校車安全刷卡裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于車車通信本實(shí)用新型涉及一種校車安全刷卡裝置，其包括外殼和電路板；電路板集成有電源模塊以及由電源模塊供電的主控制器模塊、RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊；主控制器模塊分別與RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊電連接；主控制器模塊通過(guò)RFID刷卡模塊與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接，并通過(guò)北斗定位信息采集模塊與北斗衛(wèi)星電信號(hào)連接，同時(shí)通過(guò)GSM通信模塊與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，體積小，成本低、易于安裝、便于攜帶，使用安全，有效提高校車安全運(yùn)行，降低校車安全事故。
【專利說(shuō)明】校車安全刷卡裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種刷卡裝置，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，體積小，成本低、易于安裝、便于攜帶，使用安全，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控學(xué)生上下車情況，獲取精度較高的車輛位置信息，有效提高校車安全運(yùn)行，降低校車安全事故的校車安全刷卡裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]校車安全問(wèn)題日益嚴(yán)重，近期多起校車事故的發(fā)生，使如何保障校車安全，降低人民財(cái)產(chǎn)的損失成了當(dāng)前迫在眉睫需要解決的問(wèn)題。國(guó)家先后出臺(tái)了《校車安全管理?xiàng)l例》和《專用校車安全技術(shù)條件》等強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以加強(qiáng)校車安全管理，保障學(xué)生交通安全。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車輛安全性能的要求明顯提升，還對(duì)校車安全管理相關(guān)配置提出進(jìn)一步要求。而現(xiàn)在不論在政策還是法律制度上，我國(guó)都不具備建立像美國(guó)那樣的校車市場(chǎng)條件，因此加強(qiáng)監(jiān)管，在危機(jī)事件發(fā)生時(shí)能夠迅速展開施救和應(yīng)急處理，成為可行的解決措施。
[0003]然而，在使用校車時(shí)，往往是一個(gè)司機(jī)一輛車，駕駛員接送學(xué)生容易疲勞，監(jiān)管部門或家長(zhǎng)想及時(shí)知道校車運(yùn)行狀態(tài)及學(xué)生上下車的實(shí)時(shí)情況難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有校車安全問(wèn)題日益嚴(yán)重，校車運(yùn)行狀態(tài)及學(xué)生上下車的實(shí)時(shí)情況監(jiān)控難度大等問(wèn)題而提出一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，體積小，成本低、易于安裝、便于攜帶，使用安全，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控學(xué)生上下車情況，獲取精度較高的車輛位置信息，有效提高校車安全運(yùn)行，降低校車安全事故的校車安全刷卡裝置。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]上述的校車安全刷卡裝置，由外殼和裝設(shè)于外殼內(nèi)的電路板組成；所述電路板集成有主控制器模塊、RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、串口模塊和電源模塊；所述主控制器模塊分別與所述RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊電連接；所述RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊均與所述電源模塊連接并由所述電源模塊供電；所述主控制器模塊通過(guò)所述RFID刷卡模塊與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接，并通過(guò)所述北斗定位信息采集模塊與北斗衛(wèi)星電信號(hào)連接，同時(shí)通過(guò)所述GSM通信模塊與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接。
