CN102622810A

CN102622810A - 全功能一卡通控制系统

Info

Publication number: CN102622810A
Application number: CN2012100197716A
Authority: CN
Inventors: 谷振宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-21
Filing date: 2012-01-21
Publication date: 2012-08-01

Abstract

全功能一卡通控制系统，其包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器，所述射频读卡器与控制器双向连接，射频卡与射频读卡器无线连接，所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器，所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连，所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。本发明使用方便，体积较小，适用范围广。

Description

全功能一卡通控制系统

技术领域

本发明涉及一种一卡通控制系统，尤其是涉及一种兼有刷卡消费及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统、建筑物内的电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等的工作状况的全功能一卡通控制系统。

背景技术

现有一卡通技术应用范围局限于刷卡消费，以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等，而且，这些功能必须通过不同的卡来实现：刷卡消费是一种银行发行的磁卡或IC卡，控制门禁系统和电梯管理系统的卡则为工作单位配备，停车场进出管理系统的卡由用户居住的小区发放，因此，用户必须携带很多卡，才能正常地生活和工作，使用起来很不方便。

现有一卡通技术的应用范围很窄，除了具有上述功能之外，还不能涉及生活的其他领域，局限于经济收入为中高端的用户。

中国发明专利200610004049.X公开了一种建筑采暖及电器设备智能控制系统，其采用有源射频卡，远距离控制很多与人们生活息息相关的各种设备，将卡的应用范围拓展到控制建筑物内的所有电器设备、煤气设备、采暖设备、供水设备等的启闭，并配备温度控制装置，根据用户活动情况控制采暖设备、空调设备的工作温度和工作状况，实现行为节能和建筑安全管理。但是，这种卡不能与现有一卡通技术兼容，而且，这种有源射频卡实现刷卡消费，以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等时，会出现误动作：当用户经过读卡器附近时，用户不需要消费，但该读卡器会自动从用户卡种划走一定数额的款项；当用户从办公室门前经过而不需要进入时，门锁会自动打开，用户使用起来也很不方便。

为拓展一卡通技术的使用范围，并使一张卡兼有多种功能，中国专利200810038002.4公开了一种安全双频一卡通技术，采用一张卡封装高频电子标签和超高频电子标签，但这种卡体积过大，不适合随身携带，很难推广应用。

中国专利201020123978.4公开了一种双界面智能卡，采用的智能卡包括接触式智能卡单元和基于ZigBee无线网络节点单元，同样也存在体积过大，不适合随身携带，很难推广应用等缺陷。

中国专利200610109621.9公开了一种超级一卡通互动定位预警系统及其方法，采用单一的RFID射频卡，虽然说明书中指出了其具有实现定位、考勤、巡更等多种功能，但实际应用时，其并不能进行刷卡消费、停车管理、乘坐电梯的控制，适用范围仍然较小。

上述技术都是在卡上进行改造，难以实现拓展智能卡应用范围的目的，也就无法实现真正意义上的一卡通应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种使用方便，体积较小，适用范围广的全功能一卡通控制系统。

本发明的技术方案为：一种全功能一卡通控制系统，包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器，射频读卡器与控制器双向连接，射频卡与射频读卡器无线连接，所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器，所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连，所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。

进一步，能对建筑物内电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器，在对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行控制时，其原理与中国专利200610004049X建筑采暖及电器设备智能控制系统公开的技术方案相同。

进一步，所述射频卡包括单片机、电池、接收/发射共用天线、EEPROM存储电路和状态指示电路和射频芯片；射频芯片与单片机、接收/发射共用天线双向连接，单片机与状态指示电路连接，电池与单片机、EEPROM存储电路和射频芯片连接，单片机与EEPROM存储电路双向连接。

进一步，所述射频卡的射频芯片可为nRF9E5单片射频通信芯片。

进一步，所述射频卡的接收/发射共用天线采用单端天线或比环形天线通信距离更远的天线。

本发明所述射频卡与中国专利200610004049X公开的建筑采暖及电器设备智能控制系统的射频卡的区别在于：本发明采用的是单端天线，而专利200610004049X采用的是环形天线。由于单端天线比环形天线具有更大的天线增益控制能力，从而可以使得本发明可以具有更远的读卡距离或者更近的读卡距离。

