專利名稱：無線數(shù)據(jù)采集終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集裝置，特別涉及一種基于GPRS/CDMA網(wǎng)路的無線數(shù)據(jù)采集終端。
技術(shù)背景 隨著CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步成熟，無線數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前的熱點(diǎn)應(yīng)用，特別是對于電力、電信、石油、水禾U、地質(zhì)、和交通行業(yè)中場所不固定的應(yīng)用場合，由于有線網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)收到種種條件的限制，采用基于CDMA/GPRS的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有無可比擬的優(yōu)勢。 現(xiàn)有基于GPRS/CDMA網(wǎng)路的無線數(shù)據(jù)采集終端所采用的模式為"低端單片機(jī)+CDMA/GPRS模塊"，這種模式設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)點(diǎn)是硬件成本略低，其缺點(diǎn)為在功能上比較有限，同時(shí)在協(xié)議的開發(fā)和支持上具有一定的難度。隨著應(yīng)用需求的逐步提高，采用這方式設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集終端已經(jīng)無法滿足用戶的需要，特別是隨著高性能嵌入式微處理器的價(jià)格逐漸降低，這種方式設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集終端在價(jià)格上的優(yōu)勢已經(jīng)不復(fù)存在
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有基于GPRS/CDMA網(wǎng)路的無線數(shù)據(jù)采集終端所采用的設(shè)
計(jì)模式無法滿足客戶需求的問題，而設(shè)計(jì)了一種采用高性能嵌入式微處理器與CDMA/GPRS
模塊相結(jié)合的設(shè)計(jì)模式的高性能無線數(shù)據(jù)采集終端。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為 無線數(shù)據(jù)采集終端，該終端包括射頻識別模塊、主控模塊以及無線通信模塊；所述主控模塊包括一嵌入式微處理器；所述射頻識別模塊的數(shù)據(jù)端通過鎖存器與微處理器的數(shù)據(jù)端相聯(lián)，射頻識別模塊的地址端和微處理器地址端直接連接；無線通信模塊通過通用異步收發(fā)器與微處理器連接。 所述主控模塊還包括一用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)腞S232/485接口模塊。 所述主控模塊還包括一用于確保終端不死機(jī)的看門狗模塊、一用于顯示數(shù)據(jù)的
LCD顯示屏、用于實(shí)現(xiàn)輸入和查詢的鍵盤、用于保存嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序及相關(guān)配置
參數(shù)的R0M及RAM，所述看門狗模塊、LCD顯示屏、鍵盤、ROM及RAM通過內(nèi)部總線與微處理
器直接連接。 所述無線通信模塊為采用GPRS/CDMA1X方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無障礙傳輸?shù)腃DMA/GPRS模塊。 所述射頻識別模塊為采用無線射頻識別方式采集數(shù)據(jù)，并可根據(jù)不同的應(yīng)用兼容
Mifare、 ID和電子標(biāo)簽卡的無線識別模塊。 根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、實(shí)時(shí)性強(qiáng) 由于GPRS/CDMA具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)/所有數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求； 2、建設(shè)成本少低 由于采用GPRS/CDMA的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要進(jìn)行專門 布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護(hù)成本低； 3、使用范圍廣 GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對相應(yīng)的控 制和管理。而且，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求； 4、系統(tǒng)的傳輸容量大 后臺管理中心要和每一個(gè)無線數(shù)據(jù)采集終端保持實(shí)時(shí)連接。系統(tǒng)能滿足突發(fā)性數(shù)
據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS/CDMA技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。 5、數(shù)據(jù)傳送速率高GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171. 2kbit/s，目前GPRS
