專利名稱：基于gsm/gprs的嵌入式rfid讀卡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻識別的讀卡器，尤其是基于智能的和穩(wěn)定的嵌入式GSM/GPRS 讀卡器。
背景技術(shù)：
目前RFID讀卡器是基于連接的，它們功能單一，存儲量小，安全性低，多個(gè)讀卡器組成網(wǎng)絡(luò)時(shí)也有很多限制，而且需要通過RS232/485接口或者以太網(wǎng)接口同服務(wù)器端連接通信，這樣使讀卡器的應(yīng)用尤其在野外和移動(dòng)等情況下的應(yīng)用帶來了不便。GSM/GPRS讀卡器是RFID讀卡器的移動(dòng)和野外的應(yīng)用成為可能，而且隨著網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)流量資費(fèi)的不斷降低和特別的數(shù)據(jù)流量套餐的推出，這種應(yīng)用將變得的更加便利、普及和便宜。

發(fā)明內(nèi)容
1、要解決的技術(shù)問題條形碼和ICantegrated Circuit集成電路)卡讀卡器功能單一、只能存儲簡單信息，而RFID讀卡器安全、可存儲較大容量信息①RFID是一種自動(dòng)無線識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，帶有可讀和可寫并能防范非授權(quán)訪問的存儲器的智能芯片，已經(jīng)可以在很多集裝箱、 貨盤、產(chǎn)品包裝、智能識別ID卡、書本或DVD中看到；②由于未來可能的應(yīng)用，RFID即將迎來非常巨大的增長時(shí)期；③RFID相對于傳統(tǒng)的條形碼，在非接觸性、可靠性、避免污染、可見性、讀取速度和空間方向性上都具有優(yōu)勢；④從傳統(tǒng)的接觸式和非接觸式IC卡向更加安全、便捷的射頻識別RFID(fcidio Frequency Identification)卡的方向發(fā)展。擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題從大的方面來說，也主要包括硬件、軟件和軟硬結(jié)合三個(gè)方面。具體包括以下幾個(gè)方面①在13. 56MHz上的RFID讀寫模塊開發(fā)；②基于S3C44B0X 嵌入式ARM GPRS讀卡器硬件平臺開發(fā)；③嵌入式uCLinux操作系統(tǒng)和嵌入式SQLite數(shù)據(jù)庫針對硬件平臺的移植；④在ARM+Linux下的GPRS和UART的驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)或二次開發(fā)； ⑤在嵌入式uCLinux上的讀卡器軟件的開發(fā)。2、技術(shù)方案本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是運(yùn)用RFID芯片接收信息，把信息傳送到ARM7處理器上進(jìn)行處理，通過uCLinux操作系統(tǒng)，把處理完的信息經(jīng)過以GSM/GPRS直接傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。運(yùn)用RFID接收模塊，使得數(shù)據(jù)更加安全；運(yùn)用ARM7處理器，使得處理速度更快，存儲容量更大；運(yùn)用uCLinux操作系統(tǒng)，使得整個(gè)系統(tǒng)和過程更加穩(wěn)定；運(yùn)用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，使得傳輸速度更快，組網(wǎng)更加簡單，并且支持移動(dòng)和野外使用。3、有益效果讀卡器正在從開始的功能單一、存儲簡單信息的條形碼和ICantegratedCircuit集成電路)卡讀卡器向安全、可存儲較大容量信息的RFID讀卡器發(fā)展①RFID是一種自動(dòng)無線識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，今天，帶有可讀和可寫并能防范非授權(quán)訪問的存儲器的智能芯片已經(jīng)可以在很多集裝箱、貨盤、產(chǎn)品包裝、智能識別ID卡、書本或DVD中看到；②由于未來可能的應(yīng)用，RFID即將迎來非常巨大增長的時(shí)期，僅2009年，中國射頻識別技術(shù)RFID市場規(guī)模已達(dá)85. 1億元人民幣；③RFID相對于傳統(tǒng)的條形碼，在非接觸性、可靠性、避免污染、 可見性、讀取速度和空間方向性上都具有優(yōu)勢；④從傳統(tǒng)的接觸式和非接觸式IC卡向更加安全、便捷射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)卡的方向發(fā)展。