一種巡檢式無線射頻讀卡器的製造方法
2023-05-31 21:09:11
一種巡檢式無線射頻讀卡器的製造方法
【專利摘要】本發明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範圍相關聯，該地址列表或地址範圍用於指示至少一個待識別標識卡的地址;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，在該從處理器的控制下對位於上述地址列表或地址範圍內的標識卡進行狀態輪詢，並將每次獲得的狀態數據返回該從處理器;所述主處理器以預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢，從各從處理器獲取所述狀態數據。本發明所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標識卡的並發識別數，而且通過主、從處理器的協同工作，可以簡化對大量標識卡的管理。
【專利說明】一種巡檢式無線射頻讀卡器
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機信息處理及通信【技術領域】，尤其涉及一種巡檢式無線射頻讀卡器。
【背景技術】
[0002]計算機信息處理及通信技術已滲透到各行各業，在礦井作業中為保護作業人員的生命安全起到了巨大的作用，其中一個典型設備就是讀卡器。讀卡器是井下人員定位系統的關鍵部件，為在井下的惡劣環境中定位和跟蹤工作人員提供了極大的便利。現有的讀卡器都是通過不斷接收井下作業人員所攜帶的標識卡發射的無線信號來確定井下作業人員的位置及活動區域，在人員並發量較大的情形下，會由於多個標識卡發射的信號間的相互幹擾導致較高的漏讀率，因此並發識別數量一般限定在100 (10的2次方數量級)，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立的大量讀卡器進行管理也是非常困難的。
【發明內容】
[0003]為克服以上問題，本發明提出了如下技術方案:
[0004]一種巡檢式無線射頻讀卡器，其特徵在於，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範圍相關聯，該地址列表或地址範圍用於指示至少一個待識別標識卡的地址；
[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，在該從處理器的控制下對位於上述地址列表或地址範圍內的標識卡進行狀態輪詢，並將每次獲得的狀態數據返回該從處理器；
[0008]所述主處理器以預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢，從各從處理器獲取所述狀態數據。
[0009]進一步地，所述主處理器以預設的周期或方式自動將獲得的所述狀態數據傳輸給與所述讀卡器相連的上位機。
[0010]進一步地，當所述主處理器收到來自上位機的數據請求時，所述主處理器將獲得的所述狀態數據傳輸給上位機。
[0011]進一步地，所述主處理器在將所述狀態數據傳輸給上位機之前先將所述狀態數據封裝和/或壓縮成數據幀，然後將該數據幀傳輸至上位機。
[0012]進一步地，每個所述從處理器自身存儲所述地址列表或地址範圍，或者
[0013]每個所述從處理器從外部讀取所述地址列表或地址範圍。
[0014]進一步地，所述地址列表或地址範圍由所述主處理器分配。
[0015]進一步地，每個無線射頻模塊對標識卡進行狀態輪詢具體包括:
[0016]所述無線射頻模塊依次向上述地址列表或地址範圍內的每一個地址發送無線信號，如果收到具有該地址的標識卡返回的應答信號，則記錄該地址；如果沒有收到應答信號，則繼續向下一個地址發送無線信號，直至所述地址列表或地址範圍內的所有地址被檢測完畢，記錄的地址即構成所述狀態數據。
[0017]進一步地，所述主處理器以預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢具體包括:
[0018]所述主處理器依次向每個與其相連的從處理器發送數據請求，每個從處理器在收到該數據請求後將自已獲得的所有狀態數據返回主處理器。
[0019]進一步地，每個從處理器在將自已獲得的所有狀態數據返回主處理器之前先將所有狀態數據封裝和/或壓縮成數據幀，然後將該數據幀返回主處理器。
[0020]進一步地，所述主處理器與從處理器之間通過高速總線傳輸數據。
[0021]進一步地，所述主處理器與上位機之間通過有線方式或無線方式傳輸數據。
[0022]進一步地，所述主處理器和/或從處理器為單片機。
[0023]進一步地，所述無線射頻模塊包括支持RFID雙向通信的射頻晶片。
[0024]進一步地，當從處理器的數量超出主處理器的IO埠處理能力時，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，進行埠復用。
[0025]本發明所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標識卡的並發識別數，而且通過主、從處理器的協同工作，可以簡化對大量標識卡的管理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明實施例所述的巡檢式無線射頻讀卡器的結構圖；
[0027]圖2是從處理器的示例性處理流程圖；
