专利名称：无线巡检机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线巡检机，属射频通信和电子巡检的技术领域。
背景技术：
专利号和发明名称分别为00127811.8和‘带事件记录的电子巡检机’的中国专利公开一种带事件记录的电子巡检机，该巡检机由单片机、信息探头、存储器、双色发光管、音响器、通讯接口、内置电池、时钟、供电电路和键盘组成，存储器是EEPROM，信息探头跨接在单片机的一个端口和地线之间，键盘含结束键和事件键，结束键和事件键分别跨接在单片机的另二个端口与地线之间。存储器内存有控制键盘操作的程序段。该巡检器与若干信息钮一起联用。若干信息钮安放在大型房舍中巡检人员必须进行巡检的地方。例如，大型房舍为五层楼宾馆，每层设置2个巡检点，五层共设置10个巡检点。每个巡检点安放一枚信息钮。巡检人员携带该巡检机执勤。平时时钟在内置电池供电下工作，宛如一只电子钟。当巡检人员抵达某个巡检点时，他/她将该巡检机的信息探头与该巡检点的信息钮接触启动供电电路向单片机、存储器、双色发光管和音响器供电，并代替内置电池向时钟供电；将当时时钟的时间信息，即年、月、日、时、分、秒和采集到的从该信息钮送出的、唯一的、能表示该巡检点位置的位置信息，即该信息钮的识别号码一起存入暂存区内。接着，他/她收回该巡检机。单片机执行控制键盘操作的程序段，该巡检机进入记录事件的工作流程。他/她通过操作键盘，把发生在该巡检点的、用代码N＝0～9表示的事件信息与暂存区内的时间信息和位置信息一起存入存储器。代码N的每一个数字所代表的事件由该巡检机的用户自行定义。然后，单片机令该巡检机返回电子钟工作状态供电电路关闭，内置电池恢复向时钟供电。巡检人员下班后，交出该巡检机。有关人员利用该巡检机的通讯接口和外加电缆，使该巡检机与上位机，即PC机联机。PC机的显示屏幕便显示这一班的巡检情况。上述技术虽能记录巡检信息巡检人员的执勤情况和巡检区域内的事件，但有以下缺点(1)该巡检机的信息探头必须与信息钮接触才能读得该信息钮的识别号码。(2)该巡检机必须通过外加电缆才能将其存储器内存储的巡检信息传给PC机。
专利号和发明名称分别为US6172609和‘Reader for RFIDSystem(电子标签识别系统的阅读器)’的美国专利公开了一种电子标签阅读器。该阅读器专用来阅读无源电子标签，即内部不含电源的电子标签。该阅读器含线圈、驱动器、信号分析电路和存储器。驱动器定时驱动线圈。线圈受驱动期间，线圈周围形成射频磁场。当无源电子标签位于该射频磁场内时，该标签的线圈中产生射频感应电压，将该电压整流、滤波后向该标签供电。该标签因得到电能而工作将存储在该标签内的相当于识别号码的标签数据转换为调制信号，经该标签的线圈发送至该阅读器的线圈，该阅读器的信号分析电路对该调制信号进行解调，得到相当于该标签识别号码的标签数据信号，并将该标签数据信号存储在该阅读器的存储器中。至此，该阅读器完成了对一片电子标签识别号码的阅读。无源电子标签从阅读器得到供电工作，两者必需靠近，甚至贴近。因此上述技术有以下缺点(1)阅读器的阅读距离有限，严重影响阅读器的应用。(2)阅读器需为无源电子标签供电，输出的射频信号功率大，工作时会对附近的通信设备和电视机造成干扰。
采用上述的电子标签阅读器和无源电子标签可构成无线巡检系统。专利号和发明名称分别为CA 2442895和‘A method and apparatusfor monitoring attendance(一种出勤监督方法和装置)’的加拿大专利公开一种用于大型商场的、与无线巡检系统类似的清洁工出勤监督系统。该系统由若干电子标签阅读器、若干无源电子标签、一台打印机和一台服务器，即PC机组成，清洁工每人持一张无源电子标签上岗，若干电子标签阅读器均匀地安置在商场的各处，所有电子标签阅读器通过局域网与服务器连接在一起，打印机与服务器连接。例如，将商场的营业区域均分为800个点，即小区域，由50名清洁工负责清扫，每人清扫16个点，要求每15分钟完成一个点的清扫工作。每个点安置一台电子标签阅读器，每台电子标签阅读器经局域网与服务器连接。打印机直接与服务器连接。整个清洁工出勤监督系统在服务器的控制和指挥下运行。服务器以一次使50个电子标签阅读器工作15分钟的方式，依次使800台电子标签阅读器轮番工作。50个工作的电子标签阅读器的所在区域就是50名清洁工正在清扫的区域，即辖区，任一个清洁工只要在规定的时段内抵达自己的辖区，把自己所持的无源电子标签靠近自己辖区的电子标签阅读器，电子标签阅读器读得持标签人的识别号码，即无源电子标签的识别号码和持标签人到岗的时间，再将该识别号码和该到岗时间连同其本身的编号经局域网传送至服务器。