從功能單一， 只記錄RFID身份ID號的、功能單一的、需要上層計(jì)算機(jī)控制的單片機(jī)讀卡器向功能強(qiáng)大、 更高智能的，可以獨(dú)立完成門禁或考勤系統(tǒng)的嵌入式讀卡器發(fā)展。①單片機(jī)讀卡器的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前市場上主要的網(wǎng)絡(luò)形式是每一個(gè)讀卡器都通過RS-232或RS-485同自己的上位計(jì)算機(jī)相連完成通信，多個(gè)計(jì)算機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)或其他通信形式相互連接構(gòu)成。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可簡單的表示為下圖1，這里為了畫圖簡單，多讀卡器時(shí)，以3個(gè)為例?？梢钥闯銎錈o論在多個(gè)讀卡器構(gòu)成讀卡器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，還是在單一讀卡器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其成本=NX (單個(gè)讀卡器成本+單臺計(jì)算機(jī)成本+連線等其他設(shè)施)，其中N表示網(wǎng)絡(luò)中需要使用的讀卡器的數(shù)目。②而如果使用本項(xiàng)目的產(chǎn)品——基于GPRS的嵌入式RFID讀卡/寫卡器，就可以無需考慮地理位置和基礎(chǔ)設(shè)施的限制，無論是單個(gè)還是多個(gè)客戶機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，都可通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，輕松地將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)起來既簡單，又節(jié)省了基礎(chǔ)設(shè)施開銷； (如圖2)而本項(xiàng)目正是適應(yīng)了讀卡器的這種發(fā)展需要，無需考慮硬件環(huán)境基礎(chǔ)好壞，只要求讀卡器基于GPRS進(jìn)行通信的現(xiàn)實(shí)；同時(shí)聯(lián)系讀卡器未來的發(fā)展將逐漸從基于固定網(wǎng)路向基于無線網(wǎng)路的方向 發(fā)展的趨勢推出的產(chǎn)品。而本發(fā)明正是適應(yīng)了讀卡器的這種發(fā)展需要，為了克服現(xiàn)有讀卡器的功能單一， 存儲量小，安全性低，組網(wǎng)困難等問題，我們發(fā)明了一種新型的智能的讀卡器，它不僅解決了以上問題，且由于加入操作系統(tǒng)，使得整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。并且根據(jù)現(xiàn)實(shí)樓宇、小區(qū)或企事業(yè)單位的以太網(wǎng)硬件環(huán)境基礎(chǔ)好，要求讀卡器是基于以太網(wǎng)進(jìn)行通信的現(xiàn)實(shí)；同時(shí)聯(lián)系讀卡器未來的發(fā)展將逐漸從基于RS232向基于以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的方向發(fā)展的趨勢開發(fā)的產(chǎn)品。四、說明書


圖1傳統(tǒng)讀卡器多讀卡器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2傳統(tǒng)讀卡器單讀卡器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D3GSM/GPRS讀卡器多讀卡器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D4GSM/GPRS讀卡器單讀卡器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D5是存儲器模塊的原理圖FLASH采用的型號是SST公司的SST39VF3201，容量為4M ；SDRAM 采用的型號是 Hynix 公司的 HY57V561620FTP-H，容量為 32M。圖6是電源模塊的原理圖穩(wěn)壓模塊采用LM2756，變壓/穩(wěn)壓模塊分別采用的是AMSl 17-2. 5和AMSl 17-3. 3， 而復(fù)位信號由SP708完成。圖7是串口模塊的原理圖
本開發(fā)有2個(gè)串口，一個(gè)為調(diào)試用，一個(gè)用作和rf id讀寫模塊通信。圖 8TRF7960-RFID 模塊原理圖以RFID讀寫模 塊采用的型號是TI公司的TRF7960芯片。圖 9SIM300-GSM/GPRS 模塊原理圖GSM/GPRS模塊采用的是SIMCOM公司的SIM300芯片。圖10是讀寫模塊的程序流程11是實(shí)物12是在有公網(wǎng)IP的服務(wù)器端測試
