一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢ic卡管理終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢1C卡管理終端。
【背景技術(shù)】
[0002] 見(jiàn)圖1，水資源遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控是提高管理水平，實(shí)現(xiàn)水資源統(tǒng)一管理，對(duì)獲得取水 資源許可的用戶的取水流量、水量、壓力及取水過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在傳統(tǒng)水資源管理中， 水資源監(jiān)控工作一般采用專人值班、定時(shí)巡查、手動(dòng)操作、紙制抄表、人工匯總的管理模式 來(lái)完成。這不僅加重了管理人員的負(fù)擔(dān)，而且更多時(shí)候不能及時(shí)獲取數(shù)據(jù)。對(duì)于突發(fā)的水 資源異常情況，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，用自動(dòng)化測(cè)控設(shè)備集成的水資源遠(yuǎn) 程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以從根本上改變這一現(xiàn)狀。
[0003] 水資源遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)傳感器、數(shù)據(jù)采集處理單元、GPRS數(shù)據(jù)傳 輸單元、監(jiān)控中心服務(wù)器以及水資源監(jiān)控系統(tǒng)軟件構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集各類水 資源變化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)采集處理單元記錄存儲(chǔ)，并定時(shí)或根據(jù)監(jiān)控中心的指 令將數(shù)據(jù)上報(bào)給GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元，在GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元上配置有檢測(cè)中心的IP地址和 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)，根據(jù)參數(shù)配置GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)指定的 監(jiān)控中心服務(wù)器上，監(jiān)控中心通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)軟件將數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總，形成數(shù)據(jù)報(bào)表或圖表，使 得監(jiān)控人員可以實(shí)時(shí)、直觀地了解水資源的當(dāng)前情況。
[0004] 因此，數(shù)據(jù)查詢1C卡管理終端就尤為重要了，其可提供客戶需要的1C卡查詢余 額、用水量、階梯水量等信息，為單位或家庭了解自己的用水情況的必要設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查 詢1C卡管理終端，結(jié)構(gòu)小巧，通訊方便，1C卡充值后可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行查詢余額、用水量、階 梯水量。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢1C卡管理終端，包括微處理器、讀卡芯片、存儲(chǔ) 器、天線、顯示模塊，微處理器與讀卡芯片是核心元件，微處理器與讀卡芯片、存儲(chǔ)器、顯示 模塊連接，讀卡芯片與天線連接，讀卡芯片采集1C卡信息，通過(guò)微處理器處理，由顯示模塊 顯示1C卡信息。
[0008] 所述的微處理器上配有SPI口、JTAG接口。
[0009] 所述的微處理器為STM32F103微處理器。
[0010] 所述的讀卡芯片為FM1702SL射頻芯片。
[0011] 所述的天線直徑為0. 5-1. 5mm，天線電感為800nH_l. 8yH。
[0012] 所述的顯示模塊上連接有觸摸模塊。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0014] 采用STM32F103微處理器減小了終端體積，便于攜帶，通過(guò)讀卡芯片采集1C卡相 關(guān)信息，并可由顯示模塊顯示，通過(guò)通過(guò)天線進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)1C卡數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù) 傳輸，解決了 1C卡用水客戶給予物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢。采用該規(guī)格天線使信號(hào)傳輸更準(zhǔn) 確。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是水資源遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2是本實(shí)用新型的硬件組成圖。
[0017] 圖3是微處理器STM32F103電路圖。