[0007]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述電源模塊包括第一電源模塊、第二電源模塊和第三電源模塊；第一電源模塊由芯片U02、電感L1?L2、電容C1?C4和穩(wěn)壓二極管Dl連接組成；該第二電源模塊282是由芯片U03和電容C5飛7連接組成；該第三電源模塊283是由穩(wěn)壓二極管D2、三極管Ql和電容C8?C9連接組成；所述電容C1、C3、C6、C8均為極性電容；所述芯片U02通過(guò)接口 +VIN連接所述電感LI并通過(guò)所述電感LI連接車輛上VCC_IN電源，還通過(guò)接口 VOUT連接所述電感L2并通過(guò)所述電感L2分別連接所述芯片U03的接口 IN和所述穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極端；所述電容Cl和C2的陽(yáng)極連接于所述芯片U02的接口 +VIN，陰極接地；所述電容C3和C4的陽(yáng)極端連接于所述電感L2與所述芯片U03的接口 IN或所述穩(wěn)壓二極管D2陽(yáng)極端的連接點(diǎn)，所述電容C3和C4的陰極端接地；所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽(yáng)極端接地，陰極端連接于所述芯片U02的接口 VOUT ;所述芯片U02通過(guò)接口 FEEDBACK連接于所述電感L2與電容C3的連接點(diǎn)；所述芯片U03通過(guò)電源輸出接口 OUT分別與所述主控制器模塊、RFID刷卡模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊連接；所述電容C 一端連接于所述芯片U03的電源輸入接口 IN，另一端接地；所述電容C6的陽(yáng)極連接于所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，陰極接地；所述電容C7 —端連接于芯片U03的電源輸出接口 0UT，另一端接地；所述第三電源模塊為晶體管降壓電路，其為所述GSM通信模塊提供+4.2V的工作電源；所述穩(wěn)壓二極管D2的陰極端連接于所述三極管Ql的集電極；所述三極管Ql的基極與集電極相連；所述電容CS的陽(yáng)極連接于所述三極管Ql的發(fā)射極，陰端接地；所述電容C9 一端連接所述三極管Ql的發(fā)射極，另一端接地。
[0008]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述主控制器模塊包括主控制器芯片UOl ;所述主控制器芯片UOl 一端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，其包括512KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器、96KB片內(nèi)SRAM、4KB片內(nèi)EEPR0M、4個(gè)32位通用定時(shí)器，同時(shí)還集成了 5個(gè)UART接口、3個(gè)SSP接口、I個(gè)SPI接口、3個(gè)I2C接口，并具有一個(gè)專用的Flash存儲(chǔ)器加速模塊；所述主控制器芯片UOl具有接口 GSMRXD1、接口 GSMTXD1、接口 GSMSD、接口 GSMRST、接口 FLASHCS1、接口 FLASHSCK1、接口 FLASHMIS01、接口 FLASHMISI1、接口SPEAKRXD3、接口 SPEAKTXD3、接口 RFIDINT、接口 RFIDRST、接口 RFIDCS0、接口 RFIDSCK0、接口 RFIDMIS00、接口 RFIDMIS10、接口 TTLRXD0、接口 TTLTXD0、接口 BDRXD2 和接口 BDTXD2。
[0009]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述RFID刷卡模塊由芯片U05、電阻R1?R6和電容C1(TC16連接組成；所述芯片U05通過(guò)RFID天線與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接；所述芯片U05 一端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，并通過(guò)SPI接口與所述主控制器芯片 UOl 的接口 RFID_CS0、RFID_SCK0、RFID_MIS00 和 RFID_M0S10 連接；所述電容 ClO —端連接所述芯片U05的接口 SWID，另一端接地；所述電阻Rl —端連接芯片U05的接口 RX,另一端連接所述電容ClO與所述芯片U05的接口 SWID的連接點(diǎn)；所述電阻R6 —端連接所述芯片U05的接口 TX1，另一端依次通過(guò)所述電容C16和電阻R5連接至所述RFID天線，所述RFID天線接地；所述電阻R2 —端連接所述電阻Rl與所述芯片U05的接口 RX的連接點(diǎn)，另一端依次通過(guò)所述電容CU、電容C15連接至所述電容C16和電阻R5的連接點(diǎn)；所述電阻R3 一端連接所述芯片U05的接口 TX2，另一端依次連接所述電容C12和電阻R4，所述電阻R4則連接至所述RFID天線；所述電容C13 —端接地，另一端連接于所述電阻R3與電容C12的連接點(diǎn)；所述電容C14 一端接地，另一端連接于所述電阻R6與電容C16的連接點(diǎn)。
