專利名稱：全功能一卡通控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一卡通控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種兼有刷卡消費(fèi)及控制門禁系統(tǒng)、電梯管理系統(tǒng)、停車場(chǎng)進(jìn)出管理系統(tǒng)、建筑物內(nèi)的電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等的工作狀況的全功能一卡通控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn) 有一卡通技術(shù)應(yīng)用范圍局限于刷卡消費(fèi)，以及控制門禁系統(tǒng)、電梯管理系統(tǒng)、停車場(chǎng)進(jìn)出管理系統(tǒng)等，而且，這些功能必須通過不同的卡來實(shí)現(xiàn)刷卡消費(fèi)是一種銀行發(fā)行的磁卡或IC卡，控制門禁系統(tǒng)和電梯管理系統(tǒng)的卡則為工作單位配備，停車場(chǎng)進(jìn)出管理系統(tǒng)的卡由用戶居住的小區(qū)發(fā)放，因此，用戶必須攜帶很多卡，才能正常地生活和工作，使用起來很不方便?，F(xiàn)有一卡通技術(shù)的應(yīng)用范圍很窄，除了具有上述功能之外，還不能涉及生活的其他領(lǐng)域，局限于經(jīng)濟(jì)收入為中高端的用戶。中國發(fā)明專利200610004049. X公開了一種建筑采暖及電器設(shè)備智能控制系統(tǒng)，其采用有源射頻卡，遠(yuǎn)距離控制很多與人們生活息息相關(guān)的各種設(shè)備，將卡的應(yīng)用范圍拓展到控制建筑物內(nèi)的所有電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、采暖設(shè)備、供水設(shè)備等的啟閉，并配備溫度控制裝置，根據(jù)用戶活動(dòng)情況控制采暖設(shè)備、空調(diào)設(shè)備的工作溫度和工作狀況，實(shí)現(xiàn)行為節(jié)能和建筑安全管理。但是，這種卡不能與現(xiàn)有一卡通技術(shù)兼容，而且，這種有源射頻卡實(shí)現(xiàn)刷卡消費(fèi)，以及控制門禁系統(tǒng)、電梯管理系統(tǒng)、停車場(chǎng)進(jìn)出管理系統(tǒng)等時(shí)，會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作當(dāng)用戶經(jīng)過讀卡器附近時(shí)，用戶不需要消費(fèi)，但該讀卡器會(huì)自動(dòng)從用戶卡種劃走一定數(shù)額的款項(xiàng)；當(dāng)用戶從辦公室門前經(jīng)過而不需要進(jìn)入時(shí)，門鎖會(huì)自動(dòng)打開，用戶使用起來也很不方便。為拓展一卡通技術(shù)的使用范圍，并使一張卡兼有多種功能，中國專利200810038002. 4公開了一種安全雙頻一卡通技術(shù)，采用一張卡封裝高頻電子標(biāo)簽和超高頻電子標(biāo)簽，但這種卡體積過大，不適合隨身攜帶，很難推廣應(yīng)用。中國專利201020123978. 4公開了一種雙界面智能卡，采用的智能卡包括接觸式智能卡單元和基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單元，同樣也存在體積過大，不適合隨身攜帶，很難推廣應(yīng)用等缺陷。中國專利200610109621. 9公開了一種超級(jí)一^^通互動(dòng)定位預(yù)警系統(tǒng)及其方法，采用單一的RFID射頻卡，雖然說明書中指出了其具有實(shí)現(xiàn)定位、考勤、巡更等多種功能，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其并不能進(jìn)行刷卡消費(fèi)、停車管理、乘坐電梯的控制，適用范圍仍然較小。上述技術(shù)都是在卡上進(jìn)行改造，難以實(shí)現(xiàn)拓展智能卡應(yīng)用范圍的目的，也就無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的一卡通應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種使用方便，體積較小，適用范圍廣的全功能一卡通控制系統(tǒng)本發(fā)明的技術(shù)方案為一種全功能一卡通控制系統(tǒng)，包括供用戶攜帶使用的射頻卡、射頻讀卡器和控制器，射頻讀卡器與控制器雙向連接，射頻卡與射頻讀卡器無線連接，所述射頻讀卡器包括近距離射頻讀卡器和遠(yuǎn)距離射頻讀卡器，所述近距離射頻讀卡器與能對(duì)門禁設(shè)備、電梯設(shè)備、停車場(chǎng)道閘設(shè)備、澡堂節(jié)水設(shè)備等進(jìn)行近距離控制的門禁控制器、電梯控制器、停車場(chǎng)道閘控制器、澡堂節(jié)水控制器等相連，所述遠(yuǎn)距離射頻讀卡器與能對(duì)電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的控制器相連。