[0018] 圖4是微處理器與讀卡芯片F(xiàn)M1702SL接口電路圖。
[0019] 圖5是微處理器下載通信接口電路圖。
[0020] 圖6是天線原理圖。
[0021] 圖7是讀卡程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本實(shí)用新型的 實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。
[0023] 見(jiàn)圖2, 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢1C卡管理終端，包括微處理器、讀卡芯 片、存儲(chǔ)器、天線、顯示模塊，微處理器與讀卡芯片是核心元件，微處理器與讀卡芯片、存儲(chǔ) 器、顯示模塊連接，讀卡芯片與天線連接，讀卡芯片采集1C卡信息，通過(guò)微處理器處理，由 顯示模塊顯示1C卡信息。
[0024] 其中，微處理器上配有SPI口、JTAG接口。微處理器為STM32F103微處理器。讀 卡芯片為FM1702SL射頻芯片。天線直徑為0. 5-1. 5mm，天線電感為800nH-l. 8yH。
[0025] 見(jiàn)圖1，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，服務(wù)器將采集到的發(fā)訊水表的 信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給各個(gè)1C卡管理終端，用戶到1C卡管理終端讀卡。即可以在遠(yuǎn)程查 詢余額、用水量、階梯水量等信息。
[0026] 見(jiàn)圖2, 1C卡管理終端是以微處理器STM32F103和讀卡芯片F(xiàn)M1702SL為核心， 加上存儲(chǔ)器、天線、顯示模塊、電源以及各種接口所構(gòu)成。見(jiàn)圖3,STM32F103是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的，性能高、成本低、功耗低的嵌入式應(yīng)用實(shí)際的32位微控制器。ARM Cortex-M3內(nèi)核支持Thumb-2指令集，具有更高的指令運(yùn)算和更強(qiáng)的能力，能完成周期乘法 和硬件除法。STM32系列微處理器具有眾多高性能的外設(shè)，內(nèi)置大容量FLASH閃存和SRAM存 儲(chǔ)器，還連接有SDRAM存儲(chǔ)器。具有豐富的通信接口，此外，還有12位的ADC和DAC模塊，以 及DMA控制器，尤其適用于高速的、大容量、的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其工作頻率是72MHz， 并且具有很好的性價(jià)比，采用此微處理器完成通信模塊的控制功能，將射頻芯片F(xiàn)M1702SL 與微處理器相連，控制射頻芯片準(zhǔn)確無(wú)誤的讀取到1C卡內(nèi)的信息。
[0027] 以控制數(shù)碼管為核心的顯示模塊顯示所需要給用戶的信息，同時(shí)控制觸摸模塊， 將檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)系統(tǒng)作出判斷。
[0028] 見(jiàn)圖4,FM1702SL是基于IS04443的非接觸卡讀卡機(jī)專用芯片。該芯片采用 0. 6ymCMOSEEP-R0M工藝制造，可支持IS04443typeA協(xié)議和M1-FARE標(biāo)準(zhǔn)的加密運(yùn)算。芯 片內(nèi)部集成了模擬調(diào)制解調(diào)電路，因而只需搭接外圍最少量的電路就可以工作。FM1702SL 芯片支持SPI接口，其數(shù)字電路具有TTL、CMOS兩種電壓工作模式，特別適用于IS04443標(biāo) 準(zhǔn)下的水、電、煤氣表等計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的讀卡器應(yīng)用。該電路的三路電源都適用于低電壓。采用 此芯片實(shí)現(xiàn)與天線模塊的對(duì)接和與單片機(jī)的通信。其內(nèi)置的寄存器使得天線傳輸信號(hào)得以 保留，使用SPI通信接口與單片機(jī)進(jìn)行通信控制。
[0029] 見(jiàn)圖3,FM1702SL外圍電路徐外置一個(gè)13. 56MHz的晶振來(lái)提供時(shí)鐘，同時(shí)單片機(jī) 做主機(jī)，通信芯片F(xiàn)M1702SL做從機(jī)，從單片機(jī)SPI口獲取時(shí)鐘。通過(guò)一定的天線設(shè)計(jì)得到 相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳給單片機(jī)處理。
[0030] 圖5為STM32F103下載接口電路圖。通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信，將 所編寫(xiě)的程序?qū)懭?。電路采用上拉電阻的形式保證了下載的穩(wěn)定性。
[0031] 由于FM1702SL是低功耗設(shè)計(jì)，因此卡和天線之間的耦合系數(shù)必須滿族一頂?shù)闹担?卡和天線之間的耦合系數(shù)不能低于0.3。天線一般為3圈，可為圓形或者方形天線。天線的 直徑必須介于0.5~1.5mm之間。天線的電感必須介于800nH~1.8yH之間。天線的電 感通過(guò)下列公式計(jì)算。
[0032]
[0033] 式中：L:讀卡器的天線電感；
[0034] 1 :天線導(dǎo)體長(zhǎng)度（一圈）；
[0035]D:天線導(dǎo)體直徑（必須介于0? 5~1. 5mm之間）；
[0036]a:天線形狀系數(shù)（圓環(huán)狀a= 1. 07;矩形1. 47);
[0037]N:天線導(dǎo)體圈數(shù)（三圈）。
