專利名稱：帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于煤礦井下工人考勤用的身份標(biāo)識器，特別涉及一種帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的可用于煤礦井下工人考勤的身份標(biāo)識器有兩大類第一類包括編碼穿孔考勤卡(專利號93224917.5)、封裝成信用卡、鑰匙環(huán)等形式的通用非接觸射頻識別(RFID)卡等。這一類標(biāo)識器獨立成型，小巧便攜。但是這些特點在減輕工人負(fù)擔(dān)，方便使用的同時也給少數(shù)不守制度，由他人替代打卡的行為提供了便利，給下井考勤管理造成一定漏洞。
另一類身份標(biāo)識器安裝在礦燈內(nèi)，意欲借一人不能帶多燈來限制替代打卡現(xiàn)象。這類標(biāo)識器包括紅外線編碼發(fā)射形式的身份標(biāo)識器(專利號94240394)和將通用的射頻識別卡(或稱應(yīng)答器)安裝在礦燈內(nèi)的裝置(專利號99206138.5)。這一類以礦燈為載體的標(biāo)識器目前尚存在一定缺陷前者(專利號94240394)需要取用礦燈蓄電池的電能，后者(專利號99206138.5)由于應(yīng)答器可以獨立使用，其工作并不依賴礦燈，少數(shù)不守制度人員很容易將應(yīng)答器由礦燈內(nèi)取出后由他人代打卡，其效果與第一類標(biāo)識器并無兩樣。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的就是現(xiàn)有煤礦井下工人考勤所使用的身份標(biāo)識器，容易由他人替代打卡，給下井考勤管理造成一定漏洞等問題，而提供的一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、使用方便、安全可靠且可在煤礦下井人員考勤管理中達(dá)到無法替代打卡的新型裝置。
本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的。帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈，包括普通礦燈以及由射頻識別標(biāo)以器IC芯片和感應(yīng)線圈L、諧振電容C0并聯(lián)而成的射頻識別標(biāo)識器，該射頻識另標(biāo)識器還接有一個附加電容C1，附加電容C1通過一個二極管D與諧振電容C0并聯(lián)，礦燈電池通過隔離電阻R以反向極性并聯(lián)在二極管D上，射頻識別標(biāo)識器所含的元件全部用環(huán)氧樹脂封灌在一個按礦燈內(nèi)徑特制的壞形塑料骨架槽內(nèi)，并由∏形塑料支撐卡支撐，固定于礦燈頭燈內(nèi)腔的周邊空間，∏形塑料支撐卡粘結(jié)于礦燈頭燈內(nèi)壁。
本實用新型應(yīng)用公知的非接觸射頻識別(RFID)原理，采用成品RFID集成電路芯片及特殊設(shè)計的電路組成專用的標(biāo)識器，該標(biāo)識器裝在礦燈燈頭內(nèi)，標(biāo)識器的開關(guān)控制端接在礦燈電池的正、負(fù)極上，利用礦燈的電池電壓作為標(biāo)識器的控制開關(guān)，僅當(dāng)控制端有電壓時標(biāo)識器才能工作，標(biāo)識器一旦從礦燈中取出，脫離了電池電壓，即不再工作，從而限制了少數(shù)人擅自從礦燈中取出標(biāo)識器由他人代打卡的違章行為。
本實用新型僅利用礦燈電壓作為控制開關(guān)，而完全不從礦燈電池中取用電流，即對礦燈電池的能量消耗為零。
本實用新型所使用的標(biāo)識器的工作能源完全來自與其配用的考勤機(jī)讀卡器。工人上下井打卡考勤時只需將礦燈燈頭接近考勤機(jī)讀卡器，燈頭內(nèi)的標(biāo)識器受到讀卡器的激勵，會將同化在標(biāo)識器內(nèi)的標(biāo)識編碼發(fā)出，即完成了一次打卡考勤。
讀卡器將接收到的標(biāo)識碼輸入考勤機(jī)，考勤機(jī)將每一個身份標(biāo)識碼與當(dāng)時的時間信息組合，形成考勤記錄，通過考勤機(jī)通信接口送往上位計算機(jī)，供各種與考勤信息有關(guān)的管理軟件使用。


圖1是本實用新型標(biāo)識器的電原理圖；圖2是本實用新型標(biāo)識器的封裝外形圖；圖3是圖2的A-A剖面圖；圖4是圖3的局部放大圖；圖5是本實用新型帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
在圖1的電原理圖中，虛線左半部分是公知的射頻識別(RFID)標(biāo)識器的電原理圖，即感應(yīng)線圈L、諧振電容C0和RFID集成電路芯片IC以并聯(lián)方式連接而成。除此以外該射頻識別標(biāo)識器還接有一個附加電容C1，附加電容C1通過一個二極管D與諧振電容C0并聯(lián)，礦燈電池E通過隔離電阻R以反向極性并聯(lián)在二極管D上，如虛線右半部分所示。
集成電路芯片IC模塊中包含了射頻識別所需的全部控制電路，并固化了每一個模塊唯一的標(biāo)識碼。IC內(nèi)部無電源，平時不工作，當(dāng)標(biāo)識器進(jìn)入讀卡器作用范圍時，線圈L與電容C0組成的諧振電路與讀卡器產(chǎn)生的交變電磁場發(fā)生共振，從中吸取能量，激發(fā)IC模塊工作，將固化在內(nèi)部的標(biāo)識碼發(fā)出。讀卡器檢測到標(biāo)識器發(fā)出的標(biāo)識碼，將其輸入考勤機(jī)，即完成了一次打卡考勤過程。
