全功能一卡通控制系统的制作方法

文档序号:6658727
专利名称:全功能一卡通控制系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种一卡通控制系统,尤其是涉及一种兼有刷卡消费及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统、建筑物内的电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等的工作状况的全功能一卡通控制系统。
背景技术
现 有一卡通技术应用范围局限于刷卡消费,以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等,而且,这些功能必须通过不同的卡来实现刷卡消费是一种银行发行的磁卡或IC卡,控制门禁系统和电梯管理系统的卡则为工作单位配备,停车场进出管理系统的卡由用户居住的小区发放,因此,用户必须携带很多卡,才能正常地生活和工作,使用起来很不方便。现有一卡通技术的应用范围很窄,除了具有上述功能之外,还不能涉及生活的其他领域,局限于经济收入为中高端的用户。中国发明专利200610004049. X公开了一种建筑采暖及电器设备智能控制系统,其采用有源射频卡,远距离控制很多与人们生活息息相关的各种设备,将卡的应用范围拓展到控制建筑物内的所有电器设备、煤气设备、采暖设备、供水设备等的启闭,并配备温度控制装置,根据用户活动情况控制采暖设备、空调设备的工作温度和工作状况,实现行为节能和建筑安全管理。但是,这种卡不能与现有一卡通技术兼容,而且,这种有源射频卡实现刷卡消费,以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等时,会出现误动作当用户经过读卡器附近时,用户不需要消费,但该读卡器会自动从用户卡种划走一定数额的款项;当用户从办公室门前经过而不需要进入时,门锁会自动打开,用户使用起来也很不方便。为拓展一卡通技术的使用范围,并使一张卡兼有多种功能,中国专利200810038002. 4公开了一种安全双频一卡通技术,采用一张卡封装高频电子标签和超高频电子标签,但这种卡体积过大,不适合随身携带,很难推广应用。中国专利201020123978. 4公开了一种双界面智能卡,采用的智能卡包括接触式智能卡单元和基于ZigBee无线网络节点单元,同样也存在体积过大,不适合随身携带,很难推广应用等缺陷。中国专利200610109621. 9公开了一种超级一^^通互动定位预警系统及其方法,采用单一的RFID射频卡,虽然说明书中指出了其具有实现定位、考勤、巡更等多种功能,但实际应用时,其并不能进行刷卡消费、停车管理、乘坐电梯的控制,适用范围仍然较小。上述技术都是在卡上进行改造,难以实现拓展智能卡应用范围的目的,也就无法实现真正意义上的一卡通应用。

发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺陷,本发明提供一种使用方便,体积较小,适用范围广的全功能一卡通控制系统本发明的技术方案为一种全功能一卡通控制系统,包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器,射频读卡器与控制器双向连接,射频卡与射频读卡器无线连接,所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器,所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连,所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。进一步,能对建筑物内电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器,在对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行控制时,其原理与中国专利200610004049X建筑采暖及电器设备智能控制系统公开的技术方案相同。进一步,所述射频卡包括单片机、电池、接收/发射共用天线、EEPROM存储电路和状态指示电路和射频芯片;射频芯片与单片机、接收/发射共用天线双向连接,单片机与状态指示电路连接,电池与单片机、EEPROM存储电路和射频芯片连接,单片机与EEPROM存储电路双向连接。进一步,所述射频卡的射频芯片可为nRF9E5单片射频通信芯片。进一步,所述射频卡的接收/发射共用天线采用单端天线或比环形天线通信距离更远的天线。本发明所述射频卡与中国专利200610004049X公开的建筑采暖及电器设备智能控制系统的射频卡的区别在于本发明采用的是单端天线,而专利200610004049X采用的是环形天线。由于单端天线比环形天线具有更大的天线增益控制能力,从而可以使得本发明可以具有更远的读卡距离或者更近的读卡距离。