服务器将识别号码、到岗时间和电子标签阅读器的编号连同当日的日期合为一条出勤记录，存储在其内的硬盘上。下一个15分钟的时段，服务器使位于50名清洁工下一个辖区的50个电子标签阅读器工作……就这样，每隔4小时，服务器完成一次将50名清洁工清扫整个商场一次的全部出勤记录存盘的工作。必要时，还可令打印机将任何一位清洁工的部分或全部出勤记录打印出来。上述技术虽能监督清洁工出勤，但有以下缺点(1)采用大量阅读器和局域网结构，整个出勤监督系统的建设成本昂贵。(2)每个时段仅一小部分阅读器工作，整个出勤监督系统的资源浪费严重，工作效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是推出一种无线巡检机。该巡检机与有源电子标签联用，组成无线巡检系统。所述的有源电子标签是节电型的，平时处在无线发射状态，将它的标签识别信号间歇地向空中发射。该巡检机不仅能记录巡检人员的执勤情况的巡检信息，而且还有以下优点(1)无线阅读有源电子标签。(2)无线上报巡检信息。
本发明采用以下的技术方案解决上述的技术问题一种无线巡检机，含单片机系统，即单片机及其外围电路，外围电路包括晶振、复位电路、外部存储器、第一开关、第二开关、第三开关、第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯和稳压电源电路，其特征在于，它还含无线数据收发模块和天线，无线数据收发模块分别与单片机和天线连接。
现结合附图详细说明本发明的技术方案。一种无线巡检机，含单片机系统1，即单片机U2及其外围电路，外围电路包括晶振、复位电路、外部存储器4、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3和稳压电源，外部存储器4是EEPROM，单片机U2内含中央处理器和内部存储器，内部存储器是存储有控制和指挥中央处理器执行以下操作单片机系统1的初始化、设置外围电路的工作状态、控制数据在外围电路和外部存储器4之间流动的程序的存储器，第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3分别与单片机U2的P28、P27、P26端连接，其特征在于，它还含无线数据收发模块2和天线3，无线数据收发模块2由第一电阻R1、第二电阻R2，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9，第一电感L1、第二电感L2，晶体X1，集成电路U1和天线3组成，集成电路U1含发射机和接收机各一部，发射机和接收机的工作频率各不相同，集成电路U1的VSS脚、VSS-PA脚和TEST脚连接后接地，VCC脚和PWR-UP脚连接后接+3V端，第五电容C5和第六电容C6并联后跨接在VCC脚和地线之间，第二电阻R2跨接在IREF脚和地线之间，第九电容C9跨接在ANT2脚和地线之间，第八电容C8跨接在ANT1脚和天线3之间，第一电感L1跨接在ANT2脚和ANT1脚之间，第二电感L2跨接在ANT1脚和VDD-PA脚之间，第二电容C2跨接在XC1脚和地线之间，第一电容C1跨接在XC2脚和地线之间，第一电阻R1和晶体X1并联后跨接在XC1脚和XC2脚之间，第七电容C7跨接在DVDD脚和地线之间，集成电路U1的DR1脚、DR2脚、CS脚、CLK1脚、CLK2脚、DATA脚、Dout2脚和CE脚分别与无线数据收发模块2的引出线DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE连接，无线数据收发模块2的引出线DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE分别与单片机U2的P10、P22、P18、P16、P21、P17、P19、P23端连接，天线3与集成电路U1的发射机和接收机连接。
工作原理。
本发明的无线巡检机需与若干有源电子标签联用，组成无线巡检系统。每个有源电子标签含一部发射机。所有的有源电子标签的的发射频率相同。所有的有源电子标签的识别号码都不相同。有源电子标签安放在巡检人员必须巡检，即检查和监管的地点。这样就可利用有源电子标签的识别号码来表示巡检点的位置。有源电子标签平时处在无线发射状态通过它的发射机间歇地向空中发射载有它的标签识别号码信息的信号。巡检人员携带上述的无线巡检机沿巡检路线巡逻，通过利用该巡检机接收沿路的有源电子标签发出的信号，记录它们的标签识别数据和收到该信号的时间，就可实现对诸如学校、宾馆、大厦、厂房、仓库之类的大型房舍，输电线路，铁道路基等进行常规的安全监管。
