專利名稱：一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡及其網(wǎng)卡信息處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機互聯(lián)設(shè)備，特別是一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡及其網(wǎng)卡信息處理方法。
背景技術(shù)：
目前，網(wǎng)卡的傳輸介質(zhì)基本上屬于有線和無線兩種。無線網(wǎng)卡的傳輸介質(zhì)是電磁波。而網(wǎng)卡地址編碼多種多樣，例如以太網(wǎng)中局域網(wǎng)的網(wǎng)卡采用48位二進制數(shù)編碼方式，通信分配采用載波偵聽檢測方式。上述類似網(wǎng)卡有如下不足之處1、在某些特殊環(huán)境，例如電磁屏蔽嚴(yán)重區(qū)域，地下礦井工作區(qū)域等，該網(wǎng)卡不能正常工作；2、載波偵聽及檢測通信分配方式不可避免出現(xiàn)通信碰撞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡及其網(wǎng)卡信息處理方法，它是使用聲波作為傳輸介質(zhì)的計算機互聯(lián)用網(wǎng)卡，在由本網(wǎng)卡組成的局域網(wǎng)中，地址編碼采用正交編碼方式，能夠減少通信碰撞現(xiàn)象，能夠避免電磁屏蔽和干擾，是一種新穎且實用性強的新型網(wǎng)絡(luò)適配器及其網(wǎng)卡信息處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于它是由信號接收轉(zhuǎn)換電路、單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路、脈沖信號提供電路、信息處理系統(tǒng)電路、手動查詢電路、信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路及供電系統(tǒng)所構(gòu)成，所說的信號接收轉(zhuǎn)換電路連接信息處理系統(tǒng)電路，所說的單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路連接信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路和手動查詢電路，所說的脈沖信號提供電路連接信息處理系統(tǒng)電路，所說的信息處理系統(tǒng)電路連接信號參數(shù)顯示電路和信號發(fā)送電路及手動查詢電路，所說的手動查詢電路連接信息處理系統(tǒng)電路和信號參數(shù)顯示電路。
上述所說的信號接收轉(zhuǎn)換電路由聲波換能器配置整形電容所構(gòu)成。
上述所說的單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路由IMP813L芯片構(gòu)成。
上述所說的脈沖信號提供電路由晶體振蕩器配置諧振電容構(gòu)成。
上述所說的信息處理系統(tǒng)電路由AT89C4051單片處理器構(gòu)成。
上述所說的手動查詢電路由查詢鍵S1、S2、S3、S4通過控制AT89C4051單片處理器構(gòu)成。
上述所說的信號參數(shù)顯示電路由數(shù)碼管、偏流電阻和三極管構(gòu)成，偏流電阻和三極管對數(shù)碼管功率放大。
上述所說的信號發(fā)送電路由線性運算放大器和聲波換能器配置整形電容構(gòu)成。
上述所說的供電系統(tǒng)電路由普通電源和電源濾波電容構(gòu)成。
一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法，是由以下步驟構(gòu)成(1)開始通電，初始化數(shù)據(jù)，從單片機ROM中讀取本機正交碼地址；(2)監(jiān)聽呼叫信號；(3)收到呼叫信號后對前導(dǎo)碼進行識別，確定是中控交換機發(fā)出呼叫或者是其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(4)通過呼叫信號中前導(dǎo)碼實現(xiàn)本網(wǎng)卡與呼叫信號的時間同步；(5)對正交碼波形進行識別，并與自身正交碼進行比較，確定是否是對本網(wǎng)卡的呼叫，如果不是則繼續(xù)監(jiān)聽呼叫信號；(6)該信號是否中控交換機發(fā)出，如果不是向發(fā)出呼叫的網(wǎng)卡發(fā)出應(yīng)答信號；(7)向中控交換機發(fā)出應(yīng)答，請中控交換機等待；(8)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(9)是否收到應(yīng)答，(9-1)收到應(yīng)答，則計算收到碼組時間，計算距離，存儲，(9-2)沒收到應(yīng)答，則查找下一個網(wǎng)卡地址；(10)是否是最后一個網(wǎng)卡地址，(10-1)如果不是，則繼續(xù)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫，(10-2)如果是，則將收到的其他網(wǎng)卡正交碼和計算距離向中控交換機發(fā)出；(11)通過按鍵動作可以查詢本機存儲的信息。
上述所說的呼叫碼有兩種，分為中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫和網(wǎng)卡之間的呼叫，均是對網(wǎng)內(nèi)某網(wǎng)卡的呼叫。