[0028]圖3是主處理器的示例性處理流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖並通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0030]圖1是本發明的優選實施方式所述的巡檢式無線射頻讀卡器的結構圖。 如圖1所示，本實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有技術中的任何一種實現，例如二者都可以以單片機方式實現，本實施例優選ARM系列和51系列單片機，所述主處理器與從處理器之間通過高速總線傳輸數據，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晶片實現其核心的通信功能。
[0031]每個從處理器與一個地址列表或地址範圍相關聯(圖中未示出)，該地址列表或地址範圍用於指示至少一個待識別的標識卡的地址。地址列表包括一個或多個待識別標識卡的地址，而地址範圍則僅包括一個起始地址和一個終止地址，位於該起始地址和終止地址範圍內的所有地址都是該從處理器負責識別的範圍。
[0032]主處理器或上位機可以事先為每個從處理器分配地址列表或地址範圍，然後每個從處理器將其保存在自身的存儲空間中；當然，也可以在從處理器外部維護所述地址列表或地址範圍，然後從處理器在需要時實時從外部讀取。
[0033]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於上述地址列表或地址範圍內的標識卡進行狀態輪詢，並將每次獲得的狀態數據返回該從處理器。每個無線射頻模塊對標識卡進行狀態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，以地址範圍為例進行說明，另外，為了指示從處理器是否已完成對其相關地址範圍內的標識卡的巡檢操作，可以為每個從處理器賦予一個「巡檢完成標誌位」來指示其操作狀態，例如以O表不尚未完成巡檢，以I表不已經完成巡檢。
[0034]接下來詳細描述狀態輪詢的具體流程。上電或復位後，首先將待巡檢的目標地址設置為所述地址範圍中的起始地址(即最小地址)，並將「巡檢完成標誌位」復位為O;然後，無線射頻模塊向上述目標地址發送無線信號，如果地址與該目標地址相同的標識卡收到該無線信號，則向所述無線射頻模塊發送應答信號；如果無線射頻模塊收到該應答信號則表示具有該目標地址的標識卡位於讀卡器的有效讀取範圍內，於是將該目標地址記錄下來；如果沒有收到應答信號則表示相應標識卡不在讀卡器的有效讀取範圍內，此時不記錄該目標地址；也就是說，此處是通過僅記錄在有效讀取範圍內的標識卡的地址來反映標識卡的狀態，當然也可以通過其他方式來記錄標識卡的狀態信息，此處不再贅述。到目前為止，對一個地址的巡檢已經完成，接下來，將當前的目標地址加I得到下一個目標地址，然後按照與上面相同的方式對這個新的目標地址進行巡檢，直至所述地址範圍內的所有地址被檢測完畢。可以通過以下方式來判斷是否所有地址被檢測完畢，即判斷當前新的目標地址是否大於所述地址範圍的終止地址(最大地址)，如果是，則表示已完成對所有地址的檢測，此時將「巡檢完成標誌位」置位為1，巡檢結束，前面記錄下來的地址即構成該地址範圍內標識卡的狀態數據；否則繼續對該新目標地址的檢測。
[0035]以上描述了從處理器對與其相關聯的地址範圍內的標識卡進行狀態輪詢或巡檢的詳細過程，下面說明主處理器對與其相連的各從處理器進行狀態輪詢或巡檢的過程。
[0036]主處理器可以按照預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢，從各從處理器獲取所述狀態數據。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-l的η個數字編號，以一個數字編號來指代某個具體的從處理器。上電或復位後，首先將待檢測從處理器編號N設置為0，然後判斷該從處理器N是否已經完成對其地址範圍內的標識卡的巡檢工作，例如可以判斷該從處理器的「巡檢完成標誌位」，如果為I表示巡檢已經完成，如果為O表示尚未完成。
[0037]通過以上判斷，如果當前從處理器N已經完成對標識卡的巡檢，則主處理器向該該從處理器N發送數據請求信號，當該從處理器收到數據請求信號後將自已獲得的所有狀態數據傳輸至主處理器。為了減少數據量，在傳輸之前還可以對數據進行封裝和/或壓縮操作，然後再傳輸給主處理器。主處理器接收完後，將該從處理器編號N設置為(Ν+1)%η，其中％表示求餘操作，η表示與主處理器相連的從處理器的總數。接下來，按照與上面相同的方式對從處理器N進行狀態讀取，直至所有從處理器被檢測完畢。可以通過多種方式來判斷是否所有從處理器被檢測完畢，例如可以判斷當前最新的編號N是否等於0，若是，則表示已完成對所有從處理器的檢測，否則繼續對該從處理器N的檢測。
[0038]通過以上判斷，如果當前從處理器N尚未完成對標識卡的巡檢，則跳過該從處理器N繼續對下一個從處理器執行狀態讀取操作。[0039]主處理器在從各從處理器得到標識卡的狀態數據後，還可以將獲得的數據以主動或被動的方式傳輸給與該讀卡器相連的上位機，由上位機對這些數據做進一步的處理。其中，主動傳輸的方式是指所述主處理器以預設的周期或方式自動將獲得的所述狀態數據傳輸給與所述讀卡器相連的上位機，例如，可以根據需要靈活設置一個數值作為主處理器向上位機上傳數據的時間間隔，一旦時間間隔滿足該數值，主處理器則自發向上位機傳輸數據。當然，該數據也可以根據實際需求進行修改。另外，所述被動傳輸方式是指主處理器不會自發向上位機傳輸數據，只有當所述主處理器收到來自上位機的數據請求時,所述主處理器才會將獲得的所述狀態數據傳輸給上位機。這樣，上位機可以根據自身需求主動控制數據上傳的時間，而且，通過周期性地向讀卡器的主處理器發送數據請求信號，同樣能夠實現以特定間隔獲取數據的目的。
