無線巡檢機的製作方法
2023-05-23 05:58:51 1
專利名稱：無線巡檢機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線巡檢機，屬射頻通信和電子巡檢的技術領域。
背景技術：
專利號和發明名稱分別為00127811.8和『帶事件記錄的電子巡檢機』的中國專利公開一種帶事件記錄的電子巡檢機，該巡檢機由單片機、信息探頭、存儲器、雙色發光管、音響器、通訊接口、內置電池、時鐘、供電電路和鍵盤組成，存儲器是EEPROM，信息探頭跨接在單片機的一個埠和地線之間，鍵盤含結束鍵和事件鍵，結束鍵和事件鍵分別跨接在單片機的另二個埠與地線之間。存儲器內存有控制鍵盤操作的程序段。該巡檢器與若干信息鈕一起聯用。若干信息鈕安放在大型房舍中巡檢人員必須進行巡檢的地方。例如，大型房舍為五層樓賓館，每層設置2個巡檢點，五層共設置10個巡檢點。每個巡檢點安放一枚信息鈕。巡檢人員攜帶該巡檢機執勤。平時時鐘在內置電池供電下工作，宛如一隻電子鐘。當巡檢人員抵達某個巡檢點時，他/她將該巡檢機的信息探頭與該巡檢點的信息鈕接觸啟動供電電路向單片機、存儲器、雙色發光管和音響器供電，並代替內置電池向時鐘供電；將當時時鐘的時間信息，即年、月、日、時、分、秒和採集到的從該信息鈕送出的、唯一的、能表示該巡檢點位置的位置信息，即該信息鈕的識別號碼一起存入暫存區內。接著，他/她收回該巡檢機。單片機執行控制鍵盤操作的程序段，該巡檢機進入記錄事件的工作流程。他/她通過操作鍵盤，把發生在該巡檢點的、用代碼N＝0～9表示的事件信息與暫存區內的時間信息和位置信息一起存入存儲器。代碼N的每一個數字所代表的事件由該巡檢機的用戶自行定義。然後，單片機令該巡檢機返回電子鐘工作狀態供電電路關閉，內置電池恢復向時鐘供電。巡檢人員下班後，交出該巡檢機。有關人員利用該巡檢機的通訊接口和外加電纜，使該巡檢機與上位機，即PC機聯機。PC機的顯示屏幕便顯示這一班的巡檢情況。上述技術雖能記錄巡檢信息巡檢人員的執勤情況和巡檢區域內的事件，但有以下缺點(1)該巡檢機的信息探頭必須與信息鈕接觸才能讀得該信息鈕的識別號碼。(2)該巡檢機必須通過外加電纜才能將其存儲器內存儲的巡檢信息傳給PC機。
專利號和發明名稱分別為US6172609和『Reader for RFIDSystem(電子標籤識別系統的閱讀器)』的美國專利公開了一種電子標籤閱讀器。該閱讀器專用來閱讀無源電子標籤，即內部不含電源的電子標籤。該閱讀器含線圈、驅動器、信號分析電路和存儲器。驅動器定時驅動線圈。線圈受驅動期間，線圈周圍形成射頻磁場。當無源電子標籤位於該射頻磁場內時，該標籤的線圈中產生射頻感應電壓，將該電壓整流、濾波後向該標籤供電。該標籤因得到電能而工作將存儲在該標籤內的相當於識別號碼的標籤數據轉換為調製信號，經該標籤的線圈發送至該閱讀器的線圈，該閱讀器的信號分析電路對該調製信號進行解調，得到相當於該標籤識別號碼的標籤數據信號，並將該標籤數據信號存儲在該閱讀器的存儲器中。至此，該閱讀器完成了對一片電子標籤識別號碼的閱讀。無源電子標籤從閱讀器得到供電工作，兩者必需靠近，甚至貼近。因此上述技術有以下缺點(1)閱讀器的閱讀距離有限，嚴重影響閱讀器的應用。(2)閱讀器需為無源電子標籤供電，輸出的射頻信號功率大，工作時會對附近的通信設備和電視機造成幹擾。
