專利名稱：基于fpga的便攜式讀卡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種RFID無線數(shù)據(jù)傳輸讀卡器，具體為一種基于FPGA的便攜式 讀卡器，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
RFID (Radio Frequency Identification，射頻識別)技術(shù)被廣泛運用在物流、交 通、運輸、防偽、身份識別等各個領(lǐng)域，其特點是能在較長的距離內(nèi)進行無線數(shù)據(jù)交換，目前 的讀卡器也是基于RFID技術(shù)衍生出的對運動物體或人員進行識別的儀器。目前的讀卡器通常是由CPU、RAM存儲器、顯示電路、時鐘電路、射頻收發(fā)電路等幾 部分構(gòu)成，射頻收發(fā)電路將接收到的射頻IC卡信號傳送至CPU，CPU經(jīng)分析后通過顯示電 路輸出計算結(jié)果，同時通過RAM存儲器將結(jié)果存儲。如專利號為02235648. 7的中國專利 公開的“一種基于射頻識別技術(shù)的停車場計時收費系統(tǒng)”即采用了這種讀卡器結(jié)構(gòu)。但是， 這種讀卡器卻存在一些缺陷1、體積較大、功能相對單一，只能實現(xiàn)人員標(biāo)識卡(即射頻IC 卡)的完好性檢驗，但不能實現(xiàn)卡號與對應(yīng)的檢卡時間的儲存，也不能進行人員其他相關(guān)信 息的顯示；2、攜帶不方便，由于目前的讀卡器普遍采用的是交流供電，因此安裝使用時位置 相對固定，無法隨身攜帶，在長時間斷電的情況下則不能正常工作，雖然也配備有備用的直 流電源，但是其持續(xù)時間很短，無法支持長時間的工作；3、顯示內(nèi)容很單一，由于目前市場 上的讀卡器顯示裝置普遍采用的是數(shù)碼管顯示，這種顯示裝置的內(nèi)容只能是單一的數(shù)字符 號，而且界面不夠人性化，其操作也比較復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型的主要目的在于解決目前使用的讀卡器 體積較大，不方便攜帶，以及功能較單一的問題，并提供一種功能齊全、體積小、攜帶方便的 讀卡器。本實用新型的技術(shù)方案基于FPGA (Field 一 Programmable Gate Array，現(xiàn)場可 編程門陣列)的便攜式讀卡器，包括讀卡器殼體，其特征在于，在所述讀卡器殼體內(nèi)設(shè)有以 EP2C5T144C8N作為主控芯片的處理器模塊，在所述處理器模塊上連接有無線收發(fā)模塊、按 鍵輸入模塊、顯示模塊、充電管理電路模塊、報警指示模塊、時鐘模塊和鐵電存儲模塊；所述 無線收發(fā)模塊、時鐘模塊和鐵電存儲模塊分別與處理器模塊實現(xiàn)雙向通信，所述按鍵輸入 模塊和充電管理電路模塊均連接在處理器模塊的輸入端，所述顯示模塊和報警指示模塊分 別連接在處理器模塊的輸出端。本實用新型讀卡器采用高度集成的0. 18um級的FPGA芯片EP2C5T144C8N作為處 理器模塊的主控芯片，該芯片具有豐富的片上資源和外部接口，使得電路更加簡潔，功能更 加強大；同時還采用了 2. 4GHz無線收發(fā)頻率來實現(xiàn)遠距離無線數(shù)據(jù)的接收，以及容量高達 4M的SDRAM卡與讀卡器配套使用，它能將被檢測人員標(biāo)識卡和時間統(tǒng)一存儲起來，便于后 面的查詢。[0007]本實用新型讀卡器中的鐵電存儲模塊采用3 字節(jié)的鐵電存儲器，它可以在保證 數(shù)據(jù)不丟失的情況下，實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存；在充電管理電路模塊上安裝容量高達3. OAh 的可充電電池，從而使得該讀卡器能夠在滿負荷狀態(tài)下連續(xù)不間斷運行10小時以上，實現(xiàn) 了真正意義上的便攜式。進一步，所述顯示模塊采用了 TFT全彩液晶顯示屏，極大了提高了讀卡器的可操 作性；在處理器模塊的輸入端還連接有RS232接口模塊，該RS232接口和讀卡器的充電接口 合并在一個串口座上，即插即用，使用時方便快捷。