上述所說的呼叫碼波形含前導(dǎo)碼波形、正交碼波形、結(jié)尾碼波形三部分；①識別中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫或網(wǎng)卡之間的呼叫依呼叫碼中的前導(dǎo)碼進行區(qū)分，前導(dǎo)碼中波形I和波形II的時間長度和頭尾波形個數(shù)相同；網(wǎng)卡一旦接收到上述各前導(dǎo)碼中的第一個波形即開始計時，待接收到全部前導(dǎo)碼波形后，通過單片機設(shè)定的程序可以與時間長度和頭尾波形個數(shù)相同的呼叫信號實現(xiàn)同步，以中間波形個數(shù)的不同，由單片機計算完成識別目的；②識別網(wǎng)卡之間哪一個網(wǎng)卡的呼叫依緊隨前導(dǎo)碼波形的正交碼波形，正交碼波形與正交碼相互對應(yīng)，正交碼是網(wǎng)卡地址編碼，因各網(wǎng)卡之間正交碼的“與計算”為零，網(wǎng)卡自身正交碼的“與計算”不為零，保證各結(jié)點地址編碼相互不重復(fù)，網(wǎng)卡在收到此波形后，通過與前導(dǎo)碼的同步，再通過呼叫信號中的正交碼，完成識別是哪一個網(wǎng)卡的呼叫。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、以聲波作為傳輸介質(zhì)的計算機互聯(lián)用網(wǎng)卡，能夠避免電磁屏蔽和干擾；2、由本網(wǎng)卡組成的局域網(wǎng)中，地址編碼采用正交編碼方式，能夠減少通信碰撞現(xiàn)象；3、由本網(wǎng)卡信息處理方法，可對局域網(wǎng)中網(wǎng)卡間的呼叫與應(yīng)答的時間間隔進行記錄和計算，能夠測量局域網(wǎng)中的網(wǎng)卡相互直線距離，完成測距功能。
附圖1為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡的電路原理框圖。
附圖2為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法流程圖。
附圖4為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡的工作狀態(tài)示意圖。
附圖5為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡的工作呼叫波形碼識別示意圖。
附圖6為本發(fā)明所涉一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡的工作呼叫波形碼結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡(見圖1)包括信號接收轉(zhuǎn)換電路、單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路、脈沖信號提供電路、信息處理系統(tǒng)電路、手動查詢電路、信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路及供電系統(tǒng)信號接收轉(zhuǎn)換電路連接信息處理系統(tǒng)電路；其特征在于單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路連接信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路和手動查詢電路，上述所說的脈沖信號提供電路連接信息處理系統(tǒng)電路，上述所說的信息處理系統(tǒng)電路信號參數(shù)顯示電路和信號發(fā)送電路及手動查詢電路，上述所說的手動查詢電路連接信息處理系統(tǒng)電路和信號參數(shù)顯示電路。
上述所說的信號接收轉(zhuǎn)換電路由聲波換能器配置整形電容所構(gòu)成，T1為普通聲波換能器，用于接收聲波信號。C4是T1的整形電容。用于配合換能器T1接收聲波信號。
上述所說的單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路由IMP813L芯片構(gòu)成(見圖2)，單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路U2用于保證單片機正常工作，該類產(chǎn)品型號較多，本專利的具體實施采用美國IMP公司的IMP813L。
上述所說的脈沖信號提供電路由晶體振蕩器配置諧振電容構(gòu)成(見圖2)，晶體振蕩器Y1、諧振電容C5、C6、均為普通市售產(chǎn)品，用于為單片機提供時鐘信號。
上述所說的信息處理系統(tǒng)電路由AT89C4051單片處理器構(gòu)成(見圖2)，普通單片處理器U1，又稱單片機，該類產(chǎn)品型號很多，本專利的具體實施采用AT89C4051。用于處理網(wǎng)卡工作的各種信息。本專利網(wǎng)卡地址采用正交碼編碼方式，該編碼在網(wǎng)卡工作前經(jīng)燒錄固化在U1的ROM中，網(wǎng)卡工作期間可由程序調(diào)用。
上述所說的手動查詢電路由查詢鍵S1、S2、S3、S4通過控制AT89C4051單片處理器構(gòu)成(見圖2)，查詢鍵S1、S2、S3、S4是普通按鍵，用于查詢網(wǎng)卡參數(shù)上述所說的信號參數(shù)顯示電路由數(shù)碼管、偏流電阻和三極管構(gòu)成，偏流電阻和三極管對數(shù)碼管功率放大(見圖2)，Q、Q2是普通三極管，用于驅(qū)動LG1數(shù)碼管1、LG2數(shù)碼管2。R1、R2是Q1、Q2的偏流電阻，為Q1、Q2提供工作點。LG1數(shù)碼管1、LG2數(shù)碼管2是普通數(shù)碼管，用于顯示網(wǎng)卡參數(shù)上述所說的信號發(fā)送電路由線性運算放大器和聲波換能器配置整形電容構(gòu)成(見圖2)，普通線性運算放大器U3，用于推動換能器T2輸出聲波信號，T2為普通聲波換能器，發(fā)射聲波信號。