採用上述的電子標籤閱讀器和無源電子標籤可構成無線巡檢系統。專利號和發明名稱分別為CA 2442895和『A method and apparatusfor monitoring attendance(一種出勤監督方法和裝置)』的加拿大專利公開一種用於大型商場的、與無線巡檢系統類似的清潔工出勤監督系統。該系統由若干電子標籤閱讀器、若干無源電子標籤、一臺印表機和一臺伺服器，即PC機組成，清潔工每人持一張無源電子標籤上崗，若干電子標籤閱讀器均勻地安置在商場的各處，所有電子標籤閱讀器通過區域網與伺服器連接在一起，印表機與伺服器連接。例如，將商場的營業區域均分為800個點，即小區域，由50名清潔工負責清掃，每人清掃16個點，要求每15分鐘完成一個點的清掃工作。每個點安置一臺電子標籤閱讀器，每臺電子標籤閱讀器經區域網與伺服器連接。印表機直接與伺服器連接。整個清潔工出勤監督系統在伺服器的控制和指揮下運行。伺服器以一次使50個電子標籤閱讀器工作15分鐘的方式，依次使800臺電子標籤閱讀器輪番工作。50個工作的電子標籤閱讀器的所在區域就是50名清潔工正在清掃的區域，即轄區，任一個清潔工只要在規定的時段內抵達自己的轄區，把自己所持的無源電子標籤靠近自己轄區的電子標籤閱讀器，電子標籤閱讀器讀得持標籤人的識別號碼，即無源電子標籤的識別號碼和持標籤人到崗的時間，再將該識別號碼和該到崗時間連同其本身的編號經區域網傳送至伺服器。伺服器將識別號碼、到崗時間和電子標籤閱讀器的編號連同當日的日期合為一條出勤記錄，存儲在其內的硬碟上。下一個15分鐘的時段，伺服器使位於50名清潔工下一個轄區的50個電子標籤閱讀器工作……就這樣，每隔4小時，伺服器完成一次將50名清潔工清掃整個商場一次的全部出勤記錄存檔的工作。必要時，還可令印表機將任何一位清潔工的部分或全部出勤記錄列印出來。上述技術雖能監督清潔工出勤，但有以下缺點(1)採用大量閱讀器和區域網結構，整個出勤監督系統的建設成本昂貴。(2)每個時段僅一小部分閱讀器工作，整個出勤監督系統的資源浪費嚴重，工作效率低。
發明內容
本發明要解決的技術問題是推出一種無線巡檢機。該巡檢機與有源電子標籤聯用，組成無線巡檢系統。所述的有源電子標籤是節電型的，平時處在無線發射狀態，將它的標籤識別信號間歇地向空中發射。該巡檢機不僅能記錄巡檢人員的執勤情況的巡檢信息，而且還有以下優點(1)無線閱讀有源電子標籤。(2)無線上報巡檢信息。
本發明採用以下的技術方案解決上述的技術問題一種無線巡檢機，含單片機系統，即單片機及其外圍電路，外圍電路包括晶振、復位電路、外部存儲器、第一開關、第二開關、第三開關、第一指示燈、第二指示燈、第三指示燈和穩壓電源電路，其特徵在於，它還含無線數據收發模塊和天線，無線數據收發模塊分別與單片機和天線連接。
現結合附圖詳細說明本發明的技術方案。一種無線巡檢機，含單片機系統1，即單片機U2及其外圍電路，外圍電路包括晶振、復位電路、外部存儲器4、第一開關K1、第二開關K2、第三開關K3、第一指示燈L1、第二指示燈L2、第三指示燈L3和穩壓電源，外部存儲器4是EEPROM，單片機U2內含中央處理器和內部存儲器，內部存儲器是存儲有控制和指揮中央處理器執行以下操作單片機系統1的初始化、設置外圍電路的工作狀態、控制數據在外圍電路和外部存儲器4之間流動的程序的存儲器，第一開關K1、第二開關K2、第三開關K3分別與單片機U2的P28、P27、P26端連接，其特徵在於，它還含無線數據收發模塊2和天線3，無線數據收發模塊2由第一電阻R1、第二電阻R2，第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9，第一電感L1、第二電感L2，晶體X1，集成電路U1和天線3組成，集成電路U1含發射機和接收機各一部，發射機和接收機的工作頻率各不相同，集成電路U1的VSS腳、VSS-PA腳和TEST腳連接後接地，VCC腳和PWR-UP腳連接後接+3V端，第五電容C5和第六電容C6並聯後跨接在VCC腳和地線之間，第二電阻R2跨接在IREF腳和地線之間，第九電容C9跨接在ANT2