進(jìn)一步，能對(duì)建筑物內(nèi)電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的控制器，在對(duì)電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等進(jìn)行控制時(shí)，其原理與中國專利200610004049X建筑采暖及電器設(shè)備智能控制系統(tǒng)公開的技術(shù)方案相同。進(jìn)一步，所述射頻卡包括單片機(jī)、電池、接收/發(fā)射共用天線、EEPROM存儲(chǔ)電路和狀態(tài)指示電路和射頻芯片；射頻芯片與單片機(jī)、接收/發(fā)射共用天線雙向連接，單片機(jī)與狀態(tài)指示電路連接，電池與單片機(jī)、EEPROM存儲(chǔ)電路和射頻芯片連接，單片機(jī)與EEPROM存儲(chǔ)電路雙向連接。進(jìn)一步，所述射頻卡的射頻芯片可為nRF9E5單片射頻通信芯片。進(jìn)一步，所述射頻卡的接收/發(fā)射共用天線采用單端天線或比環(huán)形天線通信距離更遠(yuǎn)的天線。本發(fā)明所述射頻卡與中國專利200610004049X公開的建筑采暖及電器設(shè)備智能控制系統(tǒng)的射頻卡的區(qū)別在于本發(fā)明采用的是單端天線，而專利200610004049X采用的是環(huán)形天線。由于單端天線比環(huán)形天線具有更大的天線增益控制能力，從而可以使得本發(fā)明可以具有更遠(yuǎn)的讀卡距離或者更近的讀卡距離。進(jìn)一步，所述射頻讀卡器與控制器之間通過RS-485串行總線雙向連接。進(jìn)一步，所述射頻讀卡器包括單片機(jī)、EEPROM存儲(chǔ)電路、接收/發(fā)射共用天線、電源電路、RS-485串行接口電路、時(shí)鐘電路、狀態(tài)指示電路、顯示器、語音產(chǎn)生電路和射頻芯片；射頻芯片分別與接收/發(fā)射共用天線、單片機(jī)雙向連接，單片機(jī)與RS-485串行接口電路和EEPROM存儲(chǔ)電路雙向連接，單片機(jī)與狀態(tài)指示電路、電源電路、時(shí)鐘電路、語音產(chǎn)生電路和顯示器連接，電源電路還與時(shí)鐘電路、顯示器和語音產(chǎn)生電路連接。進(jìn)一步,所述射頻讀卡器的射頻芯片和單片機(jī)可采用nRF9E5單片機(jī)射頻芯片。近距離射頻讀卡器和遠(yuǎn)距離射頻讀卡器實(shí)為一個(gè)射頻讀卡器設(shè)備，只是通過去除天線的方法實(shí)現(xiàn)近距離和遠(yuǎn)距離兩種功能。所述門禁控制器與中國專利03234742. I公開的智能門禁控制器類似，但射頻讀卡器為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)。所述電梯控制器的控制方式與中國專利00129242. O公開的智能卡電梯管理系統(tǒng)及方法類似，但射頻讀卡器為本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)。所述停車場(chǎng)道閘控制器與中國專利200510036543. X公開的智能化停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的道閘控制部分類似。本發(fā)明使用方便，體積較小，適用范圍廣，采用一張射頻卡實(shí)現(xiàn)刷卡消費(fèi)，以及控制門禁系統(tǒng)、電梯管理系統(tǒng)、停車場(chǎng)進(jìn)出管理系統(tǒng)等功能之外，還可控制建筑物內(nèi)的電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備的工作狀況，從而實(shí)現(xiàn)行為節(jié)能控制、安全管理、金融服務(wù)等多功能綜合管理和控制。



