一种3g矿用阅读器及自检方法
【专利摘要】本发明公开了一种3G矿用阅读器及自检方法，一种3G矿用阅读器，其中，包括控制器、储存有控制程序及用以唯一标识3G矿用阅读器的编号的第一储存装置、用于储存数据的第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置和无线通讯装置；控制器分别于第一储存装置、第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置、第一无线通讯装置及第二无线通讯装置连接；无线通讯装置包括3G通讯模块。其技术方案的有益效果是：通过射频卡实现对过往人员和车辆的定位，多种通讯方式保证设备的可靠运行，每种通讯模式对应独立的指示灯可在恶劣条件下识别设备的工作情况，具备联机和脱机自检手段对网络依赖小，可于一段时间内脱网独立工作。
【专利说明】—种3G矿用阅读器及自检方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种射频读卡器，尤其涉及一种3G矿用阅读器及自检方法。
【背景技术】
[0002]随着国家对矿山安全和矿山信息化建设的越来越重视，以及矿山企业在经历一段时期高速发展期后，为满足日益提高的企业效率、安全性的目标，对提升矿山现代化、信息化装备形成了充分而迫切的需求。
[0003]现有的矿山信息化系统大多建立在语音传送的基础上，由于矿山环境复杂，工况恶劣，该类系统往往无法很好的工作，系统的稳定性较差，且功能的扩展性差，很难实现对矿山内人员和车辆的精确定位管理，无法适应矿山的安全需要。
【发明内容】
[0004]针对现有的矿山信息化系统存在的上述问题，现提供一种用于矿山信息化系统中使用的一种3G矿用阅读器及自检方法。
[0005]具体技术方案如下:
一种3G矿用阅读器，其中，包括控制器、储存有控制程序及用以唯一标识所述3G矿用阅读器的编号的第一储存装置、用于储存数据的第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置和无线通讯装置；
所述控制器分别与所述第一储存装置、所述第二储存装置、所述射频收发装置、所述有线通讯装置、所述第一无线通讯装置及所述第二无线通讯装置连接；
所述射频收发装置通过收发射频信号读取射频卡中的数据并经由所述控制器储存至所述第二储存装置；
所述有线通讯装置或所述无线通讯装置与上位机连接通讯并获取上位机的控制指令后传送至所述控制器，所述控制器根据接收到的所述控制指令以及第一储存装置内的控制程序调整各装置的工作参数；
所述有线通讯装置或所述无线通讯装置定期将所述第二储存装置中的数据添加上所述第一储存装置内储存的所述编号发送至上位机；
所述有线通讯装置或所述无线通讯装置根据与上位机或手持设备连接通讯并获取所述控制程序的升级数据后通过所述控制器储存入所述第一储存装置；
所述无线通讯装置包括3G通讯模块。
[0006]优选的，所述有线通讯装置包括以太网通讯模块，CAN总线通讯模块以及RS485通讯模块，所述有线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上位机或手持设备连接通讯。
[0007]优选的，所述无线通讯装置包括Zigbee通讯模块和Wifi通讯模块，所述无线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上位机或手持设备连接通讯。
[0008]优选的，所述有线通讯装置和所述无线通讯装置中的所有通讯模块均独立设有以颜色区分的指示灯。
[0009]优选的,包括全向天线和180度定向天线,所述全向天线和180度定向天线分别与所述无线通讯装置连接。
[0010]优选的，还包括一箱型壳体，所述全向天线设置于所述壳体顶面，所述180度定向天线设置于所述壳体侧面。
[0011]优选的，所述射频收发装置包括第一射频收发模块和第二射频收发模块，所述第一射频收发模块和所述第二射频收发模块分别设有独立的射频天线。
[0012]优选的，所述控制器与所述第一储存装置主要由微控制单元形成。