[0010]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述GSM通信模塊為兩頻段GSM/GPRS無(wú)線模塊且由芯片U06、芯片U07、電容C17、電阻R7?R11和三極管Q2連接組成；所述芯片U06 —端接地，另一端連接所述三極管Ql的發(fā)射極，并通過(guò)GSM天線與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接；同時(shí)，所述芯片U06還通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXD1和GSM_TXD1連接；所述電阻R7連接于所述芯片U06與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXDl之間；所述電阻R8連接于所述芯片U06與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_TXD1之間；所述芯片U06通過(guò)所述電阻R9與所述主控制器芯片UOl的接口 GSMRST連接；所述芯片U06還具有接口 CCVCC、接口 CCRST、接口 CCCLK和接口 CC1 ;所述芯片U07為SM卡的卡座，其通過(guò)接口 CCVCC連接所述芯片U06的接口 CCVCC，通過(guò)接口 CCRST連接所述芯片U06的接口 CCRST，通過(guò)接口 CCCLK連接所述芯片U06的接口 CCCLK，通過(guò)接口 CC1連接所述芯片U06的接口 CC10，通過(guò)接口 CCGND接地；所述芯片U07的接口 CCVPP與所述芯片U07的接口 CCVCC相連；所述電容C17 —端接地，另一端連接于芯片U07的接口 CCVCC與所述芯片U06的接口 CCVCC之間；所述三極管Q2的集電極連接所述芯片U06且還通過(guò)所述電阻Rll連接+4.2V電源；同時(shí)，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，基極通過(guò)所述電阻RlO連接于所述主控制器芯片UOl的接口 GSMSD。
[0011]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述北斗定位信息采集模塊包括芯片U08 ;所述芯片U08通過(guò)UM220模塊天線與定位衛(wèi)星電信號(hào)連接；所述芯片U08 —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，還通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 BD_RXD2 和 BD_TXD2 連接。
[0012]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述FLASH存儲(chǔ)模塊包括芯片U09和電阻R12 ;所述芯片U09 一端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，還通過(guò)SPI接口與所述主控制器芯片 UOl 的接口 FLASH_CS1、接口 FLASH_SCK1、接口 FLASH_MIS01 和接口 FLASH_MOSIl連接；所述電阻R12 —端接地，另一端連接所述主控制器芯片UOl的接口 FLASH_CS1。
[0013]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述語(yǔ)音模塊包括芯片U10，所述芯片UlO —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 OUT ;所述芯片UlO通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 SPEAK_RXD3和接口 SPEAK_TXD3連接；同時(shí)，所述芯片UlO還具有與揚(yáng)聲器連接的聲音信號(hào)輸出接口 SPEAK+和SPEAK-。
[0014]所述校車安全刷卡裝置，其中:所述串口模塊包括芯片U11，所述芯片Ull —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 OUT ;所述芯片UlI通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 TTL_RXD0和TTL_TXD0連接；所述芯片UlO還具有接口 RS232_RXD和RS232_TXD ;所述接口 RS232_RXD和RS232_TXD均為RS232電平標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口。
[0015]有益效果:
[0016]本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，使用簡(jiǎn)單，其中主控制器模塊、RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、串口模塊和電源模塊均集成于電路板上，電路板是容置于外殼內(nèi)，不僅整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，而且成本低、易于安裝、便于攜帶，使用也更加安全。同時(shí)，能夠采集學(xué)生上下車的實(shí)時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)位置；還能夠及時(shí)統(tǒng)計(jì)上下車人數(shù)及未上車或未下車學(xué)生的相關(guān)情況，并及時(shí)通知監(jiān)管人員，也可以通知學(xué)生家長(zhǎng)相關(guān)情況；通過(guò)RFID刷卡操作和語(yǔ)音提示相結(jié)合的方法，確定學(xué)生上下車情況，避免在校車行駛路段、學(xué)生上下車的時(shí)間和位置都不確定的情況下，確定刷卡時(shí)學(xué)生是上車還是下車；通過(guò)通信模塊以短信的方式將學(xué)生上下車的實(shí)時(shí)時(shí)間和位置信息及時(shí)地發(fā)送給學(xué)生的家長(zhǎng)的手機(jī)，讓學(xué)生家長(zhǎng)及時(shí)地掌握學(xué)生上下車的情況，還可以以GPRS的方式將校車的實(shí)時(shí)位置信息和學(xué)生上下車的實(shí)時(shí)位置信息發(fā)送給監(jiān)管部門的服務(wù)器，讓監(jiān)管部門及時(shí)掌握校車的運(yùn)行情況；利用BD2+GPS雙系統(tǒng)模塊，可以選擇信號(hào)較好的定位系統(tǒng)，以獲取精度較高的車輛位置信息；這種校車安全刷卡裝置能有效提高校車安全運(yùn)行，降低校車安全事故。