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下優(yōu)點1、本實用新型采用了由FPGA(Field — Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門 陣列)技術(shù)制作的具有高度集成的EP2C5T144C8N作為主控芯片，加上大容量FLASH存儲器 和鐵電存儲器，解決了現(xiàn)有讀卡器體積大、功能少，以及不能實現(xiàn)卡號、檢卡時間的儲存以 及相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出問題，極大的簡化了電路結(jié)構(gòu)，使得讀卡器的體積變得更小，而功能卻變 得更強大，還能夠?qū)崿F(xiàn)檢卡信息的就地查詢、時鐘的設(shè)置、數(shù)據(jù)的輸出等多種功能。2、攜帶方便本實用新型采用了大容量錳酸鋰電池作為直流電源，不再依賴于交 流供電，并對整個電路采用低功耗設(shè)計，實現(xiàn)真正意義上的便攜式，解決了現(xiàn)有讀卡器安裝 和使用時位置必須固定的問題。3、顯示內(nèi)容豐富采用了高保真的TFT全彩液晶顯示屏，使得顯示的內(nèi)容更加豐 富，并且在操作面板上采用了觸摸屏技術(shù)，在操作儀器時也更加便捷，人機界面更加人性 化，這樣減小了操作難度。4、本實用新型中把RS232數(shù)據(jù)傳輸接口和讀卡器的充電接口合并在一個串口座 上，這樣就減少了接口數(shù)量，而且可以即插即用，使用時方便快捷，使得讀卡器的外殼設(shè)計 也更加簡潔、美觀。
圖1為本實用新型便攜式讀卡器的結(jié)構(gòu)框圖。圖中，1一處理器模塊，2—無線收發(fā)模塊，3—按鍵輸入模塊，4一顯示模塊，5—充 電管理電路模塊，6—報警指示模塊，7—時鐘模塊，8—鐵電存儲模塊，9一觸摸屏輸入模塊， 10—RS232 接口模塊。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，基于FPGA的便攜式讀卡器，包括讀卡器殼體，所述讀卡器殼體均采用 高溫改性ABS工程塑料，可工作于煤礦井下有煤塵和瓦斯爆炸的危險氣體環(huán)境中，在讀卡 器殼體的內(nèi)側(cè)還設(shè)有用于減小殼體與內(nèi)部零件間磨擦的橡膠套。在所述讀卡器殼體內(nèi)安裝 有以EP2C5T144C8N作為主控芯片的處理器模塊1，在所述處理器模塊1上連接有無線收發(fā) 模塊2、按鍵輸入模塊3、顯示模塊4、充電管理電路模塊5、報警指示模塊6、時鐘模塊7和 鐵電存儲模塊8、觸摸屏輸入模塊9和RS232接口模塊10 ；所述無線收發(fā)模塊2、時鐘模塊7 和鐵電存儲模塊8分別與處理器模塊1實現(xiàn)雙向通信，所述按鍵輸入模塊3、充電管理電路 模塊5、觸摸屏輸入模塊9和RS232接口模塊10均連接在處理器模塊1的輸入端，所述顯示模塊4和報警指示模塊6分別連接在處理器模塊1的輸出端。[0018]本實用新型中，處理器模塊1的主控芯片選用ALTERA公司制造的現(xiàn)場可編 程邏輯器件EP2C5T144C8N，讀卡器能按照主控芯片內(nèi)編制的程序進行數(shù)據(jù)接收、分析、處 理和數(shù)據(jù)輸出；所述無線收發(fā)模塊2用以實現(xiàn)人員標(biāo)識卡ID號以及其他信息的無線接收， 無線收發(fā)模塊與主控芯片EP2C5T144C8N的輸入端連接，將外部配套裝置發(fā)出的信號接收 后輸入主控芯片內(nèi)進行處理，本實用新型中無線收發(fā)模塊2采用了 Cypress公司生產(chǎn)的 CYRF6936射頻芯片來實現(xiàn)其功能；所述按鍵輸入模塊3、報警指示模塊6、時鐘模塊7和鐵 電存儲模塊8均采用常用的配套設(shè)備；為方便顯示設(shè)置的內(nèi)容、設(shè)置的結(jié)果和數(shù)據(jù)接收結(jié) 果，所述顯示模塊4采用了高保真全彩TFT液晶顯示屏來顯示讀卡器的檢測結(jié)果；所述充 電管理電路模塊5與3. OAh的大容量錳酸鋰電池連接，為讀卡器提供電能，保障其正常運 行；所述觸摸屏輸入模塊9固定在讀卡器殼體上，用于輸入控制命令，實現(xiàn)人機交互；所述 RS232接口模塊10也固定在讀卡器殼體上，目的在于能夠方便的將讀卡器的檢測信息上傳 給PC機進行數(shù)據(jù)處理和分析。[0019]本實用新型讀卡器的具體功能說明如下[0020]1、開/關(guān)機[0021]在關(guān)機狀態(tài)下，按下“開/關(guān)機”按鍵2秒鐘后，讀卡器將進入正常工作主界面(注 意進入正常工作畫面后要等待10秒左右，等待儀器穩(wěn)定的進入工作狀態(tài)后方可對儀器進 行操作)。而當(dāng)讀卡器處于工作狀態(tài)時，按下“開/關(guān)機”按鍵5秒鐘后，讀卡器將關(guān)機，同 時伴隨有報警聲。[0022]2、觸摸屏校準(zhǔn)[0023]在主界面下，同時按下“上升” + “下降”鍵，進入觸摸屏校準(zhǔn)，可用觸摸筆對準(zhǔn)顯 示屏“ + ”的位置，進行校準(zhǔn)。