[0040]為了降低數據量及通信負荷，所述主處理器在將所述狀態數據傳輸給上位機之前還可以先將所述狀態數據封裝和/或壓縮成數據幀，然後再將該數據幀傳輸至上位機。另夕卜，讀卡器的主處理器與上位機之間通過RS485、TCP/IP、藍牙、或WiFi等現有的或者將來可能出現的通信方式傳輸數據。
[0041]為保證實時性，每個從處理器所分配的地址範圍不超過2000個，當標識卡在讀卡器無線信號覆蓋範圍內，從處理器所連接的無線射頻模塊自發射無線信號至接收到應答信號時間不會超過500us，一個巡檢周期總計不超過Is。更進一步地，當從處理器的數量超出主處理器的IO埠處理能力時，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的方式進行埠復用，例如可以採用CD4067等多路模擬開關來實現上述功能。
[0042]本發明所提出的巡檢式無線射頻讀卡器能夠大幅度提升標識卡的並發識別數，而且通過主、從處理器的協同工作，可以簡化對大量標識卡的管理。
[0043]本發明中各實施例提供的技術方案中的部分內容可以通過軟體編程實現，其軟體程序存儲在可讀取的存儲介質中，存儲介質例如:計算機中的硬碟、光碟或軟盤。
[0044]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種巡檢式無線射頻讀卡器，其特徵在於，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範圍相關聯，該地址列表或地址範圍用於指示至少一個待識別標識卡的地址； 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，在該從處理器的控制下對位於上述地址列表或地址範圍內的標識卡進行狀態輪詢，並將每次獲得的狀態數據返回該從處理器； 所述主處理器以預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢，從各從處理器獲取所述狀態數據。
2.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 所述主處理器以預設的周期或方式自動將獲得的所述狀態數據傳輸給與所述讀卡器相連的上位機。
3.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 當所述主處理器收到來自上位機的數據請求時，所述主處理器將獲得的所述狀態數據傳輸給上位機。
4.如權利要求2或3所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 所述主處理器在將所述狀態數據傳輸給上位機之前先將所述狀態數據封裝和/或壓縮成數據幀，然後將該數據幀傳輸至上位機。
5.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 每個所述從處理器自身存儲所述地址列表或地址範圍，或者 每個所述從處理器從外部讀取所述地址列表或地址範圍。
6.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 優選的，所述地址列表或地址範圍由所述主處理器分配。
7.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於，每個無線射頻模塊對標識卡進行狀態輪詢具體包括: 所述無線射頻模塊依次向上述地址列表或地址範圍內的每一個地址發送無線信號，如果收到具有該地址的標識卡返回的應答信號，則記錄該地址；如果沒有收到應答信號，則繼續向下一個地址發送無線信號，直至所述地址列表或地址範圍內的所有地址被檢測完畢，記錄的地址即構成所述狀態數據。
8.如權利要求1所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於，所述主處理器以預設的周期或方式對所述多個從處理器進行輪詢具體包括: 所述主處理器依次向每個與其相連的從處理器發送數據請求，每個從處理器在收到該數據請求後將自已獲得的所有狀態數據返回主處理器。
9.如權利要求8所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於，每個從處理器在將自已獲得的所有狀態數據返回主處理器之前先將所有狀態數據封裝和/或壓縮成數據幀，然後將該數據幀返回主處理器。
10.如權利要求3所述的無線射頻讀卡器，其特徵在於， 所述主處理器與從處理器之間通過高速總線傳輸數據，所述主處理器與上位機之間通過有線方式或無線方式傳輸數據；所述主處理器和/或從處理器為單片機；所述無線射頻模塊包括支持RFID雙向通信的射頻晶片； 當從處理器的數量超出主處理器的IO埠處理能力時，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，進行埠復用。
【文檔編號】G06K7/00GK103473519SQ201310374470
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】何瑞科, 鄧偉, 蘆增輝, 史鬱文, 王普, 聶琪, 王曉菲 申請人:西安重裝渭南光電科技有限公司