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的主控制器模塊電路圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的電源模塊電路圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的RFID刷卡模塊電路圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的GSM通信模塊電路圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的北斗定位信息采集模塊電路圖；
[0023]圖7為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的FLASH存儲(chǔ)模塊電路圖；
[0024]圖8為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的語(yǔ)音模塊電路圖；
[0025]圖9為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的串口模塊電路圖；
[0026]圖10為本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置的整體信號(hào)與電源連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1至10所示，本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置，由外殼I和電路板2組成。
[0028]如圖1所示，該電路板2容置于該外殼I內(nèi)且集成有主控制器模塊21、RFID刷卡模塊22、GSM通信模塊23、北斗定位信息采集模塊24、FLASH存儲(chǔ)模塊25、語(yǔ)音模塊26、串口模塊27和電源模塊28。
[0029]該主控制器模塊21分別與RFID刷卡模塊22、GSM通信模塊23、北斗定位信息采集模塊24、FLASH存儲(chǔ)模塊25、語(yǔ)音模塊26和串口模塊27電連接；該主控制器模塊21通過(guò)RFID刷卡模塊22與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接，并通過(guò)北斗定位信息采集模塊24與北斗衛(wèi)星電信號(hào)連接，同時(shí)通過(guò)GSM通信模塊23與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接；該RFID刷卡模塊22、GSM通信模塊23、北斗定位信息采集模塊24、FLASH存儲(chǔ)模塊25、語(yǔ)音模塊26和串口模塊27均與電源模塊28連接并由電源模塊28供電。
[0030]如圖2所示，該主控制器模塊I包括主控制器芯片UOl ;該主控制器芯片UOl采用LPC1768芯片作為主控制器，其一端接地，另一端連接+3.3V電源；該主控制器芯片UOl采用基于CorteX-M3的LPC1768的ARM為核心，并采用外部石英晶振作為震蕩源；該主控制器芯片UOI包括512KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器、96KB片內(nèi)SRAM、4KB片內(nèi)EEPR0M、4個(gè)32位通用定時(shí)器，同時(shí)還集成了 5個(gè)UART接口、3個(gè)SSP接口、I個(gè)SPI接口、3個(gè)I2C接口，并增加了一個(gè)專用的Flash存儲(chǔ)器加速模塊，使得在Flash中運(yùn)行代碼能夠達(dá)到較理想的性能；該主控制器芯片 UOl 具有接口 GSMRXD1、接口 GSMTXD1、接口 GSMSD、接口 GSMRST、接口 FLASHCS1、接口 FLASHSCK1、接口 FLASHMISO1、接口 FLASHMIS11、接口 SPEAKRXD3、接口 SPEAKTXD3、接口RFIDINT、接口 RFIDRST、接口 RFIDCS0、接口 RFIDSCK0、接口 RFIDMIS00、接口 RFIDMIS10、接口 TTLRXD0、接口 TTLTXD0、接口 BDRXD2 和接口 BDTXD2。
