专利名称：采用arm处理器的集成式电梯智能卡控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电梯自动控制技术领域，特别是电梯智能卡自动控制器。
背景技术：
现有电梯控制技术中，采用智能卡对电梯的使用权限进行控制，是智能卡技术应用的一个方面。经过对现有的电梯智能卡控制技术(如专利号00129242.0公开的技术等)的调研，认为现有的智能卡电梯控制技术存在以下不足智能卡控制系统包括的分散部件过多，占用空间大。
智能卡控制器安装在原电梯选层按钮键盘与按钮控制器之间，接线较多。
采用继电器作为读卡器输出，每个选层按钮对应于智能卡控制器中一个继电器；当楼层按钮数目非常多时，该控制器内的继电器数目同样较多。
现有的智能卡控制系统记录乘客刷卡信息，缺少对乘客实际乘梯信息的检测。
现有的智能卡控制系统通常只具有读卡功能，不具有写卡或发卡功能。
发明内容本实用新型目的是解决现有技术存在的上述不足，提供一种采用ARM处理器的带串行通信口的集成式电梯智能卡自动控制器。
本实用新型提供的采用ARM处理器的集成式电梯智能卡控制器，包括ARM主处理器模块、智能卡处理模块、电梯信号转换模块、调试器接口、和电源转换器；ARM主处理器模块与电梯信号转换模块之间通过数据线双向连接，ARM主处理器模块经过输出数据线向电梯信号转换模块传送智能卡控制指令，ARM主处理器模块通过输入数据线接收电梯信号转换模块发送的电梯运行状态信息，电梯信号转换模块的通信口通过串行通信线双向连接电梯控制器；智能卡处理模块对内连接ARM主处理器模块，对外通过无线通信连接智能卡片；电源转换器对内连接ARM主处理器模块，对外通过电源线连接外部电源；调试器接口对内连接ARM主处理器模块，对外通过串行通信线连接手持调试器。
该电梯智能卡控制器还包括计算机接口，该计算机接口对内连接ARM主处理器模块，对外通过串行通信线连接计算机。
本新型的优点和积极效果该电梯智能卡控制器不需要对轿厢按钮线作任何改动，可以安装在电梯轿厢或者电梯大厅任意位置。记录乘客刷卡信息的同时检测乘客实际乘梯所去楼层。在紧急情况下，例如，火灾、地震该控制器能自动脱离原电梯控制系统，使电梯可以正常使用。该发明装置采用一体化集成设计，接线数量少，安装维修方便。可以根据卡片记录的乘梯次数确定持卡人对电梯的使用量，方便物业管理。
该电梯智能卡控制器还具有如下特点1、主处理器采用了基于ARM技术的32位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性，其结构是基于精简指令集计算机(RSIC)原理而设计的。
2、采用串行通信口与电梯主控制器进行交换数据。具有RS422通信口，可以与计算机通信或其它装置通信，可以下载或上传智能卡设置信息。调试器接口连接手持式调试器，同样可以下载或上传智能卡设置信息。
3、不但具有读卡功能，同时具有发卡功能。在连接手持调试器的情况下，本装置可以为任何楼层发行智能卡片。本发明中使用的智能卡片按照功能划分为保密切换卡、管理卡、普通卡、访客卡。
保密切换卡刷卡后，智能卡控制器在保密模式和开放模式之间切换。在保密模式下，乘客需要先刷卡后才能乘梯；在开放模式下，乘客不需要刷卡直接乘梯。
管理卡乘坐指定电梯的任意楼层。
普通卡乘坐指定电梯的部分楼层。
访客卡乘坐指定电梯的某个楼层，乘坐次数有限制。
上述各种类型的卡片，都受到如下条件的制约小区号、电梯号、有效期、允许时间段等。
因此，对于一张特定的智能卡卡片，它的使用权限是下述约束条件的交集，即必须在本小区使用；只能在本小区内的某部或多部或全部电梯使用；可以登记电梯的某一层、多层或全部楼层；在卡片所记载的有效期内；在卡片所记载的允许时间段内；刷卡次数没有超过所记载允许次数。
乘客刷卡后的乘梯信息会自动记录在读卡器中，包括卡号、姓名、电梯号、所去楼层、乘梯时间、刷卡次数等等。同时，刷卡次数也保存到卡片中。
图1是电梯智能卡控制器应用的总体结构示意图；图2是电梯智能卡控制器内部结构图；图3是电梯智能卡控制器的电气原理总图；图4是主处理器模块的电气原理图；图5是智能卡处理模块的电气原理图；图6是电梯信号转换模块的电气原理图7是调试器接口的电气原理图；图8是计算机接口的电气原理图；图9是电源转换器的电气原理图。
具体实施方式实施例1参考图1、图2如图1所示，本实用新型实际应用的总体结构示意图，除本发明集成式电梯智能卡控制器01以外，还包括原电梯控制器02、智能卡片03、外部电源04、手持调试器11、计算机05等其它外围部件。