现举一例详细说明之。某五层楼宾馆，每层设置2个巡检点，五层共设置10个巡检点。任何两个巡检点之间的距离应大于20m。每个巡检点安放一个有源电子标签。本发明的无线巡检机没有电源开关，机内的电池始终向该巡检机的电路供电。平时，该巡检机处于休眠状态，第一指示灯L1、第二指示灯L2、第三指示灯L3均不亮，机内仅晶振和受晶振控制的电子钟正常工作。
巡检人员开始执勤前，按第三开关K3，即唤醒/休眠开关，将该巡检机唤醒，第一指示灯L1(红灯)闪烁，该巡检机进入巡检工作状态。在存储在单片机U2内部存储器内的程序的指引下，单片机U2的中央处理器执行以下操作完成单片机系统1的初始化；将无线数据收发模块2设置成接收状态如在距该巡检机10m以内有有源电子标签，那么该标签发出的信号通过该巡检机的天线3和第八电容C8加在无线数据收发模块2的接收机的ANT2脚和地线之间，该接收机对该信号进行处理，取出该信号所包含的有源电子标签的标签识别号码的信息。有源电子标签的发射频率与该巡检机的无线数据收发模块2的接收机的接收频率相同，确保该接收机能接收到有源电子标签发出的信号。
然后，巡检人员携带该无线巡检机沿着巡检路线巡逻。由于该巡检机与十个有源电子标签中的任何一个的距离大于10m，该巡检机的接收机接收不到任何一个有源电子标签发出的信号。当他/她巡逻到第一个巡检点附近时，即他/她与第一个巡检点的距离小于10m时，该巡检机的接收机接收到安放在第一个巡检点处的有源电子标签发出的信号。该巡检机的接收机对该信号进行处理，取出该信号所包含的该标签的标签识别号码的信息。接着，在存储在单片机U2内部存储器内的程序的指引下，单片机U2的中央处理器执行以下操作将该标签识别号码的信息，即第一个巡检点的地点信息与该接收机接收到上述信号时的时间信息，即电子钟当时指示的时间信息年、月、日、小时、分、秒，一起存入外部存储器4。至此，该巡检机完成了对第一个巡检点的巡检信息的记录。综上，只要该巡检机与有源电子标签的距离小于10m，两者不必紧贴，前者就能得到一个巡检点的巡检信息的记录。当他/她沿着巡检路线完成一次巡逻时，该巡检机就能得到十个巡检点的巡检信息的记录。
巡检人员下班时，他/她按第三开关K3，即唤醒/休眠开关，第一指示灯L1(红灯)熄灭，该无线巡检机进入休眠状态，相当于关机。
巡检人员下班后，交出该巡检机。有关人员按第一开关K1，即巡检数据上报开关，第二指示灯L2(绿灯)闪烁，在存储在单片机U2内部存储器内的程序的指引下，单片机U2的中央处理器执行以下操作将无线数据收发模块2设置成巡检数据上报工作状态，即无线发射状态。单片机U2从外部存储器4取出巡检数据，通过引出线D1或D2送至无线数据收发模块2，无线数据收发模块2将巡检数据连同该巡检机的号码数据和巡检人员姓名数据一起作为调制信号，调制无线数据收发模块2的发射机产生的载波信号，形成巡检数据上报信号。该上报信号从无线数据收发模块2的发射机的ANT1脚输出，通过第一电感L1和第八电容C8加至天线3，再由天线3将该上报信号向空中发射。有关人员所用的PC机配置有能接收巡检数据上报信号的无线接收接口。该无线接收接口接收到该巡检机发出的该上报信号，对其进行处理后，取出其中含有的无线巡检机号码、巡检人员姓名和巡检情况的数据，作为一次巡检的完整记录，存储在PC机的硬盘上。一次巡检的完整记录包括以下内容无线巡检机号码、巡检人员姓名、巡检点编号、巡检点位置和到达巡检点的时间，如下表所示。
表
综上，该巡检机不需通过外加电缆与PC机连接，就能以无线方式将其外部存储器4内存储的完整的巡检信息向带有无线接收接口的PC机上报。
完成巡检数据上报后，如要继续巡检，按第二开关K2，即恢复唤醒开关，将该巡检机唤醒，第二指示灯L2(绿灯)熄灭，第一指示灯L1(红灯)闪烁，该巡检机进入巡检工作状态；如要停止巡检，按第三开关K3，即唤醒/休眠开关，第二指示灯L2(绿灯)熄灭，该巡检机进入休眠状态。
第三指示灯L3(黄灯)闪烁表示电池欠压，应尽快对电池充电或更换电池。
与背景技术相比，本发明具有以下优点(1)无线阅读有源电子标签。该巡检机不需与有源电子标签接触或紧贴，能以无线方式阅读有源电子标签的识别号码，阅读距离介于0～10m。
(2)无线上报巡检信息。该巡检机能以无线方式将其存储器内存储的巡检信息向带有无线接收接口的上位机，即带有无线接收接口的PC机上报，不需要外加电缆。
图1是本发明的无线巡检机的面板示意图。
图2是本发明的无线巡检机的电路框图。
图3是本发明的无线巡检机的电路图。
具体实施例方式