[0031]如圖4所示，該RFID刷卡模塊22采用3.3V統(tǒng)一供電，工作頻率為13.56MHz，兼容IS0/IEC14443A及MIFARE模式，用來(lái)讀取學(xué)生IC卡中的信息，與北斗定位信息采集模塊24聯(lián)合，以確定學(xué)生上下車的時(shí)間和位置。其中，該RFID刷卡模塊22由芯片U05、電阻R1?R6和電容C1(TC16連接組成。該芯片U05采用MFRC522芯片，其通過(guò)刷卡的方式采集上下車學(xué)生的相關(guān)信息并通過(guò)RFID天線29與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接；該芯片U05 —端接地，另一端連接+3.3V電源，并通過(guò)SPI接口與主控制器模塊21的主控制器芯片UOl的接口 RFID_CS0、RFID_SCK0、RFID_MIS00 和 RFID_M0S10 連接；該電容 ClO —端連接芯片 U05 的接口 SWID，另一端接地；該電阻Rl —端連接芯片U05的接口 RX，另一端連接電容ClO與芯片U05的接口 SWID的連接點(diǎn)；該電阻R6 —端連接芯片U05的接口 TX1，另一端依次通過(guò)電容C16和電阻R5連接至RFID天線29 (ANTENNA), RFID天線29 (ANTENNA)接地；該電阻R2 一端連接電阻Rl與芯片U05的接口 RX的連接點(diǎn)，另一端依次通過(guò)電容Cll和電容C15連接至電容C16與電阻R5的連接點(diǎn)；該電阻R3 —端連接芯片U05的接口 TX2，另一端依次連接電容C12和電阻R4，電阻R4則連接至RFID天線29 (ANTENNA)接地；電容C13 —端接地，另一端連接于電阻R3與電容C12的連接點(diǎn)；電容C14 一端接地，另一端連接于電阻R6與電容C16的連接點(diǎn)。
[0032]如圖5所示，該GSM通信模塊23采用GTM900C模塊，其為兩頻段GSM/GPRS無(wú)線模塊且由芯片U06、芯片U07、電容C17、電阻R7?R11和三極管Q2連接組成。其中，該芯片U06一端接地，另一端連接+4.2V電源，并通過(guò)GSM天線與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接；同時(shí)，該芯片U06還通過(guò)USART接口(該USART接口的波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8位，無(wú)校驗(yàn)位，停止位為I位。)與主控制器模塊21的主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXD1和GSM_TXDl連接；電阻R7連接于該芯片U06與主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXD1之間；電阻R8連接于該芯片U06與主控制器芯片UOl的接口 GSM_TXD1之間；該芯片U06通過(guò)電阻R9與主控制器芯片UOl的接口 GSMRST連接；該芯片U06還具有接口 CCVCC、接口 CCRST、接口 CCCLK和接口 CC10。該芯片U07為SM(客戶識(shí)別模塊)卡的卡座，其通過(guò)接口 CCVCC連接芯片U06的接口 CCVCC，通過(guò)接口 CCRST連接芯片U06的接口 CCRST，通過(guò)接口 CCCLK連接芯片U06的接口 CCCLK，通過(guò)接口 CC1連接芯片U06的接口 CC10，通過(guò)接口 CCGND接地；其中，該芯片U07的接口 CCVPP與接口 CCVCC相連。該電容C17 —端接地，另一端連接于芯片U07的接口 CCVCC與芯片U06的接口 CCVCC之間。該三極管Q2的集電極連接芯片U06且還通過(guò)電阻Rll連接+4.2V電源，同時(shí)，該三極管Q2的發(fā)射極接地，該三極管Q2的基極通過(guò)電阻RlO連接于主控制器芯片UOl的接口 GSMSD。
[0033]如圖6所示，該北斗定位信息采集模塊24包括芯片U08 ;該芯片U08采用北斗UM220模塊，其通過(guò)UM220模塊天線與定位衛(wèi)星電信號(hào)連接，以接收定位衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)與學(xué)生刷卡操作配合使用，可以獲取學(xué)生上下車的時(shí)間和定位信息；其中，該芯片U08 —端接地，另一端連接+3.3V電源，還通過(guò)USART接口(該USART接口的波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8位，無(wú)校驗(yàn)位，停止位為I位。)與主控制器芯片UOl的接口 BD_RXD2和BD_TXD2連接。
[0034]如圖7所示，該FLASH存儲(chǔ)模塊25包括芯片U09和電阻R12，該芯片U09采用AT4OTB161D閃存芯片，其用于存儲(chǔ)校車安全刷卡裝置的系統(tǒng)配置信息和采集的學(xué)生上下車時(shí)間及定位信息；其中，該芯片U09 一端接地，另一端連接3.3V電源，還通過(guò)SPI接口與主控制器芯片 UOl 的接口 FLASH_CS1、接口 FLASH_SCK1、接口 FLASH_MIS01 和接口 FLASH_MOSIl連接；該電阻R12 —端接地，另一端連接主控制器芯片UOl的接口 FLASH_CS1。
[0035]如圖8所示，該語(yǔ)音模塊26包括芯片UlO，該芯片UlO采用SYN6288芯片，其用于播放“上車”、“下車”等語(yǔ)音信息；其中，該芯片UlO通過(guò)USART接口(該USART接口的波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8位，無(wú)校驗(yàn)位，停止位為I位。)與主控制器芯片UOl的接口 SPEAK_RXD3和接口 SPEAK_TXD3連接，同時(shí)，芯片UlO具有聲音信號(hào)輸出接口 SPEAK+和SPEAK-并通過(guò)接口 SPEAK+和SPEAK與揚(yáng)聲器連接。