[0013]一种3G矿用阅读器的自检方法，其中，包括上述3G矿用阅读器，所述微控制单元通过通讯协议中设立的自检指令进行自检，所述自检指令中设立常态时为正常的微控制单元自检状态标志，当所述3G矿用阅读器上电或重启且所述第一储存装置中的控制程序成功启动后将所述微控制单元自检状态标志设置为非正常状态，并通过所述有线通讯装置或者所述无线通讯装置传送至上位机；
所述CAN总线通讯模块通过置位CAN总线控制器模式寄存器进入自测试模式，验收滤波器进行相应的配置，使用自接收请求时，所述CAN总线通讯模块发送的报文被重新接收并存放到接收缓冲器中，并通过读取接收缓冲器中的报文判断自检结果；
所述以太网通讯模块自检时发送的检测数据通过MAC发送接口被回送到MAC接收接口重新接收，实现自测试；
所述Zigbee通讯模块通过读写Zigbee通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存至所述第二储存装置；
所述Wifi通讯模块通过读写Wifi通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存至所述第二储存装置；
所述射频收发装置于所述3G矿用阅读器工作间隙，于所述第一射频收发模块及所述第二射频收发模块间相互通讯，若无法接收相互间的信息则通过所述有线通讯装置或者无线通讯装置向上位发送射频故障信息。
[0014]优选的，还包括电压自检和设备温度自检；
所述控制程序内预设有根据所述3G矿用阅读器硬件配置确定的电压基准下限值，所述为控制单元中的模数变换部件采集系统电压，当所述系统电压低于所述电压基准下限值时所述为控制单元将故障信息储存至所述第二储存装置；
所述3G矿用阅读器的线路主板上设有温度传感器，所述温度传感器与所述为控制单元连接以监控所述3G阅读器内部的温度。
[0015]上述技术方案的有益效果是:
通过射频卡实现对过往人员和车辆的定位，多种通讯方式保证设备的可靠运行，每种通讯模式对应独立的指示灯可在恶劣条件下识别设备的工作情况，具备联机和脱机自检手段对网络依赖小，可于一段时间内脱网独立工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明一种3G矿用阅读器的逻辑结构示意图；
图2为本发明一种3G矿用阅读器的壳体及天线的结构示意图。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0018]如图1所示，本发明一种3G矿用阅读器，其中，包括控制器、储存有控制程序及用以唯一标识3G矿用阅读器的编号的第一储存装置、用于储存数据的第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置和无线通讯装置；控制器分别于第一储存装置、第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置、第一无线通讯装置及第二无线通讯装置连接；射频收发装置通过收发射频信号读取射频卡中的数据并经由控制器储存至第二储存装置；有线通讯装置或无线通讯装置与上位机连接通讯并获取上位机的控制指令后传送至控制器，控制器根据接收到的控制指令以及第一储存装置内的控制程序调整各装置的工作参数；有线通讯装置或无线通讯装置定期将第二储存装置中的数据添加上第一储存装置内储存的编号发送至上位机；有线通讯装置或无线通讯装置根据与上位机或手持设备连接通讯并获取控制程序的升级数据后通过控制器储存入第一储存装置；无线通讯装置包括3G通讯模块。
[0019]上述技术方案的工作原理是，整个系统在控制程序的控制下运行，当持有射频卡的人员或者车辆经过3G矿用阅读器时，射频收发装置读取过往的射频卡中的数据并储存至第二储存装置中，当储存至预定数量的数据或者间隔预定时间后，通过有线通讯装置或者无线通讯装置将第二储存装置中的数据发送至上位机。其中有线通讯装置可以包括以太网通讯模块，CAN总线通讯模块以及RS485通讯模块，有线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上位机或手持设备连接通讯；无线通讯装置包括Zigbee通讯模块和Wifi通讯模块，无线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上位机或手持设备连接通讯。有线通讯装置和无线通讯装置中的所有通讯模块均独立设有以颜色区分的指示灯。设置多种不同工作方式的通讯模块有利于在矿山复杂条件下保持整个系统工作的可靠性，同时通过为每个通讯模块设置独立的以颜色区分的指示灯可有利于在没有光线的条件下，如井下，实时的掌握3G矿用阅读器的工作情况。