进一步，所述射频读卡器与控制器之间通过RS-485串行总线双向连接。

进一步，所述射频读卡器包括单片机、EEPROM存储电路、接收/发射共用天线、电源电路、RS-485串行接口电路、时钟电路、状态指示电路、显示器、语音产生电路和射频芯片；射频芯片分别与接收/发射共用天线、单片机双向连接，单片机与RS-485串行接口电路和EEPROM存储电路双向连接，单片机与状态指示电路、电源电路、时钟电路、语音产生电路和显示器连接，电源电路还与时钟电路、显示器和语音产生电路连接。

进一步，所述射频读卡器的射频芯片和单片机可采用nRF9E5单片机射频芯片。

近距离射频读卡器和远距离射频读卡器实为一个射频读卡器设备，只是通过去除天线的方法实现近距离和远距离两种功能。

所述门禁控制器与中国专利03234742.1公开的智能门禁控制器类似，但射频读卡器为本发明所述结构。

所述电梯控制器的控制方式与中国专利00129242.0公开的智能卡电梯管理系统及方法类似，但射频读卡器为本发明所述结构。

所述停车场道闸控制器与中国专利200510036543.X公开的智能化停车场管理系统中的道闸控制部分类似。

本发明使用方便，体积较小，适用范围广，采用一张射频卡实现刷卡消费，以及控制门禁系统、电梯管理系统、停车场进出管理系统等功能之外，还可控制建筑物内的电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备的工作状况，从而实现行为节能控制、安全管理、金融服务等多功能综合管理和控制。

附图说明

图1为本发明全功能一卡通系统构成框图；

图2为本发明系统射频卡框图；

图3为本发明系统射频卡的实施电路图；

图4为本发明系统射频读卡器的构成图；

图5为本发明系统射频读卡器的实施电路图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照图1，全功能一卡通系统包括控制器1、射频读卡器2、射频卡3，其中，射频读卡器2与控制器1之间通过RS-485串行总线双向连接，射频卡3与射频读卡器2无线连接，所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器，所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器等相连，所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等进行远距离控制的控制器相连。

所述远距离射频读卡器通过控制器1控制电气设备、煤气设备、供暖设备、供水设备等，所述近距离射频读卡器通过控制器1控制门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备等。

参照图2，所述射频卡3包括单片机3-1、电池3-2、接收/发射共用天线3-3、EEPROM存储电路3-4和状态指示电路3-5和射频芯片3-6；射频芯片3-6与单片机3-1、接收/发射共用天线3-3双向连接，单片机3-1与状态指示电路3-5连接，电池3-2与单片机3-1、EEPROM存储电路3-4和射频芯片3-6连接，单片机3-1与EEPROM存储电路3-4双向连接。

参照图3，射频卡3实施电路中，单片机3-1和射频芯片3-6为瑞典Nodric公司的nRF9E5单片机射频芯片，nRF9E5芯片本身的发射频率为433MHz，发射功率<10mW，nRF9E5是一款工作频率为433/868/915MHz的智能射频芯片，该芯片采用1.9V~3.6V单电源供电，32脚QFN封装(5×5mm)，发射功率为10dBm，接收灵敏度-100dBm，在低功耗时电流仅2.5μA，特别适合采用电池供电，适用于无线键盘、无线电话、无线耳机、产业无线传感器、遥控器和无线警报器等；接收发射共用天线3-3的阻抗选用为75欧姆，因此采用电容C12、C15、C3、电感L1、L2、L3构成滤波和阻抗匹配电路，将所接收的频率选择出来，并滤除倍频载波；存储电路3-4采用Atmel公司的25AA320芯片，可以将nRF9E5单片机运行所需要的程序烧写在其上，系统上电时，nRF9E5芯片将自动加载EEPROM中的程序；对于状态指示电路3-5，两个发光二极管D1、D2，可以组合四种状态，即异常、发现读卡器、休眠、电力不足。用户的密码信息存在存储电路3-4中，平时射频芯片3-1、接收发射共用天线3-3不发射信号，只处于接收状态，以省电，当收到信息时，射频芯片3-6通过接收发射共用天线3-3向系统回馈信息。

