器的總數(shù)。接下來，按照與上面相同的方式對從處理器N進(jìn)行狀態(tài)讀取，直至所有從處理器被檢測完畢?？梢酝ㄟ^多種方式來判斷是否所有從處理器被檢測完畢，例如可以判斷當(dāng)前最新的編號N是否等于0，若是，則表示已完成對所有從處理器的檢測，否則繼續(xù)對該從處理器N的檢測。
[0032]通過以上判斷，如果當(dāng)前從處理器N尚未完成對標(biāo)識卡的巡檢，則跳過該從處理器N繼續(xù)對下一個從處理器執(zhí)行狀態(tài)讀取操作。
[0033]主處理器在從各從處理器得到標(biāo)識卡的狀態(tài)數(shù)據(jù)后，還可以將獲得的數(shù)據(jù)以主動或被動的方式傳輸給與該讀卡器相連的上位機(jī)，由上位機(jī)對這些數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理。其中，主動傳輸?shù)姆绞绞侵杆鲋魈幚砥饕灶A(yù)設(shè)的周期或方式自動將獲得的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給與所述讀卡器相連的上位機(jī)，例如，可以根據(jù)需要靈活設(shè)置一個數(shù)值作為主處理器向上位機(jī)上傳數(shù)據(jù)的時間間隔，一旦時間間隔滿足該數(shù)值，主處理器則自發(fā)向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然，該數(shù)據(jù)也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行修改。另外，所述被動傳輸方式是指主處理器不會自發(fā)向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，只有當(dāng)所述主處理器收到來自上位機(jī)的數(shù)據(jù)請求時,所述主處理器才會將獲得的所述狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。這樣，上位機(jī)可以根據(jù)自身需求主動控制數(shù)據(jù)上傳的時間，而且，通過周期性地向讀卡器的主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)以特定間隔獲取數(shù)據(jù)的目的。
[0034]為了降低數(shù)據(jù)量及通信負(fù)荷，所述主處理器在將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)之前還可以先將所述狀態(tài)數(shù)據(jù)封裝和/或壓縮成數(shù)據(jù)幀，然后再將該數(shù)據(jù)幀傳輸至上位機(jī)。另夕卜，讀卡器的主處理器與上位機(jī)之間通過RS485、TCP/IP、藍(lán)牙、或WiFi等現(xiàn)有的或者將來可能出現(xiàn)的通信方式傳輸數(shù)據(jù)。[0035]為保證實(shí)時性，每個從處理器所分配的地址范圍不超過2000個，當(dāng)標(biāo)識卡在讀卡器無線信號覆蓋范圍內(nèi)，從處理器所連接的無線射頻模塊自發(fā)射無線信號至接收到應(yīng)答信號時間不會超過500us，一個巡檢周期總計不超過Is。更進(jìn)一步地，當(dāng)從處理器的數(shù)量超出主處理器的IO端口處理能力時，可以通過在所述主處理器與所述多個從處理器之間連接至少一個多路模擬開關(guān)的方式進(jìn)行端口復(fù)用，例如可以采用CD4067等多路模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)上述功能。
[0036]本實(shí)用新型所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標(biāo)識卡的并發(fā)識別數(shù)，而且通過主、從處理器的協(xié)同工作，可以簡化對大量標(biāo)識卡的管理。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種巡檢式無線射頻讀卡器，其特征在于，包括: 主處理器； 多個從處理器，與所述主處理器分別相連，每個從處理器與一個地址列表或地址范圍相關(guān)聯(lián)，該地址列表或地址范圍用于指示至少一個待識別標(biāo)識卡的地址； 多個無線射頻模塊，每個無線射頻模塊與一個從處理器相連，同時，與位于上述地址列表或地址范圍內(nèi)的至少一個待識別標(biāo)識卡通過無線射頻方式相連。
2.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述地址列表或地址范圍存儲在每個所述從處理器內(nèi)部的存儲裝置中， 或者 所述地址列表或地址范圍存儲在每個所述從處理器外部的存儲裝置中。
3.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述主處理器與從處理器之間通過高速總線相連。
4.如權(quán)利要求3所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述高速總線是SPI總線。
5.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 主處理器通過有線或無線方式與上位機(jī)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述有線方式包括RS485或TCP/IP，所述無線方式包括藍(lán)牙或WiFi。
7.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述主處理器和/或從處理器為單片機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述單片機(jī)為ARM系列單片機(jī)或51系列單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 所述無線射頻模塊包括支持RFID雙向通信的射頻芯片，所述射頻芯片為NRF24L01芯片。
10.如權(quán)利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特征在于， 當(dāng)從處理器的數(shù)量超出主處理器的IO端口處理能力時，在所述主處理器與所述多個從處理器之間連接至少一個多路模擬開關(guān)，進(jìn)行端口復(fù)用；所述多路模擬開關(guān)為⑶4067多路模擬開關(guān)。
【文檔編號】G06K7/00GK203405824SQ201320521613
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】何瑞科, 鄧偉, 蘆增輝, 史郁文, 王普, 聶琪, 王曉菲 申請人:西安重裝渭南光電科技有限公司