[0020]于上述技术方案基础上，进一步的，如图2所示，包括全向天线I和180度定向天线2，全向天线I和180度定向天线2分别与无线通讯装置连接。当3G矿用阅读器于地面环境使用时可使用全向天线1，如在复杂的不利于无线信号传输的环境下使用时可采用180度定向天线2，天线之间的切换可通过硬件开关，也可通过于控制程序中设置切换指令由上位机进行控制。在此基础上，还包括一箱型壳体3，3G矿用阅读器的硬件设置于该壳体3内，全向天线I设置于壳体3顶面，180度定向天线2可设置于壳体3侧面。
[0021]于上述技术方案基础上，进一步的，射频收发装置包括第一射频收发模块和第二射频收发模块，第一射频收发模块和第二射频收发模块分别设有独立的射频天线。通过设置两个射频收发装置可同时并发阅读较多的射频卡，且两个模块间相互不会干扰，对于人员流量较大的场合可有效避免漏读的情况。
[0022]于上述技术方案基础上，进一步的，控制器与第一储存装置可主要由微控制单元(MCU)形成。采用微控制器可提高3G矿用阅读器的功能扩展能力，需要扩展功能时只需增加硬件模块与MCU的连接以及在控制程序中添加适当的代码即可。
[0023]本发明的实施方式中还包括一种3G矿用阅读器的自检方法，其中，包括上述3G矿用阅读器，微控制单元通过通讯协议中设立的自检指令进行自检，自检指令中设立常态时为正常的微控制单元自检状态标志，当3G矿用阅读器上电或重启且第一储存装置中的控制程序成功启动后将微控制单元自检状态标志设置为非正常状态，并通过有线通讯装置或者无线通讯装置传送至上位机；
CAN总线通讯模块通过置位CAN总线控制器模式寄存器进入自测试模式，验收滤波器进行相应的配置，使用自接收请求时，CAN总线通讯模块发送的报文被重新接收并存放到接收缓冲器中，并通过读取接收缓冲器中的报文判断自检结果；
以太网通讯模块自检时发送的检测数据通过MAC发送接口被回送到MAC接收接口重新接收，实现自测试；
Zigbee通讯模块通过读写Zigbee通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存
至第二储存装置；
Wifi通讯模块通过读写Wifi通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存至第
二储存装置；
射频收发装置于3G矿用阅读器工作间隙，于第一射频收发模块及第二射频收发模块间相互通讯，若无法接收相互间的信息则通过有线通讯装置或者无线通讯装置向上位发送射频故障信息。
[0024]由于3G矿用阅读器的使用环境非常复杂且工况恶劣，因此通过自检可保证系统工作的稳定性，当系统中的某个或某些模块发生故障时通过自检可及时侦知，并通过其他模块将故障信息传送至上位机进行及时的故障申告，以便于及时排除故障。
[0025]于上述技术方案基础上，进一步的，还包括电压自检和设备温度自检；
控制程序内预设有根据3G矿用阅读器硬件配置确定的电压基准下限值，为控制单元中的模数变换部件采集系统电压，当系统电压低于电压基准下限值时为控制单元将故障信息储存至第二储存装置；
3G矿用阅读器的线路主板上设有温度传感器，温度传感器与为控制单元连接以监控3G阅读器内部的温度。