圖I為本發(fā)明全功能一卡通系統(tǒng)構(gòu)成框 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)射頻卡框 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)射頻卡的實(shí)施電路 圖4為本發(fā)明系統(tǒng)射頻讀卡器的構(gòu)成 圖5為本發(fā)明系統(tǒng)射頻讀卡器的實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)D1，全功能一卡通系統(tǒng)包括控制器I、射頻讀卡器2、射頻卡3，其中，射頻讀卡器2與控制器I之間通過RS-485串行總線雙向連接，射頻卡3與射頻讀卡器2無線連接，所述射頻讀卡器包括近距離射頻讀卡器和遠(yuǎn)距離射頻讀卡器，所述近距離射頻讀卡器與能對(duì)門禁設(shè)備、電梯設(shè)備、停車場(chǎng)道閘設(shè)備、澡堂節(jié)水設(shè)備等進(jìn)行近距離控制的門禁控制器、電梯控制器、停車場(chǎng)道閘控制器、澡堂節(jié)水控制器等相連，所述遠(yuǎn)距離射頻讀卡器與能對(duì)電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的控制器相連。所述遠(yuǎn)距離射頻讀卡器通過控制器I控制電氣設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等，所述近距離射頻讀卡器通過控制器I控制門禁設(shè)備、電梯設(shè)備、停車場(chǎng)道閘設(shè)備、澡堂節(jié)水設(shè)備等。參照?qǐng)D2，所述射頻卡3包括單片機(jī)3-1、電池3-2、接收/發(fā)射共用天線3_3、EEPROM存儲(chǔ)電路3-4和狀態(tài)指示電路3_5和射頻芯片3_6 ;射頻芯片3_6與單片機(jī)3_1、接收/發(fā)射共用天線3-3雙向連接，單片機(jī)3-1與狀態(tài)指示電路3-5連接，電池3-2與單片機(jī)3-1、EEPROM存儲(chǔ)電路3-4和射頻芯片3_6連接，單片機(jī)3_1與EEPROM存儲(chǔ)電路3_4雙向連接。參照?qǐng)D3，射頻卡3實(shí)施電路中，單片機(jī)3-1和射頻芯片3-6為瑞典Nodric公司的nRF9E5單片機(jī)射頻芯片，nRF9E5芯片本身的發(fā)射頻率為433MHz，發(fā)射功率<10mW，nRF9E5是一款工作頻率為433/868/915MHZ的智能射頻芯片，該芯片采用I. 9疒3. 6V單電源供電，32腳QFN封裝(5 X 5mm)，發(fā)射功率為IOdBm,接收靈敏度-IOOdBm,在低功耗時(shí)電流僅2. 5 μ A，特別適合采用電池供電，適用于無線鍵盤、無線電話、無線耳機(jī)、產(chǎn)業(yè)無線傳感器、遙控器和無線警報(bào)器等；接收發(fā)射共用天線3-3的阻抗選用為75歐姆，因此采用電容C12、C15、C3、電感LI、L2、L3構(gòu)成濾波和阻抗匹配電路，將所接收的頻率選擇出來，并濾除倍頻載波；存儲(chǔ)電路3-4采用Atmel公司的25ΑΑ320芯片，可以將nRF9E5單片機(jī)運(yùn)行所需要的程序燒寫在其上，系統(tǒng)上電時(shí)，nRF9E5芯片將自動(dòng)加載EEPROM中的程序；對(duì)于狀態(tài)指示電路3_5，兩個(gè)發(fā)光二極管D1、D2，可以組合四種狀態(tài)，即異常、發(fā)現(xiàn)讀卡器、休眠、電力不足。用戶的密碼信息存在存儲(chǔ)電路3-4中，平時(shí)射頻芯片3-1、接收發(fā)射共用天線3-3不發(fā)射信號(hào)，只處于接收狀態(tài)，以省電，當(dāng)收到信息時(shí)，射頻芯片3-6通過接收發(fā)射共用天線3-3向系統(tǒng)回饋信肩、O參照?qǐng)D4，所述射頻讀卡器2包括單片機(jī)2-1、EEPROM存儲(chǔ)電路2_2、接收/發(fā)射共用天線2-3、電源電路2-4、RS-485串行接口電路2_5、時(shí)鐘電路2_6、狀態(tài)指示電路2_7、顯示器2-8、語音產(chǎn)生電路2-9和射頻芯片2-10 ;射頻芯片2-10分別與接收/發(fā)射共用天線2-3、單片機(jī)2-1雙向連接，單片機(jī)2-1與RS-485串行接口電路2_5和EEPROM存儲(chǔ)電路2-2雙向連接，單片機(jī)2-1與狀態(tài)指示電路2-7、電源電路2-4、時(shí)鐘電路2_6、語音產(chǎn)生電路2-9和顯示器2-8連接，電源電路2-4還與時(shí)鐘電路2-6、顯示器2_8和語音產(chǎn)生電路2_9連接。通過去除接收/發(fā)射共用天線2-3的方法，可以縮短讀卡器的閱讀范圍，從而構(gòu)成近距離的讀卡器，增加接收/發(fā)射共用天線2-3即成為遠(yuǎn)距離讀卡器。參照?qǐng)D5，所述射 頻讀卡器2實(shí)施電路中，單片機(jī)2-1和射頻芯片2-10為瑞典Nodric公司的nRF9E5單片機(jī)射頻芯片，nRF9E5芯片本身的發(fā)射頻率為433MHz，發(fā)射功率<IOmff, nRF9E5是一款工作頻率為433/868/915MHz的智能射頻芯片；存儲(chǔ)電路2_2采用Atmel公司的25AA320芯片，可以將nRF9E5單片機(jī)運(yùn)行所需要的程序燒寫在其上，系統(tǒng)上電時(shí)，nRF9E5芯片將自動(dòng)加載EEPROM中的程序；接收發(fā)射共用天線2_3，與采用電容C12、C15、C3、電感LI、L2、L3構(gòu)成的濾波和阻抗匹配電路連接；為了能夠改變讀卡器的閱讀范圍，可以將其接收/發(fā)射共用天線2-3和濾波和阻抗匹配電路去除，即可縮短讀卡器的閱讀距離。