参照图4，所述射频读卡器2包括单片机2-1、EEPROM存储电路2-2、接收/发射共用天线2-3、电源电路2-4、RS-485串行接口电路2-5、时钟电路2-6、状态指示电路2-7、显示器2-8、语音产生电路2-9和射频芯片2-10；射频芯片2-10分别与接收/发射共用天线2-3、单片机2-1双向连接，单片机2-1与RS-485串行接口电路2-5 和EEPROM存储电路2-2双向连接，单片机2-1与状态指示电路2-7、电源电路2-4、时钟电路2-6、语音产生电路2-9和显示器2-8连接，电源电路2-4还与时钟电路2-6、显示器2-8和语音产生电路2-9连接。通过去除接收/发射共用天线2-3的方法，可以缩短读卡器的阅读范围，从而构成近距离的读卡器，增加接收/发射共用天线2-3即成为远距离读卡器。

参照图5，所述射频读卡器2实施电路中，单片机2-1和射频芯片2-10为瑞典Nodric公司的nRF9E5单片机射频芯片，nRF9E5芯片本身的发射频率为433MHz，发射功率<10mW，nRF9E5是一款工作频率为433/868/915MHz的智能射频芯片；存储电路2-2采用Atmel公司的25AA320芯片，可以将nRF9E5单片机运行所需要的程序烧写在其上，系统上电时，nRF9E5芯片将自动加载EEPROM中的程序；接收发射共用天线2-3，与采用电容C12、C15、C3、电感L1、L2、L3构成的滤波和阻抗匹配电路连接；为了能够改变读卡器的阅读范围，可以将其接收/发射共用天线2-3和滤波和阻抗匹配电路去除，即可缩短读卡器的阅读距离。用户的密码信息存在存储电路2-2中，当接收到信息时，射频芯片2-10通过接收发射共用天线2-3向系统发出回应信息；电源电路2-4包括三个二极管，提供合适的电源给单片机；对于状态指示电路2-7，发光二极管D1、D2和蜂鸣器，可以提示读卡器异常、发现读卡器休眠。时钟电路2-6包括RX-8025芯片及其附属元件，RX-8025 是一种具有高精度的、包括32.768kHz 晶振时钟I2C 总线接口的实时时钟芯片。RS-485串行接口电路2-5采用MAX485芯片，MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS－485芯片，完成将TTL电平转换为RS－485电平的功能。

Claims

1. 一种全功能一卡通控制系统，包括供用户携带使用的射频卡、射频读卡器和控制器，其特征在于，所述射频读卡器与控制器双向连接，射频卡与射频读卡器无线连接，所述射频读卡器包括近距离射频读卡器和远距离射频读卡器，所述近距离射频读卡器与能对门禁设备、电梯设备、停车场道闸设备、澡堂节水设备进行近距离控制的门禁控制器、电梯控制器、停车场道闸控制器、澡堂节水控制器相连，所述远距离射频读卡器与能对电器设备、煤气设备、供暖设备、供水设备进行远距离控制的控制器相连。

2.根据权利要求1所述的全功能一卡通控制系统，其特征在于，所述所述射频卡包括单片机、电池、接收/发射共用天线、EEPROM存储电路和状态指示电路和射频芯片；射频芯片与单片机、接收/发射共用天线双向连接，单片机与状态指示电路连接，电池与单片机、EEPROM存储电路和射频芯片连接，单片机与EEPROM存储电路双向连接。

3.根据权利要求2所述的全功能一卡通控制系统，其特征在于，所述射频卡的接收/发射共用天线为单端天线或比环形天线通信距离更远的天线。

4.根据权利要求1或2所述的全功能一卡通控制系统，其特征在于，所述射频读卡器包括单片机、EEPROM存储电路、接收/发射共用天线、电源电路、RS-485串行接口电路、时钟电路、状态指示电路、显示器、语音产生电路和射频芯片；射频芯片分别与接收/发射共用天线、单片机双向连接，单片机与RS-485串行接口电路和EEPROM存储电路双向连接，单片机与状态指示电路、电源电路、时钟电路、语音产生电路和显示器连接，电源电路还与时钟电路、显示器和语音产生电路连接。