[0026]以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种3G矿用阅读器，其特征在于，包括控制器、储存有控制程序及用以唯一标识所述3G矿用阅读器的编号的第一储存装置、用于储存数据的第二储存装置、射频收发装置、有线通讯装置和无线通讯装置； 所述控制器分别与所述第一储存装置、所述第二储存装置、所述射频收发装置、所述有线通讯装置、所述第一无线通讯装置及所述第二无线通讯装置连接； 所述射频收发装置通过收发射频信号读取射频卡中的数据并经由所述控制器储存至所述第二储存装置； 所述有线通讯装置或所述无线通讯装置与上位机连接通讯并获取上位机的控制指令后传送至所述控制器，所述控制器根据接收到的所述控制指令以及第一储存装置内的控制程序调整各装置的工作参数； 所述有线通讯装置或所述无线通讯装置定期将所述第二储存装置中的数据添加上所述第一储存装置内储存的所述编号发送至上位机； 所述有线通讯装置或所述无线通讯装置根据与上位机或手持设备连接通讯并获取所述控制程序的升级数据后通过所述控制器储存入所述第一储存装置； 所述无线通讯装置包括3G通讯模块。
2.如权利要求1所述3G矿用阅读器，其特征在于，所述有线通讯装置包括以太网通讯模块，CAN总线通讯模块以及RS485通讯模块，所述有线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上 位机或手持设备连接通讯。
3.如权利要求2所述3G矿用阅读器，其特征在于，所述无线通讯装置包括Zigbee通讯模块和Wifi通讯模块，所述无线通讯装置选择所包括的模块中的一个工作正常的模块与上位机或手持设备连接通讯。
4.如权利要求3所述3G矿用阅读器，其特征在于，所述有线通讯装置和所述无线通讯装置中的所有通讯模块均独立设有以颜色区分的指示灯。
5.如权利要求4所述3G矿用阅读器，其特征在于，包括全向天线和180度定向天线，所述全向天线和180度定向天线分别与所述无线通讯装置连接。
6.如权利要求5所述3G矿用阅读器，其特征在于，还包括一箱型壳体，所述全向天线设置于所述壳体顶面，所述180度定向天线设置于所述壳体侧面。
7.如权利要求6所述3G矿用阅读器，其特征在于，所述射频收发装置包括第一射频收发模块和第二射频收发模块，所述第一射频收发模块和所述第二射频收发模块分别设有独立的射频天线。
8.如权利要求7所述3G矿用阅读器，其特征在于，所述控制器与所述第一储存装置主要由微控制单元形成。
9.一种3G矿用阅读器的自检方法，其特征在于，包括如权利要求8所述3G矿用阅读器，所述微控制单元通过通讯协议中设立的自检指令进行自检，所述自检指令中设立常态时为正常的微控制单元自检状态标志，当所述3G矿用阅读器上电或重启且所述第一储存装置中的控制程序成功启动后将所述微控制单元自检状态标志设置为非正常状态，并通过所述有线通讯装置或者所述无线通讯装置传送至上位机； 所述CAN总线通讯模块通过置位CAN总线控制器模式寄存器进入自测试模式，验收滤波器进行相应的配置，使用自接收请求时，所述CAN总线通讯模块发送的报文被重新接收并存放到接收缓冲器中，并通过读取接收缓冲器中的报文判断自检结果； 所述以太网通讯模块自检时发送的检测数据通过MAC发送接口被回送到MAC接收接口重新接收，实现自测试； 所述Zigbee通讯模块通过读写Zigbee通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存至所述第二储存装置； 所述Wifi通讯模块通过读写Wifi通讯模块的寄存器状态进行自检并将故障信息储存至所述第二储存装置； 所述射频收发装置于所述3G矿用阅读器工作间隙，于所述第一射频收发模块及所述第二射频收发模块间相互通讯，若无法接收相互间的信息则通过所述有线通讯装置或者无线通讯装置向上位发送射频故障信息。
10.如权利要求9所述3G矿用阅读器的自检方法，其特征在于，还包括电压自检和设备温度自检； 所述控制程序内预设有根据所述3G矿用阅读器硬件配置确定的电压基准下限值，所述为控制单元中的模数变换部件采集系统电压，当所述系统电压低于所述电压基准下限值时所述为控制单元将故障信息储存至所述第二储存装置； 所述3G矿用阅读器的线路主板上设有温度传感器，所述温度传感器与所述为控制单元连接以监控所述3G阅读器内部的`温度。
【文档编号】G06K7/00GK103793669SQ201210430225
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2012年11月1日
【发明者】陈卫超, 秦忠, 王可意, 肖璘 申请人:上海秀派电子科技有限公司