上述所說的供電系統(tǒng)電路由普通電源和電源濾波電容構(gòu)成(見圖2)，J1，普通電源插座，C1、C2、C3均為電源濾波電容，可保證電源穩(wěn)定工作。
一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法(見圖3、4)，是由以下步驟構(gòu)成(1)開始通電，初始化數(shù)據(jù)，從單片機ROM中讀取本機正交碼地址；(2)監(jiān)聽呼叫信號；(3)收到呼叫信號后對前導(dǎo)碼進行識別，確定是中控交換機發(fā)出呼叫或者是其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(4)通過呼叫信號中前導(dǎo)碼實現(xiàn)本網(wǎng)卡與呼叫信號的時間同步；(5)對正交碼波形進行識別，并與自身正交碼進行比較，確定是否是對本網(wǎng)卡的呼叫，如果不是則繼續(xù)監(jiān)聽呼叫信號；(6)該信號是否中控交換機發(fā)出，如果不是向發(fā)出呼叫的網(wǎng)卡發(fā)出應(yīng)答信號；(7)向中控交換機發(fā)出應(yīng)答，請中控交換機等待；(8)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(9)是否收到應(yīng)答，(9-1)收到應(yīng)答，則計算收到碼組時間，計算距離，存儲，(9-2)沒收到應(yīng)答，則查找下一個網(wǎng)卡地址；(10)是否是最后一個網(wǎng)卡地址，(10-1)如果不是，則繼續(xù)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫，(10-2)如果是，則將收到的其他網(wǎng)卡正交碼和計算距離向中控交換機發(fā)出；(11)通過按鍵動作可以查詢本機存儲的信息。
上述所說的呼叫碼有兩種，分為中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫和網(wǎng)卡之間的呼叫，均是對網(wǎng)內(nèi)某網(wǎng)卡的呼叫。
上述所說的呼叫碼波形(見圖6)含前導(dǎo)碼波形、正交碼波形、結(jié)尾碼波形三部分；①識別中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫或網(wǎng)卡之間的呼叫依呼叫碼中的前導(dǎo)碼進行區(qū)分(見圖5)，前導(dǎo)碼中波形I和波形II的時間長度和頭尾波形個數(shù)相同；網(wǎng)卡一旦接收到上述各前導(dǎo)碼中的第一個波形即開始計時，待接收到全部前導(dǎo)碼波形后，通過單片機設(shè)定的程序可以與時間長度和頭尾波形個數(shù)相同的呼叫信號實現(xiàn)同步，以中間波形個數(shù)的不同，由單片機計算完成識別目的；②識別網(wǎng)卡之間哪一個網(wǎng)卡的呼叫依緊隨前導(dǎo)碼波形的正交碼波形，正交碼波形與正交碼相互對應(yīng)(見圖6)，正交碼是網(wǎng)卡地址編碼，因各網(wǎng)卡之間正交碼的“與計算”為零，網(wǎng)卡自身正交碼的“與計算”不為零，保證各結(jié)點地址編碼相互不重復(fù)，網(wǎng)卡在收到此波形后，通過與前導(dǎo)碼的同步，再通過呼叫信號中的正交碼，完成識別是哪一個網(wǎng)卡的呼叫。
設(shè)4個不同網(wǎng)卡結(jié)點為a、b、c、d，每個結(jié)點各有正交地址碼
上述正交碼要經(jīng)U1中的程序進行“與運算”，計算如下各網(wǎng)卡正交碼相互運算
網(wǎng)卡正交碼自身運算(以a結(jié)點為例，其他網(wǎng)卡同樣結(jié)果)
上述計算結(jié)果表明本案方法完成了對不同結(jié)點網(wǎng)卡的識別。
權(quán)利要求
1.一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于它是由信號接收轉(zhuǎn)換電路、單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路、脈沖信號提供電路、信息處理系統(tǒng)電路、手動查詢電路、信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路及供電系統(tǒng)所構(gòu)成，所說的信號接收轉(zhuǎn)換電路連接信息處理系統(tǒng)電路，所說的單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路連接信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路和手動查詢電路，所說的脈沖信號提供電路連接信息處理系統(tǒng)電路，所說的信息處理系統(tǒng)電路連接信號參數(shù)顯示電路和信號發(fā)送電路及手動查詢電路，所說的手動查詢電路連接信息處理系統(tǒng)電路和信號參數(shù)顯示電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的信號接收轉(zhuǎn)換電路由聲波換能器配置整形電容所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路由IMP813L芯片構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的脈沖信號提供電路由晶體振蕩器配置諧振電容構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的信息處理系統(tǒng)電路由AT89C4051單片處理器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的手動查詢電路由查詢鍵S1、S2、S3、S4通過控制AT89C4051單片處理器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的信號參數(shù)顯示電路由數(shù)碼管、偏流電阻和三極管構(gòu)成，偏流電阻和三極管對數(shù)碼管功率放大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的信號發(fā)送電路由線性運算放大器和聲波換能器配置整形電容構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡，其特征在于所說的供電系統(tǒng)電路由普通電源和電源濾波電容構(gòu)成。