實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需要； 6、通信費(fèi)用低采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。 圖3為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。 本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種基于無線數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)采集終端，將智能型數(shù)據(jù) 采集設(shè)備接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而借助于該網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)的、遠(yuǎn)距離的、無障礙的傳 輸。 如圖1所示，本實(shí)用新型提供的無線數(shù)據(jù)采集終端主要由主控模塊1、射頻識別模 塊2、無線通信模塊3組成，其中主控模塊1接收射頻識別模塊2傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)過對數(shù)據(jù) 的打包處理，將該數(shù)據(jù)由無線通信模塊3通過無線網(wǎng)路4傳輸至后臺管理系統(tǒng)5 (如圖2所 示)。 基于上述數(shù)據(jù)采集終端的組成，該終端的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示 射頻識別模塊2:采用無線射頻識別方式采集數(shù)據(jù)，并可根據(jù)不同的應(yīng)用兼容
Mifare、 ID和電子標(biāo)簽卡；具有大容量的信息存儲容量，支持使用兩萬張卡，可存儲約一萬
個(gè)名單，兩萬條記錄。 無線通信模塊3 :采用GPRS/CDMA1X方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無障礙傳 輸。無線模塊接入網(wǎng)絡(luò)，保持時(shí)時(shí)在線，由后臺服務(wù)器動(dòng)態(tài)分配IP地址，并下發(fā)卡號和機(jī) 號。同時(shí)，具備時(shí)間校準(zhǔn)功能，可以通過上位機(jī)自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)間，以確保終端機(jī)時(shí)間的準(zhǔn)確性。 終端機(jī)與服務(wù)器通訊協(xié)議采用TCPSocket主從通訊。為了防止部分使用場所有信號干擾， 采用主控模塊1中的RS232/485串口 103通信作為輔助通信手段，數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑挠?jì)算機(jī)后再接入網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)本地管理。 主控模塊1 :該模塊采用嵌入式微處理器101作為整個(gè)數(shù)據(jù)采集終端的核心，這樣 能夠很好地支持嵌入式操作系統(tǒng)。 射頻識別模塊2的數(shù)據(jù)端通過鎖存器與微處理器101的數(shù)據(jù)端相聯(lián)，射頻識別模 塊2的地址端和微處理器101地址端直接連接，微處理器101可通過控制鎖存器來實(shí)現(xiàn)控 制存儲所需數(shù)據(jù)；無線通信模塊3通過通用異步收發(fā)器與微處理器101相連。 主控模塊1中電源時(shí)鐘模塊為主控模塊提供工作電源。主控模塊1中還設(shè)有 R0M106和RAM105，主要用于保存嵌入式操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序及相關(guān)配置參數(shù)，通過內(nèi)部總 線108直接與微處理器101通信。普通的ROM操作只能以模塊操作，維護(hù)起來很不方便，而 且由于在讀寫的時(shí)候沒有緩沖操作，數(shù)據(jù)很容易丟失和出錯(cuò)。在ROM上實(shí)現(xiàn)的文件系統(tǒng)可 以合理的分配和使用每一個(gè)區(qū)塊，減少了區(qū)塊遷移和區(qū)塊過度使用。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)初始化文 件系統(tǒng)和缺省路徑。如果成功，就生成了可操作的文件設(shè)備符。自此，用戶就可以使用一般 的文件操作方式，即生成、讀、寫和刪除。 同時(shí)本終端的主控模塊中還設(shè)置了看門狗模塊102其與微處理器101直接相連， 使得該終端實(shí)現(xiàn)軟狗和硬狗的雙重保護(hù)，確保該終端機(jī)決不死機(jī)。 為了便于對主控模塊1的數(shù)據(jù)顯示和功能設(shè)定，在主控模塊1中還設(shè)置了 LCD顯 示器104和鍵盤107 ;LCD顯示屏104和鍵盤107通過內(nèi)部總線108與微處理器101連接， 該LCD顯示屏104支持二級字庫中的所有漢字，如刷卡后能顯示卡號，鍵盤107通過設(shè)置 實(shí)現(xiàn)輸入和查詢功能。 根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本實(shí)用新型在實(shí)施時(shí)，可通過主控模塊外接的鍵盤對 主控模塊中的微處理器進(jìn)行相關(guān)功能的參數(shù)設(shè)定；由射頻識別模塊通過無線的方式識別 Mifare、 ID或電子標(biāo)簽卡，并采集該卡中的信息存入到相應(yīng)的鎖存器中；主控模塊中的微 處理器根據(jù)設(shè)置的功能要求控制鎖存器存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)將該數(shù)據(jù)通過與之相連的 LCD顯示器顯示出來；微處理器同時(shí)通過GPRS/CDMA無線通信模塊將該數(shù)據(jù)打包成IP包， 再通過TCP/IP的通信協(xié)議與后臺管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。 