其连接关系本新型控制器01通过串行通信线06双向连接原电梯控制器02；通过无线通信07与智能卡片03连接；通过电源线08连接外部电源04；通过串行通信线09双向连接手持调试器11；通过串行通信线10双向连接计算机05。
附图2说明了本装置内部结构图集成式电梯智能卡控制器01包括ARM主处理器模块01-1、电梯信号转换模块01-2、智能卡处理模块01-3、电源转换器01-4、调试器接口01-11、计算机接口01-5等部分组成。
ARM主处理器01-1是本发明控制器的中央控制器，它内部包含ARM微处理器、程序处理器、数据处理器、时钟电路等部分，它所存储的程序控制本发明装置中的其它模块的工作和数据传输。
电梯信号转换模块01-2对内连接主处理器模块01-1，对外通过串行通信线06连接原电梯控制器02。
智能卡处理模块01-3对内连接主处理器模块01-1，对外通过无线通信07连接智能卡片03。
电源转换器24对内连接主处理器模块01-1等内部模块，对外通过电源线08连接外部电源04。
调试器接口01-11对内连接主处理器模块01-1，对外通过串行通信线09连接手持调试器11。手持调试器11是一种通用的带有输入键盘和输出显示器的便携式调试装置，通过串行通信口与其它装置连接。本发明的电梯智能卡控制器本身不包括这种手持调试器，但是本发明提供与其连接的通信接口，同时为其提供电源。
计算机接口01-5对内连接主处理器模块01-1，对外通过串行通信线10连接计算机05。
实施例2具体结构参考图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9图3表示电梯智能卡控制器的电气原理总图。
图3与图2中的组成部分一一对应，但是图3对各部分之间的信号传递关系作了详细的描述。
主处理器模块01-1与电梯信号转换模块01-2之间的信号包括主处理器模块01-1发送给电梯信号转换模块01-2的数据信号E5、E6、E7、E8。
主处理器模块01-11接收电梯信号转换模块01-2传送的数据信号EINI、EIN2、EIN3、EIN4、EIN9、EIN10。
电梯信号转换模块01-2与原电梯控制器02之间的信号包括电梯信号转换模块01-2接收电梯控制器02发送的串行时钟信号E-CLK。
电梯信号转换模块01-2与电梯控制器02之间的双向串行数据信号E-DA。
电梯信号转换模块01-2与电梯控制器02之间的电源信号GND。
主处理器模块01-1与智能卡处理模块01-3之间的信号包括主处理器模块01-1发送给智能卡处理模块01-3的控制信号Z-RST、Z-CS。
主处理器模块01-1发送给智能卡处理模块01-3的串行时钟信号E-SCK。
主处理器模块01-1与智能卡处理模块01-3之间的双向串行数据信号E-SDA。
主处理器模块01-1与智能卡处理模块01-3之间的电源信号VCC、GND。
主处理器模块01-1与调试器接口01-11之间的信号包括主处理器模块01-1发送给调试器接口01-11的串行数据信号TXD0。
主处理器模块01-1接收调试器接口01-11发送的串行数据信号RXD0。
主处理器模块01-1与调试器接口01-11之间的电源信号VCC、GND。
调试器接口01-11与调试器11之间的信号包括调试器接口01-11发送给调试器11的差分串行数据信号T-A、T-B。
调试器接口01-11接收调试器11发送的差分串行数据信号R-A、R-B。
调试器接口01-11与调试器11之间的电源信号VCC、GND。
主处理器模块01-1与计算机接口01-5之间的信号包括主处理器模块01-1发送给计算机接口01-5的串行数据信号TXD1。
主处理器模块01-1接收计算机接口01-5发送的串行数据信号RXD1。
主处理器模块01-1与计算机接口01-5之间的电源信号VCC、GND。
计算机接口01-5与计算机05之间的信号包括计算机接口01-5发送给计算机05的差分串行数据信号TX-A、TX-B。
计算机接口01-5接收计算机05发送的差分串行数据信号RX-A、RX-B。
主处理器01-1与电源转换器01-4之间的连接关系电源转换器01-4向主处理器01-1提供直流电源VCC、3.3V和GND。
电源转换器01-4接收外部电源04传送的直流V+和GND。
图4表示主处理器模块的电气原理图；主处理器模块主要包括ARM处理器U3、复位电路U2。