10.一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法，是由以下步驟構(gòu)成(1)開始通電，初始化數(shù)據(jù)，從單片機ROM中讀取本機正交碼地址；(2)監(jiān)聽呼叫信號；(3)收到呼叫信號后對前導(dǎo)碼進行識別，確定是中控交換機發(fā)出呼叫或者是其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(4)通過呼叫信號中前導(dǎo)碼實現(xiàn)本網(wǎng)卡與呼叫信號的時間同步；(5)對正交碼波形進行識別，并與自身正交碼進行比較，確定是否是對本網(wǎng)卡的呼叫，如果不是則繼續(xù)監(jiān)聽呼叫信號；(6)該信號是否中控交換機發(fā)出，如果不是向發(fā)出呼叫的網(wǎng)卡發(fā)出應(yīng)答信號；(7)向中控交換機發(fā)出應(yīng)答，請中控交換機等待；(8)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫；(9)是否收到應(yīng)答，(9-1)收到應(yīng)答，則計算收到碼組時間，計算距離，存儲，(9-2)沒收到應(yīng)答，則查找下一個網(wǎng)卡地址；(10)是否是最后一個網(wǎng)卡地址，(10-1)如果不是，則繼續(xù)向其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫，(10-2)如果是，則將收到的其他網(wǎng)卡正交碼和計算距離向中控交換機發(fā)出；(11)通過按鍵動作可以查詢本機存儲的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法，其特征在于所說的呼叫碼有兩種，分為中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫和網(wǎng)卡之間的呼叫，均是對網(wǎng)內(nèi)某網(wǎng)卡的呼叫。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所說的一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能網(wǎng)卡的信息處理方法，其特征在于所說的呼叫碼波形含前導(dǎo)碼波形、正交碼波形、結(jié)尾碼波形三部分；①識別中控交換機對網(wǎng)卡的呼叫或網(wǎng)卡之間的呼叫依呼叫碼中的前導(dǎo)碼進行區(qū)分，前導(dǎo)碼中波形I和波形II的時間長度和頭尾波形個數(shù)相同；網(wǎng)卡一旦接收到上述各前導(dǎo)碼中的第一個波形即開始計時，待接收到全部前導(dǎo)碼波形后，通過單片機設(shè)定的程序可以與時間長度和頭尾波形個數(shù)相同的呼叫信號實現(xiàn)同步，以中間波形個數(shù)的不同，由單片機計算完成識別目的；②識別網(wǎng)卡之間哪一個網(wǎng)卡的呼叫依緊隨前導(dǎo)碼波形的正交碼波形，正交碼波形與正交碼相互對應(yīng)，正交碼是網(wǎng)卡地址編碼，因各網(wǎng)卡之間正交碼的“與計算”為零，網(wǎng)卡自身正交碼的“與計算”不為零，保證各結(jié)點地址編碼相互不重復(fù)，網(wǎng)卡在收到此波形后，通過與前導(dǎo)碼的同步，再通過呼叫信號中的正交碼，完成識別是哪一個網(wǎng)卡的呼叫。
全文摘要
一種聲波傳輸?shù)刂氛痪幋a具有測距功能的網(wǎng)卡及其信息處理方法，由信號接收轉(zhuǎn)換電路、單片機系統(tǒng)監(jiān)控電路、脈沖信號提供電路、信息處理系統(tǒng)電路、手動查詢電路、信號參數(shù)顯示電路、信號發(fā)送電路及供電系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)卡；由以下主要步驟——監(jiān)聽呼叫信號、對前導(dǎo)碼進行識別確定是中控交換機發(fā)或者是其他網(wǎng)卡發(fā)出呼叫、實現(xiàn)本網(wǎng)卡與呼叫信號的時間同步、對正交碼波形進行識別是否是對本網(wǎng)卡的呼叫——構(gòu)成信息處理方法。本發(fā)明的優(yōu)越性1.以聲波作為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)卡，避免電磁屏蔽和干擾；2.由本網(wǎng)卡組成的局域網(wǎng)中，地址編碼采用正交編碼方式，減少通信碰撞現(xiàn)象；3.對局域網(wǎng)中網(wǎng)卡間的呼叫與應(yīng)答的時間間隔進行記錄和計算，完成測距功能。
文檔編號H04L29/00GK1741520SQ200510015070
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者薛明 申請人:天津理工大學(xué)