腳和地線之間，第八電容C8跨接在ANT1腳和天線3之間，第一電感L1跨接在ANT2腳和ANT1腳之間，第二電感L2跨接在ANT1腳和VDD-PA腳之間，第二電容C2跨接在XC1腳和地線之間，第一電容C1跨接在XC2腳和地線之間，第一電阻R1和晶體X1並聯後跨接在XC1腳和XC2腳之間，第七電容C7跨接在DVDD腳和地線之間，集成電路U1的DR1腳、DR2腳、CS腳、CLK1腳、CLK2腳、DATA腳、Dout2腳和CE腳分別與無線數據收發模塊2的引出線DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE連接，無線數據收發模塊2的引出線DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE分別與單片機U2的P10、P22、P18、P16、P21、P17、P19、P23端連接，天線3與集成電路U1的發射機和接收機連接。
工作原理。
本發明的無線巡檢機需與若干有源電子標籤聯用，組成無線巡檢系統。每個有源電子標籤含一部發射機。所有的有源電子標籤的的發射頻率相同。所有的有源電子標籤的識別號碼都不相同。有源電子標籤安放在巡檢人員必須巡檢，即檢查和監管的地點。這樣就可利用有源電子標籤的識別號碼來表示巡檢點的位置。有源電子標籤平時處在無線發射狀態通過它的發射機間歇地向空中發射載有它的標籤識別號碼信息的信號。巡檢人員攜帶上述的無線巡檢機沿巡檢路線巡邏，通過利用該巡檢機接收沿路的有源電子標籤發出的信號，記錄它們的標籤識別數據和收到該信號的時間，就可實現對諸如學校、賓館、大廈、廠房、倉庫之類的大型房舍，輸電線路，鐵道路基等進行常規的安全監管。
現舉一例詳細說明之。某五層樓賓館，每層設置2個巡檢點，五層共設置10個巡檢點。任何兩個巡檢點之間的距離應大於20m。每個巡檢點安放一個有源電子標籤。本發明的無線巡檢機沒有電源開關，機內的電池始終向該巡檢機的電路供電。平時，該巡檢機處於休眠狀態，第一指示燈L1、第二指示燈L2、第三指示燈L3均不亮，機內僅晶振和受晶振控制的電子鐘正常工作。
巡檢人員開始執勤前，按第三開關K3，即喚醒/休眠開關，將該巡檢機喚醒，第一指示燈L1(紅燈)閃爍，該巡檢機進入巡檢工作狀態。在存儲在單片機U2內部存儲器內的程序的指引下，單片機U2的中央處理器執行以下操作完成單片機系統1的初始化；將無線數據收發模塊2設置成接收狀態如在距該巡檢機10m以內有有源電子標籤，那麼該標籤發出的信號通過該巡檢機的天線3和第八電容C8加在無線數據收發模塊2的接收機的ANT2腳和地線之間，該接收機對該信號進行處理，取出該信號所包含的有源電子標籤的標籤識別號碼的信息。有源電子標籤的發射頻率與該巡檢機的無線數據收發模塊2的接收機的接收頻率相同，確保該接收機能接收到有源電子標籤發出的信號。
然後，巡檢人員攜帶該無線巡檢機沿著巡檢路線巡邏。由於該巡檢機與十個有源電子標籤中的任何一個的距離大於10m，該巡檢機的接收機接收不到任何一個有源電子標籤發出的信號。當他/她巡邏到第一個巡檢點附近時，即他/她與第一個巡檢點的距離小於10m時，該巡檢機的接收機接收到安放在第一個巡檢點處的有源電子標籤發出的信號。該巡檢機的接收機對該信號進行處理，取出該信號所包含的該標籤的標籤識別號碼的信息。接著，在存儲在單片機U2內部存儲器內的程序的指引下，單片機U2的中央處理器執行以下操作將該標籤識別號碼的信息，即第一個巡檢點的地點信息與該接收機接收到上述信號時的時間信息，即電子鐘當時指示的時間信息年、月、日、小時、分、秒，一起存入外部存儲器4。至此，該巡檢機完成了對第一個巡檢點的巡檢信息的記錄。綜上，只要該巡檢機與有源電子標籤的距離小於10m，兩者不必緊貼，前者就能得到一個巡檢點的巡檢信息的記錄。當他/她沿著巡檢路線完成一次巡邏時，該巡檢機就能得到十個巡檢點的巡檢信息的記錄。