ARM处理器U3是由PHILIPS公司生产的32位高性能ARM微控制器LPC2138，内部含有FLASH存储器512KB、SRAM存储器32K、两个全功能的串行通信口、JTAG编程口、实时时钟等。
复位电路U2型号X5165是一个可编程看门狗电路，同时内部含有可读写的EEPROM存储器2KB，用于存储读卡器的设置参数。
复位电路U2中存储的读卡器参数包括电梯号、保密标志和楼层参数，每个楼层参数包括允许卡号、有效期限、开放时间、刷卡次数等。
ARM处理器U3与复位电路U2之间通过双向串行SPI总线连接，总线信号包括X-CS、X-SCK、X-SO、X-SI。
ARM处理器U3连接实时时钟电池V3，型号CR2032，同时连接振荡器XT3，频率32.768KHZ。
ARM主处理器U3同时连接蜂鸣器B1作为声音输出，连接LED1和LED2作为指示输出。
除上述以外，ARM主处理器U3连接如图3所示其它模块或接口。
图5表示智能卡处理模块的电气原理图；智能卡处理模块01-3的功能是读写非接触式智能卡片03。
本实施例选用的是PHILIPS公司生产的MIFARE1卡片和广州周立功公司生产的ZLG500A型读写卡模块U1。读写卡模块U1直接与射频天线ANT1连接，载波频率13.56MHZ，数据位编码NRZ-L。
图6表示电梯信号转换模块的电气原理图；电梯信号转换模块01-2包括电梯总线信号译码电路和电梯信号处理器。信号译码电路主要由U22比较器LM393完成。信号处理器主要由U23微控制器L5D完成，U23负责串行信号与并行信号之间的相互转换，在主处理器U3和原电梯控制器之间起信号格式转换作用。
图7表示调试器接口的电气原理图；调试器接口01-11的功能是串行信号格式的转换，将电平信号与差分信号相互转换，主要由U17、U18完成，U17、U18型号是SN75176。
图8是计算机接口的电气原理图；计算机接口01-5的功能是串行信号格式的转换，将电平信号与差分信号相互转换，主要由U4、U5、U6完成，U4、U5型号是TLP521-1，U6型号是SN75176。
图9是电源转换器的电气原理图；电源转换器01-4的功能是将外部电源经过两级转换，变为内部直流电源，包括5V、3.3V两路直流输出，为本发明装置提供工作电源。
电源转换器01-4主要包括稳压器V1型号LM2576，输出5V直流电源；稳压器V2型号SPX1117-33，输出3.3V直流电源。
权利要求1.一种采用ARM处理器的集成式电梯智能卡控制器，其特征是该电梯智能卡控制器包括ARM主处理器模块、智能卡处理模块、电梯信号转换模块、调试器接口、和电源转换器；ARM主处理器模块与电梯信号转换模块之间通过数据线双向连接，ARM主处理器模块经过输出数据线向电梯信号转换模块传送智能卡控制指令，ARM主处理器模块通过输入数据线接收电梯信号转换模块发送的电梯运行状态信息，电梯信号转换模块的通信口通过串行通信线双向连接电梯控制器；智能卡处理模块对内连接ARM主处理器模块，对外通过无线通信连接智能卡片；电源转换器对内连接ARM主处理器模块，对外通过电源线连接外部电源；调试器接口对内连接ARM主处理器模块，对外通过串行通信线连接手持调试器。
2.根据权利要求1所述的采用ARM处理器的集成式电梯智能卡控制器，其特征是该电梯智能卡控制器还包括计算机接口，该计算机接口对内连接ARM主处理器模块，对外通过串行通信线连接计算机。
专利摘要一种采用ARM处理器的集成式电梯智能卡控制器。包括ARM主处理器模块，该模块分别连接电梯信号转换模块、智能卡处理模块、电源转换器、调试器接口；电梯信号转换模块连接电梯控制器；智能卡处理模块连接智能卡片；调试器接口连接手持调试器。该电梯智能卡控制器不需要对轿厢按钮线作任何改动，可以安装在电梯轿厢或者电梯大厅任意位置。记录乘客刷卡信息的同时检测乘客实际乘梯所去楼层。在紧急情况下，例如，火灾、地震该控制器能自动脱离原电梯控制系统，使电梯可以正常使用。该发明装置采用一体化集成设计，接线数量少，安装维修方便。可以根据卡片记录的乘梯次数确定持卡人对电梯的使用量，方便物业管理。
文档编号B66B1/00GK2892778SQ20052012405
公开日2007年4月25日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者张德军, 张德民 申请人:天津普瑞科技有限公司