若使用場所有信號干擾，無法實(shí)現(xiàn)無線傳輸時(shí)，可采用輔助通信裝置RS232/485 串口進(jìn)行直接通信，將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)洁徑挠?jì)算機(jī)后再接入網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)本地管理。 由于本數(shù)據(jù)采集終端中設(shè)有看門狗模塊實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端中的系統(tǒng)進(jìn)行軟狗 和硬狗雙重保護(hù)。確保本數(shù)據(jù)采集終端工作時(shí)避免受到來自外界電磁場的干擾，造成程序 的跑飛，而陷入死循環(huán)，程序的正常運(yùn)行被打斷的情況出現(xiàn)。 本數(shù)據(jù)采集終端基于GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)置無線模塊，能支持語音、短信息、數(shù)據(jù) 通信，嵌入TCP/IP協(xié)議棧，通過RS232接口 ，可直接與RTU、 PLC、工控機(jī)、POS等數(shù)據(jù)終端無 縫連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。無線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膽?yīng)用范圍非常廣，涉及行業(yè)有電力、水利、公 安、交通、石油、安防和金融等。GPRS網(wǎng)絡(luò)支持TCP/IP協(xié)議并且覆蓋面廣，比起使用短消息 和超短波無線電臺進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，GPRS無論在費(fèi)用、可靠性和可實(shí)施性等方面都具有 很大的優(yōu)勢。GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)采集終端采用了智能控制，更適用于工業(yè)遠(yuǎn)程無人控制、 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集等數(shù)據(jù)雙向傳輸場合。 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求無線數(shù)據(jù)采集終端，該終端包括射頻識別模塊、主控模塊以及無線通信模塊；其特征在于，所述主控模塊包括一嵌入式微處理器；所述射頻識別模塊的數(shù)據(jù)端通過鎖存器與微處理器的數(shù)據(jù)端相聯(lián)，射頻識別模塊的地址端和微處理器地址端直接連接；無線通信模塊通過通用異步收發(fā)器與微處理器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述主控模塊還包括一用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)腞S232/485接口模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述主控模塊還包括一用于確保終端不死機(jī)的看門狗模塊、一用于顯示數(shù)據(jù)的LCD顯示屏、用于實(shí)現(xiàn)輸入和查詢的鍵盤、用于保存嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序及相關(guān)配置參數(shù)的ROM及RAM，所述看門狗模塊、LCD顯示屏、鍵盤、ROM及RAM通過內(nèi)部總線與微處理器直接連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述無線通信模塊為采用GPRS/CDMA1X方式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無障礙傳輸?shù)腃DMA/GPRS模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于，所述射頻識別模塊為采用無線射頻識別方式采集數(shù)據(jù)，并可根據(jù)不同的應(yīng)用兼容Mifare、 ID和電子標(biāo)簽卡的無線識別模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了無線數(shù)據(jù)采集終端，該終端包括射頻識別模塊、主控模塊以及無線通信模塊；所述主控模塊包括一嵌入式微處理器；所述射頻識別模塊與微處理器連接；無線通信模塊與微處理器連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的無線采集和無線傳輸，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、使用范圍廣、系統(tǒng)的傳輸容量大等特點(diǎn)。
文檔編號G06K17/00GK201518135SQ20092006905
公開日2010年6月30日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者劉紅濤, 張朝暉, 王鈾, 陸冬冬 申請人:上海億識電子信息有限公司