專利名稱：崗位持證操作控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種適用于機(jī)械設(shè)備、汽車等設(shè)備操作或駕駛的持證上崗操作的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)有較高技術(shù)性和安全性要求的機(jī)械設(shè)備的操作和汽車的駕駛均采用持證上崗的要求，對(duì)上崗證的檢查一般靠管理人員的經(jīng)驗(yàn)判斷，這種檢查手段很難從根源上杜絕無證上崗和無證駕駛的現(xiàn)象，由于這種現(xiàn)象的存在導(dǎo)致了許多重大事故的發(fā)生，給人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)和國家財(cái)產(chǎn)造成了極大的損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效地杜絕無證操作或借證操作帶來的安全隱患的崗位持證操作控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)崗位持證操作控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、鍵盤控制和指示電路、液晶顯示器及顯示驅(qū)動(dòng)電路、讀寫卡指示及報(bào)警電路、時(shí)鐘電路組成，指紋采集處理識(shí)別模塊、IC卡讀寫模塊、EEPROM存儲(chǔ)器、指示信號(hào)電路、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口通過通信裝置與單片機(jī)相連；所述的IC卡讀寫模塊是將讀出的IC卡識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的指紋采集處理識(shí)別模塊，將采集到的指紋識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并與預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的鍵盤控制是對(duì)鍵碼的識(shí)別采用軟件查詢方式，軟件將掃描所得的鍵值與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較判斷；其中，所述的EEPROM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)指紋數(shù)據(jù)和對(duì)鍵盤設(shè)置的密碼及對(duì)接觸式IC卡的識(shí)別數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的還可以通過下述的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)指紋采集處理識(shí)別模塊的指紋識(shí)別主板電路為C8051F023單片機(jī)，鍵盤模塊為4X4行列式鍵盤，顯示模塊為點(diǎn)陣漢字液晶顯示器，讀寫模塊為MFTC531芯片、通信接口為上位機(jī)RS232通信接口，網(wǎng)絡(luò)接口為RS485網(wǎng)絡(luò)接口。
單片機(jī)P3口與讀寫模塊MFRC531芯片D0-D7口相連，P25與讀寫模塊MFRC531的NCS相連，P17與讀寫模塊MFRC531的IRQ腳相連，MCU讀寫控制的/RD和WR分別與讀寫模塊MFRC531的NRD和NWR相連，地址鎖存控制ALE與MFRC531的ALE相連，MCU的硬串口UARTO與指紋識(shí)別模塊的串行通信口相連。
IC讀寫芯片為TAD8020HL，TAD8020HL的IRQ、SDA、SCL腳分別與芯片89C55的INT1、P13、P14腳相連，芯片89C55的RXD和TXD腳分別與單片機(jī)C8051F023的TXDO、RXDO腳相連。
TAD8020HL的CLK1、CLK2分別與芯片89D55的X1、X2腳相連，芯片89C55的P20～P27口與芯片1602的DB0～DB7口相連，芯片89C55的P00～P07口與鍵盤相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、可大大降低由于無證操作帶來的事故，有效地杜絕無證上崗或無證操作、借證操作的現(xiàn)象。
2、可有效地保證重要設(shè)備或安全等級(jí)較高的設(shè)備持證上崗，保證達(dá)到操作水平的人員或?qū)Ｈ藢?duì)這些設(shè)備的操作。
3、可有效地控制無證駕車或級(jí)別較低的駕證駕駛級(jí)別要求較高的車輛，消除安全隱患。