上述IC模塊有多種型號可以選用。不同公司、不同型號的IC模塊在發(fā)出標(biāo)識碼時所使用的工作機(jī)理有所不同，例如有的采用負(fù)載調(diào)制，有的采用諧波輻射，還有的采用時序方法等等；所使用的工作頻率也不相同，例如125KHz、13.56MHz等。各種IC模塊都必須與相應(yīng)的讀卡器配合使用。對于本實用新型，選用按ISO14443標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的IC模塊和讀卡器即可，以降低成本；也可選用按ISO15693標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的IC模塊和讀卡器，使讀卡器和標(biāo)識器之間的作用距離加大。
礦燈電池E的電壓(通常為4V左右)通過控制端引線K+、K-及隔離電阻R以反向極性加到二極管D兩端，使二極管D處于反向偏置狀態(tài)，呈現(xiàn)很大內(nèi)阻，如同一個斷開的開關(guān)，使附加電容C1對虛線左半部分無影響，整個標(biāo)識器的等效電路如同只有虛線左半部分，標(biāo)識器可以正常工作。如果標(biāo)識器從頭燈內(nèi)取出，控制引線K+、K-與礦燈電池斷開，二極管D處于零偏置狀態(tài)，當(dāng)標(biāo)識器進(jìn)入讀卡器作用范圍時諧振回路LC0上產(chǎn)生的諧振電壓的負(fù)半周會使二極管D正偏而導(dǎo)通，此時附加電容C1與諧振電容C0成并聯(lián)關(guān)系，C1的容量數(shù)倍于C0，使L(C1+C0)回路的諧振頻率嚴(yán)重偏離讀卡器的輻射頻率。由于上述機(jī)理，當(dāng)二極管D處于零偏置狀態(tài)下時，標(biāo)識器即使在讀卡器的作用范圍內(nèi)，LC0諧振回路上的諧振電壓也不會超過二極管D的正向?qū)妷?零點幾伏)，無法為IC模塊提供足夠的電壓和能量，標(biāo)識器不工作，從而達(dá)到標(biāo)識器與頭燈不可分離的目的。
隔離電阻R取值1M以上，一方面防止附加電容C1通過蓄電池內(nèi)阻影響諧振電容C0，另一方面對礦燈照明電路起保護(hù)作用無論標(biāo)識器內(nèi)部發(fā)生任何短路故障，標(biāo)識器與礦燈照明電路之間都有1M電阻隔離，對礦燈的照明功能無任何影響。隔離電阻R不使用表貼元件，而是用1/8W的金屬膜電阻直接串聯(lián)在與蓄電池相連的控制引線中。
圖2、圖3、圖4所示的標(biāo)識器封裝形式中感應(yīng)線圈1是按照頭燈內(nèi)腔直徑繞制的，材料可用φ0.07-0.1mm高強(qiáng)度自粘漆包線，線圈匝數(shù)由要求的電感量決定，取決于選用的RFID芯片和配用的電容器容量。感應(yīng)線圈1、裝有IC模塊及表面貼裝的諧振電容C0、二極管D、附加電容C1的超薄印刷電路板2和隔離電阻3全部用環(huán)氧樹脂4封裝在按頭燈內(nèi)徑特制的環(huán)形塑料骨架6內(nèi)，儀留出兩條控制引線5。塑料骨架6的斷面呈槽形，并在特定部位設(shè)有向內(nèi)擴(kuò)展的寬槽，以容納上述元器件。
特制的塑料骨架和環(huán)氧樹脂封罐結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了標(biāo)識器的機(jī)械強(qiáng)度，同時也防止了人為改變電路結(jié)構(gòu)。封裝后的標(biāo)識器成為一個整體標(biāo)識器7，以便在頭燈內(nèi)安裝。
圖5所示的結(jié)構(gòu)示意圖中，∏形塑料支撐卡8、11粘結(jié)在頭燈10內(nèi)壁上，為標(biāo)識器7提供安裝支撐，當(dāng)頭燈報廢更換時破壞其中一個支撐卡即可將標(biāo)識器7回收再裝。標(biāo)識器7的兩條控制引線5連接在頭燈內(nèi)的蓄電池引線固定螺絲9上。
權(quán)利要求1.一種帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈，包括普通礦燈以及由射頻識別標(biāo)識器IC芯片和感應(yīng)線圈L、諧振電容C0并聯(lián)而成的射頻識別標(biāo)識器，其特征在于該射頻識別標(biāo)識器還接有一個附加電容C1，附加電容C1通過一個二極管D與諧振電容C0并聯(lián)，礦燈電池E通過隔離電阻R以反向極性并聯(lián)在二極管D上，射頻識別標(biāo)識器所含的元件全部用環(huán)氧樹脂封灌在一個按礦燈內(nèi)徑特制的環(huán)形塑料骨架槽內(nèi)，并由∏形塑料支撐卡支撐，固定于礦燈頭燈內(nèi)腔的周邊空間，∏形塑料支撐卡粘結(jié)于礦燈頭燈內(nèi)壁。
專利摘要一種帶有感應(yīng)標(biāo)識器的礦燈，主要解決現(xiàn)有煤礦井下工人考勤所使用的身份標(biāo)識器，容易由他人替代打卡，給考勤管理造成一定漏洞等問題。該裝置包括礦燈以及由射頻識別標(biāo)識器IC芯片和感應(yīng)線圈L、諧振電容C
文檔編號F21V33/00GK2627362SQ0321613
公開日2004年7月21日 申請日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者耿曉立, 夏春華 申請人:耿曉立