[0036]如圖9所示，該串口模塊27包括芯片Ul I，該芯片Ul I采用電平轉(zhuǎn)換芯片SP232 ;其中，該芯片Ull用于把主控制器芯片UOl輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平(由于主控制器芯片UOl的USART接口使用TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，而電腦等設(shè)備的USART接口大多數(shù)使用RS232C的電平標(biāo)準(zhǔn)。兩者的電平范圍相差很遠(yuǎn)，所以連接時(shí)需要用到電平轉(zhuǎn)換電路。)，該芯片Ull通過(guò)USART接口(該USART接口的波特率為115200，數(shù)據(jù)位為8位，無(wú)校驗(yàn)位，停止位為I位。)與主控制器芯片UOl的接口 TTL_RXD0和TTL_TXD0連接，該芯片UlO的具有接口 RS232_RXD和RS232_TXD，該接口 RS232_RXD和RS232_TXD均為RS232電平標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口。
[0037]如圖3所示，該電源模塊28包括第一電源模塊281、第二電源模塊282和第三電源模塊283。其中，該第一電源模塊281是由芯片U02、電感L1?L2、電容C1?C4和穩(wěn)壓二極管Dl連接組成；該第二電源模塊282是由芯片U03和電容C5?C7連接組成；該第三電源模塊283是由穩(wěn)壓二極管D2、三極管Ql和電容C8?C9連接組成；該電容C1、C3、C6、C8均為極性電容。
[0038]該第一電源模塊281中芯片U02通過(guò)獲取車輛上VCC_IN電源進(jìn)行DC-DC變換，輸出+ 5V電壓，作為芯片U03和芯片U04的電源輸入；其中，芯片U02采用LM2576芯片，其通過(guò)接口 +VIN連接電感LI并通過(guò)電感LI連接車輛上VCC_IN電源；該芯片U02通過(guò)接口VOUT連接電感L2并通過(guò)電感L2分別連接芯片U03的接口 IN、穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極端；該電容Cl和C2的陽(yáng)極連接于該芯片U02的接口 +VIN，陰極接地；該電容C3和C4的陽(yáng)極端連接于電感L2與芯片U03的接口 IN或穩(wěn)壓二極管D2陽(yáng)極端的連接點(diǎn)，電容C3和C4的陰極端接地；該穩(wěn)壓二極管Dl的陽(yáng)極端接地，陰極端連接于該芯片U02的接口 VOUT ;該芯片U02通過(guò)接口 FEEDBACK連接于電感L2與電容C3的連接點(diǎn)。
[0039]該第二電源模塊282中芯片U03為主控制器模塊21、RFID刷卡模塊22、北斗定位信息采集模塊24、FLASH存儲(chǔ)模塊25、語(yǔ)音模塊26、串口模塊27提供+3.3V的工作電源；該芯片U03為線性電源芯片，可提供最聞800mA的電流，為了提聞電源的穩(wěn)定性，在該芯片U03的輸入和輸出端通過(guò)加入電容進(jìn)行濾波；其中，該芯片U03通過(guò)接口 GND接地，通過(guò)電源輸出接口 OUT分別連接主控制器模塊21的芯片U0URFID刷卡模塊22的芯片U05、北斗定位信息采集模塊24的芯片U08、FLASH存儲(chǔ)模塊25的芯片U09、語(yǔ)音模塊26的芯片UlO和串口模塊27的芯片UlI。電容C 一端連接于芯片U03的電源輸入接口 IN，另一端接地；該電容C6的陽(yáng)極連接于芯片U03的電源輸出接口 0UT，陰極接地；該電容C7 —端連接于芯片U03的電源輸出接口 0UT，另一端接地。
[0040]該第三電源模塊283為晶體管降壓電路，其為GSM通信模塊23提供+4.2V的工作電源且在電源輸出端接入電容進(jìn)行濾波；其中，該穩(wěn)壓二極管D2的陰極端連接于三極管Ql的集電極，該三極管Ql的基極與集電極相連，該三極管Ql的發(fā)射極連接GSM通信模塊23的芯片U06 ;該電容C8的陽(yáng)極連接于該三極管Ql的發(fā)射極，陰端接地；該電容C9 一端連接該三極管Ql的發(fā)射極，另一端接地。
[0041]本實(shí)用新型校車安全刷卡裝置可以安裝在校車車門兩側(cè)，高度可以根據(jù)學(xué)生身高進(jìn)行調(diào)整，以方便學(xué)生上車和下車時(shí)刷卡。刷卡操作時(shí)采用循環(huán)語(yǔ)音“上車”、“下車”進(jìn)行提示，即第一次刷卡語(yǔ)音提示“上車”，第二次刷卡語(yǔ)音提示“下車”，第三次刷卡語(yǔ)音提示“上車”，依次類推，如此循環(huán)。上車時(shí)刷卡若語(yǔ)音提示不是“上車”，3秒鐘內(nèi)再刷一次卡，可以進(jìn)行多次刷卡直到語(yǔ)音提示為“上車”為止；下車時(shí)刷卡操作同上車時(shí)刷卡操作一樣，也可以進(jìn)行多次刷卡直到語(yǔ)音提示為“下車”為止。
[0042]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，使用簡(jiǎn)單，其中主控制器模塊、RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、串口模塊和電源模塊均集成于電路板上，電路板是容置于外殼內(nèi)，不僅整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，而且成本低、易于安裝、便于攜帶，使用也更加安全。
【權(quán)利要求】