4、可大大提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行和汽車行駛的安全性。
5、可有效地防止車輛的被盜，增加車輛的防盜性能。
四

圖1是崗位持證操作控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
圖2是崗位持證操作控制系統(tǒng)的指紋識(shí)別主板簡(jiǎn)化電路圖。
圖3是崗位持證操作控制系統(tǒng)的讀寫芯片和IC卡讀寫器原理圖。
圖4是崗位持證操作控制系統(tǒng)的電路模塊總圖。
圖5是崗位持證操作控制系統(tǒng)的電路系統(tǒng)總圖。
圖6是崗位持證操作控制系統(tǒng)的信號(hào)采集流程圖。
五具體實(shí)施例方式
圖1一圖6所示崗位持證操作控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、鍵盤控制和指示電路、液晶顯示器及顯示驅(qū)動(dòng)電路、讀寫卡指示及報(bào)警電路、時(shí)鐘電路組成，指紋采集處理識(shí)別模塊、IC卡讀寫模塊、EEPROM存儲(chǔ)器、指示信號(hào)電路、上位機(jī)RS232通信接口、RS485網(wǎng)絡(luò)接口通過通信裝置與單片機(jī)相連；所述的IC卡讀寫模塊是將讀出的IC卡識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的指紋采集處理識(shí)別模塊，將采集到的指紋識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并與預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的鍵盤控制是對(duì)鍵碼的識(shí)別采用軟件查詢方式，軟件將掃描所得的鍵值與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較判斷。其中，所述的EEPROM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)指紋數(shù)據(jù)和對(duì)鍵盤設(shè)置的密碼及對(duì)接觸式IC卡的識(shí)別數(shù)據(jù)。指紋采集處理識(shí)別模塊的指紋識(shí)別主板電路為C8051F023單片機(jī)，鍵盤模塊為4X4行列式鍵盤，顯示模塊為點(diǎn)陣漢字液晶顯示器，讀寫模塊為MFTC531芯片、通信接口為上位機(jī)RS232通信接口，網(wǎng)絡(luò)接口為RS485網(wǎng)絡(luò)接口。單片機(jī)P3口與讀寫模塊MFRC531芯片D0-D7口相連，P25與讀寫模塊MFRC531的NCS相連，P17與讀寫模塊MFRC531的IRQ腳相連，MCU讀寫控制的/RD和WR分別與讀寫模塊MFRC531的NRD和NWR相連，地址鎖存控制ALE與MFRC531的ALE相連，MCU的硬串口UARTO與指紋識(shí)別模塊的串行通信口相連。IC讀寫芯片為TAD8020HL，TAD8020HL的IRQ、SDA、SCL腳分別與芯片89C55的INT1、P13、P14腳相連，芯片89C55的RXD和TXD腳分別與單片機(jī)C8051F023的TXD0、TXD0腳相連。TAD8020HL的CLK1、CLK2分別與芯片89D55的X1、X2腳相連，芯片89C55的P20～P27口與芯片1602的DB0～DB7口相連，芯片89C55的P00～P07口與鍵盤相連。
本實(shí)施例中，指紋識(shí)別主板電路采用Cygnal公司的C8051F023單片機(jī)，它具有與MCS-51兼容、速度快、外圍接口豐富等特點(diǎn)，可以滿足本設(shè)計(jì)的需求，故選用它作為控制核心。主板簡(jiǎn)化電路圖如圖2所示。單片機(jī)P3口與讀寫模塊MFRC531芯片D0-D7口相連，用作MCU和讀寫模塊之間的數(shù)據(jù)線；P25用于讀寫模塊的片選線，與模塊NCS腳相連；P17用于模塊的軟復(fù)位信號(hào)線，與MFRC531的RSTPD腳相連；外部中斷INTO(P10)與模塊中斷請(qǐng)求IRQ腳相連，對(duì)應(yīng)模塊的請(qǐng)求中斷；MCU讀寫控制的/RD和WR分別與MFRC531的NRD和NWR相連；地址鎖存控制ALE與MFRC531的ALE相連；P14和P15分別用米控制指示燈和蜂鳴器；另外P3口還通過驅(qū)動(dòng)芯片74HC245驅(qū)動(dòng)分辨率為128X64的液晶顯示模塊；P27作為驅(qū)動(dòng)芯片的片選；MCU的硬串口UARTO與指紋識(shí)別模塊的串行通信口相連，用于對(duì)指紋識(shí)別模塊的控制；MCU的硬串口UART1作為上位機(jī)RS232通信端口或者RS485網(wǎng)絡(luò)通信端口使用；P04和P11作為軟串口用于對(duì)鍵盤模塊的控制，整個(gè)電路板的電源通過變壓器以及直流電流轉(zhuǎn)換芯片獲得5V及3.3V電壓。