实施例本实施例具有图2所示的结构，其中无线数据收发模块2采用图3所示的电路。无线数据收发模块2所采用的元器件的规格为第一电阻R1、第二电阻R2的阻值分别为1M、22K；第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3的容量均为22PF，第四电容C4的容量为2.2nF，第五电容C5的容量为0.1μF，第六电容C6的容量为0.33nF，第七电容C7的容量为33nF，第八电容C8、第九电容C9的容量均为1PF；第一电感L1、第一电感L2的电感量分别为3.6nH、22nH；晶体X1的频率为16MHz；集成电路U1的型号为nRF2401。
本发明的无线巡检机特别适合于在大型房舍如宾馆、大厦、学校、厂房、仓库，输电线路，铁道路基等领域用作常规的安全监管。
权利要求
1.一种无线巡检机，含单片机系统(1)，即单片机(U2)及其外围电路，外围电路包括晶振、复位电路、外部存储器(4)、第一开关(K1)、第二开关(K2)、第三开关(K3)、第一指示灯(L1)、第二指示灯(L2)、第三指示灯(L3)和稳压电源，外部存储器(4)是EEPROM，单片机(U2)内含中央处理器和内部存储器，内部存储器是存储有控制和指挥中央处理器执行以下操作单片机系统(1)的初始化、设置外围电路的工作状态、控制数据在外围电路和外部存储器(4)之间流动的程序的存储器，第一开关(K1)、第二开关(K2)、第三开关(K3)分别与单片机(U2)的P28、P27、P26端连接，其特征在于，它还含无线数据收发模块(2)和天线(3)，无线数据收发模块(2)由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)，第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)，第一电感(L1)、第二电感(L2)，晶体(X1)，集成电路(U1)和天线(3)组成，集成电路(U1)含发射机和接收机各一部，发射机和接收机的工作频率各不相同，集成电路(U1)的VSS脚、VSS-PA脚和TEST脚连接后接地，VCC脚和PWR-UP脚连接后接+3V端，第五电容(C5)和第六电容(C6)并联后跨接在VCC脚和地线之间，第二电阻(R2)跨接在IREF脚和地线之间，第九电容(C9)跨接在ANT2脚和地线之间，第八电容(C8)跨接在ANT1脚和天线(3)之间，第一电感(L1)跨接在ANT2脚和ANT1脚之间，第二电感(L2)跨接在ANT1脚和VDD-PA脚之间，第二电容(C2)跨接在XC1脚和地线之间，第一电容C1跨接在XC2脚和地线之间，第一电阻(R1)和晶体(X1)并联后跨接在XC1脚和XC2脚之间，第七电容(C7)跨接在DVDD脚和地线之间，集成电路(U1)的DR1脚、DR2脚、CS脚、CLK1脚、CLK2脚、DATA脚、Dout2脚和CE脚分别与无线数据收发模块(2)的引出线DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE连接，无线数据收发模块(2)的引出线DR1、DR2、CS、CK1、CK2、D1、D2、CE分别与单片机(U2)的P10、P22、P18、P16、P21、P17、P19、P23端连接，天线(3)与集成电路(U1)的发射机和接收机连接。
2.根据权利要求1所述的无线巡检机，其特征在于，无线数据收发模块(2)所采用的元器件的规格为第一电阻(R1)、第二电阻(R2)的阻值分别为1M、22K；第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)的容量均为22PF，第四电容(C4)的容量为2.2nF，第五电容(C5)的容量为0.1μF，第六电容(C6)的容量为0.33nF，第七电容(C7)的容量为33nF，第八电容(C8)、第九电容(C9)的容量均为1PF；第一电感(L1)、第一电感(L2)的电感量分别为3.6nH、22nH；晶体(X1)的频率为16MHz；集成电路(U1)的型号为nRF2401。
全文摘要
一种无线巡检机，属射频通信和电子巡检的技术领域，含单片机系统，即单片机及其外围电路，外围电路包括晶振、复位电路、外部存储器、第一开关、第二开关、第三开关、第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯和稳压电源电路，其特征在于，它还含无线数据收发模块和天线，无线数据收发模块分别与单片机和天线连接，有无线阅读有源电子标签和无线上报巡检信息的优点，特别适合于在大型房舍如宾馆、大厦、学校、厂房、仓库，输电线路，铁道路基等领域用作常规的安全监管。
文档编号G07C1/00GK1707526SQ200510025149
公开日2005年12月14日 申请日期2005年4月18日 优先权日2005年4月18日
发明者黄朝美, 马钧 申请人:上海轶龙应用软件开发有限公司