[0038] 天線采用65mm*54mm、天線導(dǎo)體寬度為1mm圈數(shù)為三圈的方形天線。其硬件電路見(jiàn) 圖6。
[0039] 軟件設(shè)計(jì)主要有STM32F103與FM1702SL兩個(gè)主要部分，STM32F103芯片采用 IAR5. 3開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用ST官方網(wǎng)站下載的固件函數(shù)庫(kù)。完成建立相應(yīng)的工程后，開(kāi)始配置 單片機(jī)的基本設(shè)計(jì)。
[0040] 設(shè)置RCC內(nèi)部實(shí)時(shí)鐘始終使用外部8MHz晶振，給各個(gè)模塊提供相應(yīng)的時(shí)鐘頻率， 在本系統(tǒng)中，GPI0A端口、GPI0B端口使用APB2始終電源和備用模塊使用APB1時(shí)鐘。除了 基本的10 口設(shè)計(jì)和NVIC中斷配置外、還加入了實(shí)施控制系統(tǒng)RTC功能，使得計(jì)數(shù)在斷電后 仍然能夠進(jìn)行，防止意外時(shí)用戶的數(shù)據(jù)丟失。
[0041]FM1702SL與微處理器通信通過(guò)SPI接口及固件函數(shù)庫(kù)中的SPI函數(shù)值解與微處理 器通信，但是在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)這樣的方法不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生通信出錯(cuò)的情況。所以本系統(tǒng)采 用10 口模擬SPI通信的方式，通過(guò)對(duì)10的設(shè)置來(lái)模擬SLK時(shí)鐘，并且符合SPI接口協(xié)議來(lái) 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0042]FM1702SL內(nèi)部具有8組寄存器，每組為一頁(yè)，包含8個(gè)寄存器。其中指令寄存器和 控制寄存器是主要的配置環(huán)節(jié)。
[0043] 見(jiàn)圖7,讀卡器的軟件流程編寫(xiě)是通過(guò)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，主要完成STM32F103的初始 化、FM1702SL的初始化、接受命令處理、1C卡讀寫(xiě)、放沖突、選卡、密碼驗(yàn)證等操作，以及選 擇了卡之后對(duì)卡內(nèi)數(shù)據(jù)的增、減、讀、寫(xiě)的操作，同時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作，達(dá)到自動(dòng)化 查詢并控制節(jié)水系統(tǒng)的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在于，包括微處理器、讀卡 芯片、存儲(chǔ)器、天線、顯示模塊，微處理器與讀卡芯片是核心元件，微處理器與讀卡芯片、存 儲(chǔ)器、顯示模塊連接，讀卡芯片與天線連接，讀卡芯片采集IC卡信息，通過(guò)微處理器處理， 由顯示模塊顯示IC卡信息。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在 于，所述的微處理器上配有SPI口、JTAG接口。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在 于，所述的微處理器為STM32F103微處理器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在 于，所述的讀卡芯片為FM1702SL射頻芯片。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在 于，所述的天線直徑為〇. 5-1. 5mm，天線電感為800nH_l. 8yH。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，其特征在 于，所述的顯示模塊上連接有觸摸模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢IC卡管理終端，包括微處理器、讀卡芯片、存儲(chǔ)器、天線、顯示模塊，微處理器與讀卡芯片是核心元件，微處理器與讀卡芯片、存儲(chǔ)器、顯示模塊連接，讀卡芯片與天線連接，讀卡芯片采集IC卡信息，通過(guò)微處理器處理，由顯示模塊顯示IC卡信息。優(yōu)點(diǎn)是：采用STM32F103微處理器減小了終端體積，便于攜帶，通過(guò)讀卡芯片采集IC卡相關(guān)信息，并可由顯示模塊顯示，通過(guò)天線進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)IC卡數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸，解決了IC卡用水客戶給予物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)查詢。采用該規(guī)格天線使信號(hào)傳輸更準(zhǔn)確。
【IPC分類】G08C17/02, H04L29/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204667610
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520247917
【發(fā)明人】武景新
【申請(qǐng)人】武景新
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日