IC卡接口電路對(duì)IC卡插入與退出的識(shí)別，即卡的激活和釋放，有很嚴(yán)格的時(shí)序要求。如果不能滿足相應(yīng)的要求，IC卡就不能正常進(jìn)行操作；嚴(yán)重時(shí)將損壞IC卡或IC卡讀寫器。IC卡接口電路通過觸點(diǎn)向卡提供穩(wěn)定的時(shí)鐘，通過觸點(diǎn)向卡提供穩(wěn)定的電源。
CTS56I01支持兩個(gè)符合ISO/IEC7816-3標(biāo)準(zhǔn)的T0和T1傳輸協(xié)議的IC卡。它采用并行的方式與IFD內(nèi)的CPU通信；可以檢查到卡的插入與拔出，并自動(dòng)產(chǎn)生激活與釋放時(shí)序。CTS56I01內(nèi)部每個(gè)通道都有發(fā)送緩沖空、ATR超時(shí)、釋放檢測(cè)完成、TS沒有收到等10個(gè)獨(dú)立的中斷源，當(dāng)CTS56I01內(nèi)部的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，可以產(chǎn)生中斷信號(hào)。
系統(tǒng)通過P0口與CTS56I01的數(shù)據(jù)線相連，地址選擇用P2[2:0]，兩個(gè)中斷信號(hào)經(jīng)過或門后接到89C51的INT0上，對(duì)IC卡的所有操作，只是對(duì)CTS56I01內(nèi)部寄存器的讀寫操作，方便可靠。CTS56I01采用LQFP-32封裝，僅占很小的空間。
鍵盤模塊采用4×4行列式鍵盤，包括數(shù)字輸入及功能鍵，功能是完成密碼的輸入及確認(rèn)。
顯示模塊采用點(diǎn)陣漢字液晶顯示器，與IC卡輸入模塊、鍵盤以及指紋識(shí)別模塊配合顯示，首先顯示提示插入IC卡，錯(cuò)誤則系統(tǒng)關(guān)機(jī)，正確則提示輸入密碼，鍵盤輸入密碼錯(cuò)誤會(huì)顯示錯(cuò)誤，并顯示重新輸入，重復(fù)輸入次數(shù)超過3次系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)機(jī)，輸入正確接著提示提供指紋，不符合則系統(tǒng)關(guān)機(jī)，符合則控制執(zhí)行單元解禁、電路導(dǎo)通。這兩部分的電路圖見總電路圖。
在整個(gè)系統(tǒng)中包括三種信號(hào)的采集IC卡信號(hào)的采集、鍵盤的識(shí)別、指紋的識(shí)別。對(duì)于這三種信號(hào)的采集都是通過編寫軟件程序來實(shí)現(xiàn)。
1)首先是對(duì)IC卡的識(shí)別，將IC卡插入IC卡模塊后，IC卡模塊將信號(hào)通過SCL、SDA傳送到單片機(jī)的P13、P14內(nèi)，并通過軟件程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理。若處理后的信號(hào)與單片機(jī)中預(yù)設(shè)值相符，系統(tǒng)就提示輸入密碼，接下來進(jìn)行鍵盤的識(shí)別；否則，提示再次插卡，若卡被退出3次，則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)機(jī)。
2)在對(duì)IC卡識(shí)別之后，系統(tǒng)提示輸入密碼，鍵盤采用行列式薄膜按鍵，對(duì)鍵碼的識(shí)別，采用軟件查詢的方式。在輸入密碼后，軟件將掃描所得的鍵值與設(shè)定好的密碼進(jìn)行比較。若相符，則系統(tǒng)提示進(jìn)行指紋識(shí)別；否則，再次提示輸入密碼，若密碼提示3次，還不正確，則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)機(jī)。
3)在識(shí)別指紋時(shí)，指紋模塊把信號(hào)通過單片機(jī)的通訊口RXD、TXD傳送給單片機(jī)。和上面兩個(gè)信號(hào)的采集過程一樣，這里不再詳述。
權(quán)利要求