巡檢人員下班時，他/她按第三開關K3，即喚醒/休眠開關，第一指示燈L1(紅燈)熄滅，該無線巡檢機進入休眠狀態，相當於關機。
巡檢人員下班後，交出該巡檢機。有關人員按第一開關K1，即巡檢數據上報開關，第二指示燈L2(綠燈)閃爍，在存儲在單片機U2內部存儲器內的程序的指引下，單片機U2的中央處理器執行以下操作將無線數據收發模塊2設置成巡檢數據上報工作狀態，即無線發射狀態。單片機U2從外部存儲器4取出巡檢數據，通過引出線D1或D2送至無線數據收發模塊2，無線數據收發模塊2將巡檢數據連同該巡檢機的號碼數據和巡檢人員姓名數據一起作為調製信號，調製無線數據收發模塊2的發射機產生的載波信號，形成巡檢數據上報信號。該上報信號從無線數據收發模塊2的發射機的ANT1腳輸出，通過第一電感L1和第八電容C8加至天線3，再由天線3將該上報信號向空中發射。有關人員所用的PC機配置有能接收巡檢數據上報信號的無線接收接口。該無線接收接口接收到該巡檢機發出的該上報信號，對其進行處理後，取出其中含有的無線巡檢機號碼、巡檢人員姓名和巡檢情況的數據，作為一次巡檢的完整記錄，存儲在PC機的硬碟上。一次巡檢的完整記錄包括以下內容無線巡檢機號碼、巡檢人員姓名、巡檢點編號、巡檢點位置和到達巡檢點的時間，如下表所示。
表
綜上，該巡檢機不需通過外加電纜與PC機連接，就能以無線方式將其外部存儲器4內存儲的完整的巡檢信息向帶有無線接收接口的PC機上報。
完成巡檢數據上報後，如要繼續巡檢，按第二開關K2，即恢復喚醒開關，將該巡檢機喚醒，第二指示燈L2(綠燈)熄滅，第一指示燈L1(紅燈)閃爍，該巡檢機進入巡檢工作狀態；如要停止巡檢，按第三開關K3，即喚醒/休眠開關，第二指示燈L2(綠燈)熄滅，該巡檢機進入休眠狀態。
第三指示燈L3(黃燈)閃爍表示電池欠壓，應儘快對電池充電或更換電池。
與背景技術相比，本發明具有以下優點(1)無線閱讀有源電子標籤。該巡檢機不需與有源電子標籤接觸或緊貼，能以無線方式閱讀有源電子標籤的識別號碼，閱讀距離介於0～10m。
(2)無線上報巡檢信息。該巡檢機能以無線方式將其存儲器內存儲的巡檢信息向帶有無線接收接口的上位機，即帶有無線接收接口的PC機上報，不需要外加電纜。
圖1是本發明的無線巡檢機的面板示意圖。
圖2是本發明的無線巡檢機的電路框圖。
圖3是本發明的無線巡檢機的電路圖。
具體實施例方式
實施例本實施例具有圖2所示的結構，其中無線數據收發模塊2採用圖3所示的電路。無線數據收發模塊2所採用的元器件的規格為第一電阻R1、第二電阻R2的阻值分別為1M、22K；第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3的容量均為22PF，第四電容C4的容量為2.2nF，第五電容C5的容量為0.1μF，第六電容C6的容量為0.33nF，第七電容C7的容量為33nF，第八電容C8、第九電容C9的容量均為1PF；第一電感L1、第一電感L2的電感量分別為3.6nH、22nH；晶體X1的頻率為16MHz；集成電路U1的型號為nRF2401。
本發明的無線巡檢機特別適合於在大型房舍如賓館、大廈、學校、廠房、倉庫，輸電線路，鐵道路基等領域用作常規的安全監管。
權利要求
