基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统的制作方法

本实用新型涉及一种机器人通信系统，具体涉及一种基于NFC技术的手持编程系统。

背景技术：

NFC近场通信技术是由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。工作频率为13.56MHz，但是使用这种手机支付方案的用户必须更换特制的手机。目前这项技术在日韩被广泛应用，他们的手机可以用作机场登机验证、大厦的门禁钥匙、交通一卡通、信用卡、支付卡等。

儿童程序设计已经越来越成为一种学习热点，但是程序设计通常必须使用电脑，这为儿童的视力保护带来了一些问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是如何通过NFC技术，不适用电脑，也能通过读取NFC编程块的顺序与内容来实现编程。

本实用新型通过下述技术方案实现：

基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，包括至少一个手持NFC读卡器，其特征在于，还包括所述手持NFC读卡器可以读写的NFC卡；

NFC卡：通用的NFC卡，内部写有标识ID。不同的NFC卡标识ID不一样。

根据权利要求1所述的基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，其特征在于，还包括手持NFC读卡器可以通过手持移动到NFC卡上面位置，并读取NFC卡内部的卡标识ID。

根据权利要求1所述的基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，其特征在于，还包括手持NFC读卡器内部具有缓冲区，可以记录下读取的每个NFC卡的顺序。

根据权利要求1所述的基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，其特征在于，所述手持NFC读卡器可以根据记录下的每个NFC卡的顺序，依次将每个NFC卡对应的标识ID转化为程序的一行代码。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，无需电脑即可实现编程；

2、基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，成本低廉，易于推广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型NFC标签示意图；

图2为本实用新型NFC标签读取示意图；

图3为本实用新型NFC标签示意图；

图4为本实用新型读卡器示意图；

图5为本实用新型读卡器工作示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1至5所示，本实用新型基于手持式NFC读卡器的机器人程序编写系统，包括至少一个手持NFC读卡器，还包括所述手持NFC读卡器可以读写的NFC卡；NFC卡：通用的NFC卡，内部写有标识ID，不同的NFC卡标识ID不一样。还包括手持NFC读卡器可以通过手持移动到NFC卡上面位置，并读取NFC卡内部的卡标识ID。还包括手持NFC读卡器内部具有缓冲区，可以记录下读取的每个NFC卡的顺序。所述手持NFC读卡器可以根据记录下的每个NFC卡的顺序，依次将每个NFC卡对应的标识ID转化为程序的一行代码。每个NFC标签代表了一个或者一段指令。通过若干个NFC标签的前后顺序排列，每个NFC标签内部的指令段就构成了一段由若干个子指令段构成的程序。现在，将若干NFC标签排列在桌面上，然后需要设计一个NFC读卡器，依次扫过这些NFC标签后，就成准确无误地按照顺序读出每个NFC标签中的内容，并且按照顺序组成程序。核心解决技术：

如图1所示，每个NFC标签都有一个唯一的序列号，剩余的存储空间用以存储C语言程序的一个片段或者一段用于TTS的文本内容。如图2所示，读卡器具有NFC读卡功能，通过手持按顺序扫描NFC标签，来依次读取NFC标签中的内容。由于手持读写，难免由于移动速度，或者移动位置偏差，造成漏读。因此在读卡器中设计了读两次，比较结果的功能，通过以下步骤实现：