1.崗位持證操作控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、鍵盤控制和指示電路、液晶顯示器及顯示驅(qū)動(dòng)電路、讀寫卡指示及報(bào)警電路、時(shí)鐘電路組成，其特征在于指紋采集處理識(shí)別模塊、IC卡讀寫模塊、EEPROM存儲(chǔ)器、指示信號(hào)電路、2通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口通過通信裝置與單片機(jī)相連；所述的IC卡讀寫模塊是將讀出的IC卡識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并與預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的指紋采集處理識(shí)別模塊，將采集到的指紋識(shí)別信號(hào)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)進(jìn)行處理并與預(yù)置信息進(jìn)行比較判斷；所述的鍵盤控制是對(duì)鍵碼的識(shí)別采用軟件查詢方式，軟件將掃描所得的鍵值與預(yù)設(shè)定值進(jìn)行比較判斷；其中，所述的EEPROM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)指紋數(shù)據(jù)和對(duì)鍵盤設(shè)置的密碼及對(duì)接觸式IC卡的識(shí)別數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的崗位持證操作控制系統(tǒng)，其特征在于指紋采集處理識(shí)別模塊的指紋識(shí)別主板電路為C8051F023單片機(jī)，鍵盤模塊為4×4行列式鍵盤，顯示模塊為點(diǎn)陣漢字液晶顯示器，讀寫模塊為MFTC531芯片、通信接口為上位機(jī)RS232通信接口，網(wǎng)絡(luò)接口為RS485網(wǎng)絡(luò)接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的崗位持證操作控制系統(tǒng)，其特征在于單片機(jī)P3口與讀寫模塊MFRC531芯片D0-D7口相連，P25與讀寫模塊MFRC531的NCS相連，P17與讀寫模塊MFRC531的IRQ腳相連，MCU讀寫控制的/RD和WR分別與讀寫模塊MFRC531的NRD和NWR相連，地址鎖存控制ALE與MFRC531的ALE相連，MCU的硬串口UARTO與指紋識(shí)別模塊的串行通信口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的崗位持證操作控制系統(tǒng)，其特征在于IC讀寫芯片為TAD8020HL，TAD8020HL的IRQ、SDA、SCL腳分別與芯片89C55的INT1、P13、P14腳相連，芯片89C55的RXD和TXD腳分別與單片機(jī)C8051F023的TXD0、RXD0腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的崗位持證操作控制系統(tǒng)，其特征在于TAD8020HL的CLK1、CLK2分別與芯片89D55的X1、X2腳相連，芯片89C55的P20～P27口與芯片1602的DB0～DB7口相連，芯片89C55的P00～P07口與鍵盤相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作控制系統(tǒng)，是一種適用機(jī)械設(shè)備和汽車駕駛等持證上崗操作的崗位持證操作控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、鍵盤控制和指示電路、液晶顯示器及顯示驅(qū)動(dòng)電路、讀寫卡指示及報(bào)警電路、時(shí)鐘電路組成，其特征在于指紋采集處理識(shí)別模塊、IC卡讀寫模塊、EEPROM存儲(chǔ)器、指示信號(hào)電路、上位機(jī)RS232通信接口、RS485網(wǎng)絡(luò)接口通過通信裝置與單片機(jī)相連；其中，所述的EEPROM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)指紋數(shù)據(jù)和對(duì)鍵盤設(shè)置的密碼及對(duì)接觸式IC卡的識(shí)別數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可有效地防止安全事故的發(fā)生，杜絕無證操作的現(xiàn)象，可大大提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和汽車行駛的安全性。
文檔編號(hào)G06K17/00GK1766906SQ20051012528
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者李文昌 申請(qǐng)人:李文昌