进一步,所述射频读卡器与控制器之间通过RS-485串行总线双向连接。进一步,所述射频读卡器包括单片机、EEPROM存储电路、接收/发射共用天线、电源电路、RS-485串行接口电路、时钟电路、状态指示电路、显示器、语音产生电路和射频芯片;射频芯片分别与接收/发射共用天线、单片机双向连接,单片机与RS-485串行接口电路和EEPROM存储电路双向连接,单片机与状态指示电路、电源电路、时钟电路、语音产生电路和显示器连接,电源电路还与时钟电路、显示器和语音产生电路连接。进一步,所述射频读卡器的射频芯片和单片机可采用nRF9E5单片机射频芯片。近距离射频读卡器和远距离射频读卡器实为一个射频读卡器设备,只是通过去除天线的方法实现近距离和远距离两种功能。所述门禁控制器与中国专利03234742. I公开的智能门禁控制器类似,但射频读卡器为本发明所述结构。所述电梯控制器的控制方式与中国专利00129242. O公开的智能卡电梯管理系统及方法类似,但射频读卡器为本发明所述结构。所述停车场道闸控制器与中国专利200510036543. X公开的智能化停车场管理系统中的道闸控制部分类似。本发明使用方便,体积较小,适用范围广,采用一张射频卡实现刷卡消费,以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等功能之外,还可控制建筑物内的电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备的工作状况,从而实现行为节能控制、安全管理、金融服务等多功能综合管理和控制。



图I为本发明全功能一卡通系统构成框 图2为本发明系统射频卡框 图3为本发明系统射频卡的实施电路 图4为本发明系统射频读卡器的构成 图5为本发明系统射频读卡器的实施电路图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参照图1,全功能一卡通系统包括控制器I、射频读卡器2、射频卡3,其中,射频读卡器2与控制器I之间通过RS-485串行总线双向连接,射频卡3与射频读卡器2无线连接,所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器,所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连,所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。所述远距离射频读卡器通过控制器I控制电气设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等,所述近距离射频读卡器通过控制器I控制门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等。参照图2,所述射频卡3包括单片机3-1、电池3-2、接收/发射共用天线3_3、EEPROM存储电路3-4和状态指示电路3_5和射频芯片3_6 ;射频芯片3_6与单片机3_1、接收/发射共用天线3-3双向连接,单片机3-1与状态指示电路3-5连接,电池3-2与单片机3-1、EEPROM存储电路3-4和射频芯片3_6连接,单片机3_1与EEPROM存储电路3_4双向连接。参照图3,射频卡3实施电路中,单片机3-1和射频芯片3-6为瑞典Nodric公司的nRF9E5单片机射频芯片,nRF9E5芯片本身的发射频率为433MHz,发射功率<10mW,nRF9E5是一款工作频率为433/868/915MHZ的智能射频芯片,该芯片采用I. 9疒3. 6V单电源供电,32脚QFN封装(5 X 5mm),发射功率为IOdBm,接收灵敏度-IOOdBm,在低功耗时电流仅2. 5 μ A,特别适合采用电池供电,适用于无线键盘、无线电话、无线耳机、产业无线传感器、遥控器和无线警报器等;接收发射共用天线3-3的阻抗选用为75欧姆,因此采用电容C12、C15、C3、电感LI、L2、L3构成滤波和阻抗匹配电路,将所接收的频率选择出来,并滤除倍频载波;存储电路3-4采用Atmel公司的25ΑΑ320芯片,可以将nRF9E5单片机运行所需要的程序烧写在其上,系统上电时,nRF9E5芯片将自动加载EEPROM中的程序;对于状态指示电路3_5,两个发光二极管D1、D2,可以组合四种状态,即异常、发现读卡器、休眠、电力不足。用户的密码信息存在存储电路3-4中,平时射频芯片3-1、接收发射共用天线3-3不发射信号,只处于接收状态,以省电,当收到信息时,射频芯片3-6通过接收发射共用天线3-3向系统回馈信肩、O参照图4,所述射频读卡器2包括单片机2-1、EEPROM存储电路2_2、接收/发射共用天线2-3、电源电路2-4、RS-485串行接口电路2_5、时钟电路2_6、状态指示电路2_7、显示器2-8、语音产生电路2-9和射频芯片2-10 ;射频芯片2-10分别与接收/发射共用天线2-3、单片机2-1双向连接,单片机2-1与RS-485串行接口电路2_5和EEPROM存储电路2-2双向连接,单片机2-1与状态指示电路2-7、电源电路2-4、时钟电路2_6、语音产生电路2-9和显示器2-8连接,电源电路2-4还与时钟电路2-6、显示器2_8和语音产生电路2_9连接。