五具體實(shí)施例方式硬件設(shè)計(jì)上采用嵌入式的ARM處理器，提高了單片機(jī)讀卡器的處理能力；采用 GSM/GPRS控制器使讀卡器通過目前廣泛使用GSM/GPRS進(jìn)行通信成為可能，使RFID讀卡器的野外和移動(dòng)應(yīng)用成為可能；采用RFID讀寫模塊使身份識別方面的最新技術(shù)的應(yīng)用成為可能。硬件實(shí)現(xiàn)電路圖如圖5-9所示，實(shí)物如圖11所示，測試結(jié)果如圖12。軟件上采用了穩(wěn)定運(yùn)行的嵌入式uCLinux操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，使系統(tǒng)的可控制性成為可能。軟件讀卡器讀寫流程如圖10所示。
權(quán)利要求
1.一種基于通用全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM/分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS的嵌入式RFID讀卡器，其特征是將嵌入式技術(shù)、以GSM/GPRS技術(shù)和RFID技術(shù)很好的結(jié)合起來，并在軟件開發(fā)時(shí)使用開源、免費(fèi)的Linux操作系統(tǒng)及相關(guān)軟件，并采用多種通信編程技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/GPRS的嵌入式RFID讀卡器，其特征是運(yùn)用嵌入式技術(shù)，硬件自主開發(fā)，其主控制器為Samsung公司的S3C44B0X ；FLASH采用的型號是SST 公司的SST39VF3201，容量為4M ；SDRAM采用的型號是Hynix公司的HY57V561620FTP-H，容量為32M ；以GPRS控制器，采用的型號是SIMCOM公司的GSM/GPRS控制器SIM300 ；運(yùn)用了 RFID技術(shù)，采用的型號是TI公司的TRF7960 RFID讀寫芯片，其和ARM7開發(fā)板通過串口 1 通信，S3C44B0X的串口 0用于調(diào)試。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GSM/GPRS的嵌入式RFID讀卡器，其特征是運(yùn)用嵌入式技術(shù)，軟件自主開發(fā)，使用了開源、免費(fèi)的操作系統(tǒng)uCLinux，使整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定；運(yùn)用多種通信編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自主知識產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)，主要包括RFID模塊和ARM7系統(tǒng)的通信管理軟件、服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)SOCKET通信管理軟件、串口通信、RFID通信和GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)通信等多線程技術(shù)等等。
全文摘要
基于GSM/GPRS的嵌入式RFID讀卡器是根據(jù)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)對新型讀卡器——GSM/GPRS讀卡器的需要，將嵌入式、GSM/GPRS和RFID很好的結(jié)合起來，并在軟件開發(fā)時(shí)使用開源、免費(fèi)的操作系統(tǒng)，使整個(gè)產(chǎn)品無論是在硬件平臺還是軟件平臺上都做到完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，并極大降低了產(chǎn)品成本，將最新的軟硬件技術(shù)結(jié)合在一起，其創(chuàng)新性更是不用置疑。本項(xiàng)目成果的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景是廣闊的，現(xiàn)在的讀卡器的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化，并且GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已十分普及，野外和移動(dòng)情況下對RFID讀卡器的需要越來越旺盛，所以未來GSM/GPRS讀卡器的應(yīng)用將更為廣泛和深入。
文檔編號G06K7/00GK102314583SQ201010220548
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者胡偉 申請人:胡偉