1.一種校車安全刷卡裝置，由外殼和裝設(shè)于外殼內(nèi)的電路板組成；其特征在于:所述電路板集成有主控制器模塊、RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、串口模塊和電源模塊； 所述主控制器模塊分別與所述RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊電連接； 所述RFID刷卡模塊、GSM通信模塊、^ b斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊均與所述電源模塊連接并由所述電源模塊供電； 所述主控制器模塊通過(guò)所述RFID刷卡模塊與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接，并通過(guò)所述北斗定位信息采集模塊與北斗衛(wèi)星電信號(hào)連接，同時(shí)通過(guò)所述GSM通信模塊與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述電源模塊包括第一電源模塊、第二電源模塊和第三電源模塊；第一電源模塊由芯片U02、電感LfL2、電容CfC4和穩(wěn)壓二極管Dl連接組成；該第二電源模塊282是由芯片U03和電容C5飛7連接組成；該第三電源模塊283是由穩(wěn)壓二極管D2、三極管Ql和電容C8?C9連接組成；所述電容Cl、C3、C6、C8均為極性電容； 所述芯片U02通過(guò)接口 +VIN連接所述電感LI并通過(guò)所述電感LI連接車輛上VCC_IN電源，還通過(guò)接口 VOUT連接所述電感L2并通過(guò)所述電感L2分別連接所述芯片U03的接口 IN和所述穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極端；所述電容Cl和C2的陽(yáng)極連接于所述芯片U02的接口 +VIN，陰極接地；所述電容C3和C4的陽(yáng)極端連接于所述電感L2與所述芯片U03的接口 IN或所述穩(wěn)壓二極管D2陽(yáng)極端的連接點(diǎn)，所述電容C3和C4的陰極端接地；所述穩(wěn)壓二極管Dl的陽(yáng)極端接地，陰極端連接于所述芯片U02的接口 VOUT ;所述芯片U02通過(guò)接口FEEDBACK連接于所述電感L2與電容C3的連接點(diǎn)； 所述芯片U03通過(guò)電源輸出接口 OUT分別與所述主控制器模塊、RFID刷卡模塊、北斗定位信息采集模塊、FLASH存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊和串口模塊連接；所述電容C 一端連接于所述芯片U03的電源輸入接口 IN，另一端接地；所述電容C6的陽(yáng)極連接于所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，陰極接地；所述電容C7 —端連接于芯片U03的電源輸出接口 0UT，另一端接地； 所述第三電源模塊為晶體管降壓電路，其為所述GSM通信模塊提供+4.2V的工作電源；所述穩(wěn)壓二極管D2的陰極端連接于所述三極管Ql的集電極；所述三極管Ql的基極與集電極相連；所述電容CS的陽(yáng)極連接于所述三極管Ql的發(fā)射極，陰端接地；所述電容C9 一端連接所述三極管Ql的發(fā)射極，另一端接地。
3.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述主控制器模塊包括主控制器芯片UOl ； 所述主控制器芯片UOl 一端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，其包括512KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器、96KB片內(nèi)SRAM、4KB片內(nèi)EEPR0M、4個(gè)32位通用定時(shí)器，同時(shí)還集成了 5個(gè)UART接口、3個(gè)SSP接口、I個(gè)SPI接口、3個(gè)I2C接口，并具有一個(gè)專用的Flash存儲(chǔ)器加速模塊； 所述主控制器芯片UOl具有接口 GSMRXD1、接口 GSMTXD1、接口 GSMSD、接口 GSMRST、接口 FLASHCS1、接口 FLASHSCK1、接口 FLASHMIS01、接口 FLASHMISI1、接口 SPEAKRXD3、接口SPEAKTXD3、接口 RFIDINT、接口 RFIDRST、接口 RFIDCSO、接口 RFIDSCK0、接口 RFIDMIS00、接口 RFIDMIS1、接口 TTLRXD0、接口 TTLTXD0、接口 BDRXD2 和接口 BDTXD2。
4.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述RFID刷卡模塊由芯片U05、電阻Rl?R6和電容C10?C16連接組成； 所述芯片U05通過(guò)RFID天線與學(xué)生IC卡電信號(hào)連接；所述芯片U05 —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 OUT，并通過(guò)SPI接口與所述主控制器芯片UOl的接口 RFID_CS0、RFID_SCK0、RFID_MIS00 和 RFID_M0S10 連接；所述電容 ClO —端連接所述芯片U05的接口 SWID，另一端接地；所述電阻Rl —端連接芯片U05的接口 RX，另一端連接所述電容ClO與所述芯片U05的接口 SWID的連接點(diǎn)；所述電阻R6 —端連接所述芯片U05的接口 TXl，另一端依次通過(guò)所述電容C16和電阻R5連接至所述RFID天線，所述RFID天線接地；所述電阻R2 —端連接所述電阻Rl與所述芯片U05的接口 RX的連接點(diǎn)，另一端依次通過(guò)所述電容CU、電容C15連接至所述電容C16和電阻R5的連接點(diǎn)；所述電阻R3 —端連接所述芯片U05的接口 TX2，另一端依次連接所述電容C12和電阻R4，所述電阻R4則連接至所述RFID天線；所述電容C13 —端接地，另一端連接于所述電阻R3與電容C12的連接點(diǎn)；所述電容C14 一端接地，另一端連接于所述電阻R6與電容C16的連接點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述GSM通信模塊為兩頻段GSM/GPRS無(wú)線模塊且由芯片U06、芯片U07、電容C17、電阻R7?R11和三極管Q2連接組成； 所述芯片U06 —端接地，另一端連接所述三極管Ql的發(fā)射極，并通過(guò)GSM天線與手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)器電信號(hào)連接；同時(shí)，所述芯片U06還通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXD1和GSM_TXD1連接；所述電阻R7連接于所述芯片U06與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_RXD1之間；所述電阻R8連接于所述芯片U06與所述主控制器芯片UOl的接口 GSM_TXD1之間；所述芯片U06通過(guò)所述電阻R9與所述主控制器芯片UOl的接口 GSMRST連接；所述芯片U06還具有接口 CCVCC、接口 CCRST、接口 CCCLK和接口 CC1 ;所述芯片U07為SM卡的卡座，其通過(guò)接口 CCVCC連接所述芯片U06的接口 CCVCC，通過(guò)接口CCRST連接所述芯片U06的接口 CCRST，通過(guò)接口 CCCLK連接所述芯片U06的接口 CCCLK，通過(guò)接口 CC1連接所述芯片U06的接口 CC10，通過(guò)接口 CCGND接地；所述芯片U07的接口CCVPP與所述芯片U07的接口 CCVCC相連；所述電容C17 —端接地，另一端連接于芯片U07的接口 CCVCC與所述芯片U06的接口 CCVCC之間；所述三極管Q2的集電極連接所述芯片U06且還通過(guò)所述電阻Rll連接+4.2V電源；同時(shí)，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，基極通過(guò)所述電阻RlO連接于所述主控制器芯片UOl的接口 GSMSD。
6.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述北斗定位信息采集模塊包括芯片U08 ;所述芯片U08通過(guò)UM220模塊天線與定位衛(wèi)星電信號(hào)連接；所述芯片U08 —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，還通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 BD_RXD2和BD_TXD2連接。
7.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述FLASH存儲(chǔ)模塊包括芯片U09和電阻R12 ;所述芯片U09 —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 0UT，還通過(guò)SPI接口與所述主控制器芯片UOl的接口 FLASH_CS1、接口 FLASH_SCK1、接口 FLASH_MIS01和接口 FLASH_M0SI1連接；所述電阻R12 —端接地，另一端連接所述主控制器芯片UOl 的接口 FLASH_CS1。
8.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述語(yǔ)音模塊包括芯片U10，所述芯片UlO —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 OUT ;所述芯片UlO通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 SPEAK_RXD3和接口 SPEAK_TXD3連接；同時(shí)，所述芯片UlO還具有與揚(yáng)聲器連接的聲音信號(hào)輸出接口 SPEAK+和SPEAK-。
9.如權(quán)利要求2所述的校車安全刷卡裝置，其特征在于:所述串口模塊包括芯片U11，所述芯片Ull —端接地，另一端連接所述芯片U03的電源輸出接口 OUT ;所述芯片Ull通過(guò)USART接口與所述主控制器芯片UOl的接口 TTL_RXD0和TTL_TXD0連接； 所述芯片 UlO 還具有接 口 RS232_RXD 和 RS232_TXD ;所述接 口 RS232_RXD 和 RS232_TXD均為RS232電平標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口。
【文檔編號(hào)】G07C9/00GK204087318SQ201420612088
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】張濤, 陳宇峰, 王思山, 江學(xué)煥, 向鄭濤, 簡(jiǎn)煒, 史小平, 周鵬, 張金亮 申請(qǐng)人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院