1.一種無線巡檢機，含單片機系統(1)，即單片機(U2)及其外圍電路，外圍電路包括晶振、復位電路、外部存儲器(4)、第一開關(K1)、第二開關(K2)、第三開關(K3)、第一指示燈(L1)、第二指示燈(L2)、第三指示燈(L3)和穩壓電源，外部存儲器(4)是EEPROM，單片機(U2)內含中央處理器和內部存儲器，內部存儲器是存儲有控制和指揮中央處理器執行以下操作單片機系統(1)的初始化、設置外圍電路的工作狀態、控制數據在外圍電路和外部存儲器(4)之間流動的程序的存儲器，第一開關(K1)、第二開關(K2)、第三開關(K3)分別與單片機(U2)的P28、P27、P26端連接，其特徵在於，它還含無線數據收發模塊(2)和天線(3)，無線數據收發模塊(2)由第一電阻(R1)、第二電阻(R2)，第一電容(C1)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)、第五電容(C5)、第六電容(C6)、第七電容(C7)、第八電容(C8)、第九電容(C9)，第一電感(L1)、第二電感(L2)，晶體(X1)，集成電路(U1)和天線(3)組成，集成電路(U1)含發射機和接收機各一部，發射機和接收機的工作頻率各不相同，集成電路(U1)的VSS腳、VSS-PA腳和TEST腳連接後接地，VCC腳和PWR-UP腳連接後接+3V端，第五電容(C5)和第六電容(C6)並聯後跨接在VCC腳和地線之間，第二電阻(R2)跨接在IREF腳和地線之間，第九電容(C9)跨接在ANT2腳和地線之間，第八電容(C8)跨接在ANT1腳和天線(3)之間，第一電感(L1)跨接在ANT2腳和ANT1腳之間，第二電感(L2)跨接在ANT1腳和VDD-PA腳之間，第二電容(C2)跨接在XC1腳和地線之間，第一電容C1跨接在XC2腳和地線之間，第一電阻(R1)和晶體(X1)並聯後跨接在XC1腳和XC2腳之間，第七電容(C7)跨接在DVDD腳和地線之間，集成電路(U1)的DR1腳、DR2腳、CS腳、CLK1腳、CLK2腳、DATA腳、Dout2腳和CE腳分別與無線數據收發模塊(2)的引出線DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE連接，無線數據收發模塊(2)的引出線DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE分別與單片機(U2)的P10、P22、P18、P16、P21、P17、P19、P23端連接，天線(3)與集成電路(U1)的發射機和接收機連接。
2.根據權利要求1所述的無線巡檢機，其特徵在於，無線數據收發模塊(2)所採用的元器件的規格為第一電阻(R1)、第二電阻(R2)的阻值分別為1M、22K；第一電容(C1)、第二電容(C2)、第三電容(C3)的容量均為22PF，第四電容(C4)的容量為2.2nF，第五電容(C5)的容量為0.1μF，第六電容(C6)的容量為0.33nF，第七電容(C7)的容量為33nF，第八電容(C8)、第九電容(C9)的容量均為1PF；第一電感(L1)、第一電感(L2)的電感量分別為3.6nH、22nH；晶體(X1)的頻率為16MHz；集成電路(U1)的型號為nRF2401。
全文摘要
一種無線巡檢機，屬射頻通信和電子巡檢的技術領域，含單片機系統，即單片機及其外圍電路，外圍電路包括晶振、復位電路、外部存儲器、第一開關、第二開關、第三開關、第一指示燈、第二指示燈、第三指示燈和穩壓電源電路，其特徵在於，它還含無線數據收發模塊和天線，無線數據收發模塊分別與單片機和天線連接，有無線閱讀有源電子標籤和無線上報巡檢信息的優點，特別適合於在大型房舍如賓館、大廈、學校、廠房、倉庫，輸電線路，鐵道路基等領域用作常規的安全監管。
文檔編號G07C1/00GK1707526SQ200510025149
公開日2005年12月14日 申請日期2005年4月18日 優先權日2005年4月18日
發明者黃朝美, 馬鈞 申請人:上海軼龍應用軟體開發有限公司