通过去除接收/发射共用天线2-3的方法,可以缩短读卡器的阅读范围,从而构成近距离的读卡器,增加接收/发射共用天线2-3即成为远距离读卡器。参照图5,所述射 频读卡器2实施电路中,单片机2-1和射频芯片2-10为瑞典Nodric公司的nRF9E5单片机射频芯片,nRF9E5芯片本身的发射频率为433MHz,发射功率<IOmff, nRF9E5是一款工作频率为433/868/915MHz的智能射频芯片;存储电路2_2采用Atmel公司的25AA320芯片,可以将nRF9E5单片机运行所需要的程序烧写在其上,系统上电时,nRF9E5芯片将自动加载EEPROM中的程序;接收发射共用天线2_3,与采用电容C12、C15、C3、电感LI、L2、L3构成的滤波和阻抗匹配电路连接;为了能够改变读卡器的阅读范围,可以将其接收/发射共用天线2-3和滤波和阻抗匹配电路去除,即可缩短读卡器的阅读距离。用户的密码信息存在存储电路2-2中,当接收到信息时,射频芯片2-10通过接收发射共用天线2-3向系统发出回应信息;电源电路2-4包括三个二极管,提供合适的电源给单片机;对于状态指示电路2-7,发光二极管D1、D2和蜂鸣器,可以提示读卡器异常、发现读卡器休眠。时钟电路2-6包括RX-8025芯片及其附属元件,RX-8025是一种具有高精度的、包括32. 768kHz晶振时钟I2C总线接口的实时时钟芯片。RS-485串行接口电路2_5采用MAX485芯片,MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS — 485芯片,完成将TTL电平转换为RS - 485电平的功能。
权利要求
1.一种全功能一卡通控制系统,包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器,其特征在于,所述射频读卡器与控制器双向连接,射频卡与射频读卡器无线连接,所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器,所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器相连,所述远距离射频读卡器与能对电器设备、 煤气设备、供暖设备、供水设备进行远距离控制的控制器相连。
2.根据权利要求I所述的全功能一卡通控制系统,其特征在于,所述所述射频卡包括单片机、电池、接收/发射共用天线、EEPROM存储电路和状态指示电路和射频芯片;射频芯片与单片机、接收/发射共用天线双向连接,单片机与状态指示电路连接,电池与单片机、 EEPROM存储电路和射频芯片连接,单片机与EEPROM存储电路双向连接。
3.根据权利要求2所述的全功能一卡通控制系统,其特征在于,所述射频卡的接收/发射共用天线为单端天线或比环形天线通信距离更远的天线。
4.根据权利要求I或2所述的全功能一卡通控制系统,其特征在于,所述射频读卡器包括单片机、EEPROM存储电路、接收/发射共用天线、电源电路、RS-485串行接口电路、时钟电路、状态指示电路、显示器、语音产生电路和射频芯片;射频芯片分别与接收/发射共用天线、单片机双向连接,单片机与RS-485串行接口电路和EEPROM存储电路双向连接,单片机与状态指示电路、电源电路、时钟电路、语音产生电路和显示器连接,电源电路还与时钟电路、显示器和语音产生电路连接。
全文摘要
全功能一卡通控制系统,其包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器,所述射频读卡器与控制器双向连接,射频卡与射频读卡器无线连接,所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器,所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连,所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。本发明使用方便,体积较小,适用范围广。
文档编号G07C9/00GK102622810SQ20121001977
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月21日 优先权日2012年1月21日
发明者谷振宇 申请人:谷振宇
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