A、正向依次读取每个标签的序列号和存储的数据；

B、将每个标签的序列号和数据分别记录下来；

C、以相反的次序再次读取每个标签的序列号和数据；

D、再次将每个标签的序列号和数据分别记录下来；

E、将两次得到的序列号和数据做对比，如果完全相同，则说明没有误读和遗漏；

F、如果两次得到的结果不同，则安排第三次读取，结果与前两次作比较；

G、将与第三次比较完全一致的结果视为正确结果。

由于手持读写，难免重复读出一个卡。因此在手持读卡器中有去除重复读的功能，通过以下步骤实现：

A、任意两个标签存储的数据可能相同，但是序列号不同；

B、读取每一个标签的同时，记录下它的序列号；

C、将序列号与读上一个标签所记录下的序列号作比较；

D、如果两个序列号比较相同，说明是重复读取了同一个标签，将不会安排读取其中的数据；

E、同时启动定时器，2秒后清除记录下的序列号并关闭定时器，以便下次读取此标签；

F、如果两个序列号比较不同，说明读到不同的标签，此时更新所记录的序列号为本次读取到的序列号。

手持读卡器通过无线通信，将代码发送到机器人。机器人可以执行代码。

手持读卡器上有LED灯，表明连接WiFi状态与读卡状态。

手持读卡器上没有按钮。开始、执行、取消，都是使用读卡器读专用的nfc标签来执行。因此不需要按钮。

如图4所示NFC读卡器的硬件组成：

NFC读卡器的主控芯片为STM32F103，通过串口与NFC读卡模块PN532和WIFI模块ESP8266相连接。STM32F103还外接一个蜂鸣器和4个发光二极管。蜂鸣器用以在扫描到NFC标签后，发出声音表示扫描完成。4个发光二极管分别用以显示读卡器当前的WiFi连接状态、TCP服务器连接状态和当前的工作状态。

其中NFC标签格式如表1所示：

表1

Page0和Page1以及Page2的第1个字节是卡片的7字节序列号及其校验字节，其中BCC0＝0x88⊕SN0⊕SN1⊕SN2，BCC1＝SN3⊕SN4⊕SN5⊕SN6，SN0是制造商代码，由于Mifare UltraLight是NXP公司出品，因而SN0固定为04H。Page2的第2个字节Internal作为内部数据保留。以上共10个字节出厂时固化在存储区内，用户无法更改。

Page3是一次性烧录(One Time Programmable，OTP)页，该页的内容在卡片出厂时全部被

写为“0”，用户使用时只能把某一位的内容写为“1”，而永远也不能把“1”写为0，也就是说，新写入的4字节内容与卡内原来的内容进行异或，异或后的结果存储在卡片中。

控制类标签和数据类标签

控制类标签以“#”号开头，写在标签内第4页的第一个字节。用以控制对标签的读取。

控制类标签有3种：“START”、“RUN”、“CANCEL”。

“START”标签表示数据类标签的起始。在“#”号后写入“START”，后接小车的ID和密码。读完“START”标签后，读卡器应立即开始读数据类标签。

“RUN”标签表示数据类标签读取结束。在“#”号后写入“RUN”。读完“RUN”标签后，读卡器立即将“START”标签和“RUN”标签之间读到的所有数据发送至TCP服务器。

“CANCEL”标签表示数据类标签读取结束。在“#”号后写入“CANCEL”。读完“CANCEL”标签后，读卡器立即将“START”标签和“CANCEL”标签之间读到的所有数据删除。

数据类标签只存储数据。

NFC读卡器的工作流程如图5所示：

NFC读卡器从NFC标签中读取小车的ID、密码和要运行的程序，通过WiFi连接到TCP服务器，然后将读到的数据发送到TCP服务器。此时TCP服务器根据发送来的小车的ID和密码将程序发送给对应的小车，小车就可以根据发送到的程序运行起来。

NFC读卡器的准备工作：

NFC读卡器刚上电时：

LED1用以表示读卡器与WiFi连接状态，此时不停的闪动，表示没有连接到WiFi。

LED2用以表示与TCP服务器连接状态，此时不停的闪动，表示没有连接到TCP服务器。

LED3用以表示读卡器是否读到“START”标签，此时熄灭，表示没有读到“START”标签。

LED4用以表示读卡器内是否已经读到程序标签，此时熄灭，表示没有读到程序标签。

先用手机来配置NFC读卡器要连接WiFi的SSID和PASSWD。

配置好WiFi参数后。读卡器开始连接WiFi。连接成功后，LED1停止闪动，保持长亮。

NFC读卡器开始通过WiFi连接TCP服务器。如果连接成功，LED2停止闪动，保持长亮。

NFC读卡器开始工作：

读取任何标签后，蜂鸣器会响一声。若读取到1秒内读取过的标签，蜂鸣器低音响一声。若读到没有读过的标签或者一秒前度过的标签，蜂鸣器高音响一声。

读到“START”标签之前，读卡器并不会存储读到的数据。

读到“START”标签后，LED3亮起，表示NFC读卡器要开始读取数据类标签。

读到第一个数据类标签后，LED4亮起，表示NFC读卡器中已经存储有数据。便于决定是否将读到的数据发送出去。

读完所有要发送的数据类标签后，需要再读取一个“RUN”控制类标签，将读到的数据发送至TCP服务器。