用戶的密碼信息存在存儲(chǔ)電路2-2中，當(dāng)接收到信息時(shí)，射頻芯片2-10通過接收發(fā)射共用天線2-3向系統(tǒng)發(fā)出回應(yīng)信息；電源電路2-4包括三個(gè)二極管，提供合適的電源給單片機(jī)；對(duì)于狀態(tài)指示電路2-7，發(fā)光二極管D1、D2和蜂鳴器，可以提示讀卡器異常、發(fā)現(xiàn)讀卡器休眠。時(shí)鐘電路2-6包括RX-8025芯片及其附屬元件，RX-8025是一種具有高精度的、包括32. 768kHz晶振時(shí)鐘I2C總線接口的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。RS-485串行接口電路2_5采用MAX485芯片，MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS — 485芯片，完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS - 485電平的功能。
權(quán)利要求
1.一種全功能一卡通控制系統(tǒng)，包括供用戶攜帶使用的射頻卡、射頻讀卡器和控制器，其特征在于，所述射頻讀卡器與控制器雙向連接，射頻卡與射頻讀卡器無線連接，所述射頻讀卡器包括近距離射頻讀卡器和遠(yuǎn)距離射頻讀卡器，所述近距離射頻讀卡器與能對(duì)門禁設(shè)備、電梯設(shè)備、停車場(chǎng)道閘設(shè)備、澡堂節(jié)水設(shè)備進(jìn)行近距離控制的門禁控制器、電梯控制器、停車場(chǎng)道閘控制器、澡堂節(jié)水控制器相連，所述遠(yuǎn)距離射頻讀卡器與能對(duì)電器設(shè)備、 煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全功能一卡通控制系統(tǒng)，其特征在于，所述所述射頻卡包括單片機(jī)、電池、接收/發(fā)射共用天線、EEPROM存儲(chǔ)電路和狀態(tài)指示電路和射頻芯片；射頻芯片與單片機(jī)、接收/發(fā)射共用天線雙向連接，單片機(jī)與狀態(tài)指示電路連接，電池與單片機(jī)、 EEPROM存儲(chǔ)電路和射頻芯片連接，單片機(jī)與EEPROM存儲(chǔ)電路雙向連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全功能一卡通控制系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻卡的接收/發(fā)射共用天線為單端天線或比環(huán)形天線通信距離更遠(yuǎn)的天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的全功能一卡通控制系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻讀卡器包括單片機(jī)、EEPROM存儲(chǔ)電路、接收/發(fā)射共用天線、電源電路、RS-485串行接口電路、時(shí)鐘電路、狀態(tài)指示電路、顯示器、語音產(chǎn)生電路和射頻芯片；射頻芯片分別與接收/發(fā)射共用天線、單片機(jī)雙向連接，單片機(jī)與RS-485串行接口電路和EEPROM存儲(chǔ)電路雙向連接，單片機(jī)與狀態(tài)指示電路、電源電路、時(shí)鐘電路、語音產(chǎn)生電路和顯示器連接，電源電路還與時(shí)鐘電路、顯示器和語音產(chǎn)生電路連接。
全文摘要
全功能一卡通控制系統(tǒng)，其包括供用戶攜帶使用的射頻卡、射頻讀卡器和控制器，所述射頻讀卡器與控制器雙向連接，射頻卡與射頻讀卡器無線連接，所述射頻讀卡器包括近距離射頻讀卡器和遠(yuǎn)距離射頻讀卡器，所述近距離射頻讀卡器與能對(duì)門禁設(shè)備、電梯設(shè)備、停車場(chǎng)道閘設(shè)備、澡堂節(jié)水設(shè)備等進(jìn)行近距離控制的門禁控制器、電梯控制器、停車場(chǎng)道閘控制器、澡堂節(jié)水控制器等相連，所述遠(yuǎn)距離射頻讀卡器與能對(duì)電器設(shè)備、煤氣設(shè)備、供暖設(shè)備、供水設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的控制器相連。本發(fā)明使用方便，體積較小，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G07C9/00GK102622810SQ20121001977
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月21日
發(fā)明者谷振宇 申請(qǐng)人:谷振宇