[0024]3、檢卡[0025]當(dāng)開機處于正常顯示主界面后，按下“功能”鍵，“檢卡”圖標(biāo)被選中。再按一次“功 能”鍵后，進入檢卡界面，然后按下“功能”鍵，“開始”圖標(biāo)被選中，最后再按下“功能”鍵，便 進入檢卡狀態(tài)，在檢卡的過程中，可以選擇“清除”，重新進行檢卡，也可以選擇“返回”，返回 到主界面。(也可以通過觸摸屏進行相應(yīng)操作)。為了滿足某些特殊的要求，在檢卡界面還 可以設(shè)置檢卡的距離，在檢卡界面下先按開鎖鍵，然后再按“上升”鍵，即可切換“遠”、“中”、 “近”三種檢卡距離。[0026]4、查詢[0027]當(dāng)開機處于正常顯示主界面后，按下“功能”鍵，“檢卡”圖標(biāo)被選中。按下“上升” 或“下降”鍵，當(dāng)選中“查詢”圖標(biāo)后，再按一次“功能”鍵，進入查詢界面，可以看到當(dāng)前存儲 器使用的狀態(tài)，包括總?cè)萘俊⒁延萌萘?、剩余容量三種參數(shù)顯示。在此界面中，可以選中對存 儲器的內(nèi)容進行刪除，也可以選擇“返回”，返回主界面。(也可以通過觸摸屏進行相應(yīng)操作)[0028]5、時鐘查詢及設(shè)置[0029]當(dāng)開機處于正常顯示界面后，按下“功能”鍵，“檢卡”圖標(biāo)被選中。按下“上升” 或“下降”鍵，當(dāng)選中“時鐘”圖標(biāo)后，再按一次“功能”鍵，進入時鐘界面，在此界面按下“功 能”鍵，再配合“上升”或“下降”可以實現(xiàn)對時間的設(shè)置。待設(shè)置完成后，便可以返回主界 面。(也可以通過觸摸屏進行相應(yīng)操作)[0030]6、鎖鍵和解鎖在主界面沒有任何圖標(biāo)被選中的情況下，長按下“開/解鎖”鍵5秒鐘后，可以實 現(xiàn)對鍵盤的開鎖和鎖鍵，建議在不使用時，讓讀卡器處于鎖鍵狀態(tài)，這樣可以防止對讀卡器 的誤操作。7、節(jié)電模式在主界面的情況下，如果30秒沒有對讀卡器進行操作，那么讀卡器將自動進入 節(jié)電模式，當(dāng)有按鍵按下后，將退出節(jié)電模式。
權(quán)利要求1.基于FPGA的便攜式讀卡器，包括讀卡器殼體，其特征在于，在所述讀卡器殼體內(nèi)設(shè) 有以EP2C5T144C8N作為主控芯片的處理器模塊(1)，在所述處理器模塊(1)上連接有無線 收發(fā)模塊(2)、按鍵輸入模塊(3)、顯示模塊(4)、充電管理電路模塊(5)、報警指示模塊(6)、 時鐘模塊(7)和鐵電存儲模塊(8)；所述無線收發(fā)模塊(2)、時鐘模塊(7)和鐵電存儲模塊 (8)分別與處理器模塊(1)實現(xiàn)雙向通信，所述按鍵輸入模塊(3)和充電管理電路模塊(5) 均連接在處理器模塊(1)的輸入端，所述顯示模塊(4 )和報警指示模塊(6 )分別連接在處理 器模塊(1)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的便攜式讀卡器，其特征在于，在所述處理器模 塊(1)的輸入端還連接有觸摸屏輸入模塊(9)，所述觸摸屏輸入模塊(9)固定在讀卡器殼體 上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的便攜式讀卡器，其特征在于，所述顯示模塊(4) 為TFT液晶顯示屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于FPGA的便攜式讀卡器，其特征在于，在所述處理器 模塊(1)的輸入端還連接有RS232接口模塊(10 )，所述RS232接口模塊(10 )也固定在讀卡 器殼體上。
專利摘要基于FPGA的便攜式讀卡器，包括讀卡器殼體，在所述讀卡器殼體內(nèi)設(shè)有以EP2C5T144C8N作為主控芯片的處理器模塊，在所述處理器模塊上連接有無線收發(fā)模塊、按鍵輸入模塊、顯示模塊、充電管理電路模塊、報警指示模塊、時鐘模塊和鐵電存儲模塊；所述無線收發(fā)模塊、時鐘模塊和鐵電存儲模塊分別與處理器模塊實現(xiàn)雙向通信，所述按鍵輸入模塊和充電管理電路模塊均連接在處理器模塊的輸入端，所述顯示模塊和報警指示模塊分別連接在處理器模塊的輸出端。本實用新型的讀卡器體積小，攜帶方便，而且功能強大，顯示結(jié)果豐富。
文檔編號G06K7/00GK201828924SQ201020584608
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者邱林鳳, 陳杰, 馬成 申請人:重慶梅安森科技股份有限公司