專利名稱：一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種讀寫器，尤其涉及一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)最明顯的三個(gè)特點(diǎn)是全面感知、可靠傳遞和智能處理。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵在于感知層，而感知層的關(guān)鍵在于讀寫器，而現(xiàn)在感知層無法做到真正的智慧感知成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的尷尬問題。物聯(lián)網(wǎng)需要解決的最核心問題就是前端的數(shù)據(jù)采集，沒有數(shù)據(jù)采集就談不上物聯(lián)網(wǎng)，談不上智能化。目前EPC架構(gòu)下的電子標(biāo)簽采用唯一的EPC編碼，通過物聯(lián)網(wǎng)讀寫器進(jìn)行識(shí)別，物聯(lián)網(wǎng)讀寫器通常預(yù)先安置在固定的位置，不可隨意移動(dòng)，電子標(biāo)簽在移動(dòng)的過程中，讀寫器通過無線射頻識(shí)別來獲取在其識(shí)別范圍之內(nèi)的電子標(biāo)簽信息，并通過連接的方式將電子標(biāo)簽傳送到互聯(lián)網(wǎng)；根據(jù)讀寫器采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)方式，將讀寫器分成兩類被動(dòng)型讀寫器和主動(dòng)型讀寫器，被動(dòng)型讀寫器接入網(wǎng)絡(luò)后，其數(shù)據(jù)傳輸端ロ不會(huì)自動(dòng)打開，需要從服務(wù)器獲取命令來打開端ロ ；當(dāng)讀寫器讀取到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)暫存在讀寫器的臨時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，等待服務(wù)器來讀取數(shù)據(jù)。主動(dòng)型讀寫器接入網(wǎng)絡(luò)后，其數(shù)據(jù)傳輸端ロ將自動(dòng)打開；當(dāng)讀取到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，以消息的形式向服務(wù)器傳送數(shù)據(jù)，服務(wù)器只需等待消息到來后處理數(shù)據(jù)即可。但是，由于煤礦井下煤塵多、巷道狹小、易燃易爆，且隨著煤礦開采的進(jìn)程，人員及設(shè)備的流動(dòng)性大等特殊環(huán)境，単獨(dú)某種讀寫器所具有的功能是無法滿足具有煤礦特色的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的；此外，由于煤礦井下工作環(huán)境特殊，有大量的傳感器檢測(cè)各類信號(hào)，如瓦斯、風(fēng)壓、溫度等，因此，傳統(tǒng)的固定物聯(lián)網(wǎng)讀寫器不能滿足煤礦井下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述采用的技術(shù)手段是一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，包括射頻識(shí)別模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和與上述三個(gè)模塊進(jìn)行雙向通信的控制處理模塊；所述射頻識(shí)別模塊用于對(duì)射頻通信范圍的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，完成對(duì)不同節(jié)點(diǎn)處的人或物體上的EPC信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并傳遞信息至控制處理模塊；所述控制處理模塊指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)射頻識(shí)別模塊獲取的人或物體信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng)，接收指令并傳遞給控制處理模塊，井根據(jù)控制處理模塊指令傳送所述射頻識(shí)別模塊接收的信息和數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)。進(jìn)ー步的，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊采用基于ZigBee的無線通信芯片CC2530，能采集外部無線傳感器發(fā)送的各種參數(shù)信息，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。進(jìn)ー步的，所述控制處理模塊采用S3C2410微處理器。進(jìn)ー步的，所述射頻識(shí)別模塊采用低成本射頻收發(fā)模塊RFM22。[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于兼具主動(dòng)讀寫和被動(dòng)讀寫的優(yōu)點(diǎn)，控制處理模塊能操作讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸ロ自動(dòng)打開；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊使讀寫器同時(shí)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；射頻識(shí)別模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊使讀寫器不僅能夠識(shí)別人或物體，還能夠采集ー些物理信號(hào)和環(huán)境參數(shù)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行說明。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，包括射頻識(shí)別模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和與上述三個(gè)模塊進(jìn)行雙向通信的控制處理模塊；所述射頻識(shí)別模塊用于對(duì)射頻通信范圍的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，完成對(duì)不同節(jié)點(diǎn)處的人或物體上的EPC信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并傳遞信息至控制處理模塊；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)射頻識(shí)別模塊獲取的人或物體信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng)，接收指令并傳遞給控制處理模塊，井根據(jù)控制處理模塊指令傳送所述射頻識(shí)別模塊接收的信息和數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)。進(jìn)ー步的，所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊采用基于ZigBee的無線通信芯片CC2530，能采集外部無線傳感器發(fā)送的各種參數(shù)信息，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中?；赯igBee的無線通信芯片CC2530實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器參數(shù)的傳輸功能。CC2530內(nèi)嵌增強(qiáng)型8051并具有A/D轉(zhuǎn)換功能，所以功能節(jié)點(diǎn)部分直接通過CC2530芯片的A/D和I/O接ロ連接傳感器模塊，CC2530中的無線收發(fā)模塊核心部分是CC2420射頻收發(fā)器，通過該模塊實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與讀寫器間的數(shù)據(jù)傳送。進(jìn)ー步的，所述控制處理模塊采用S3C2410微處理器，其包括內(nèi)存控制器，NANDFLASH控制器，時(shí)鐘和電源管理，DMA，輸入/輸出口，PWM計(jì)時(shí)器，UART及中斷，S3C2410微處理器采用CPU內(nèi)核電源芯片和復(fù)位芯片來保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，主頻400MHz，最高533Mhz ;具有SDRAM內(nèi)存，并且擴(kuò)展了 64MSDRAM ;具有FLASH存儲(chǔ)，又?jǐn)U展了 64M掉電非易失NandFlash和2M掉電非易失Nor Flash,并安裝了 BIOS ;該微處理器具有I個(gè)IOM以太網(wǎng)RJ-45接ロ，通過CS8900網(wǎng)絡(luò)芯片連接以太網(wǎng)；具有3個(gè)串行ロ，其中ー個(gè)通過轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)RS485功能；同時(shí)擴(kuò)展了ー個(gè)CAN總線模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線連接。進(jìn)ー步的，所述射頻識(shí)別模塊采用低成本射頻收發(fā)模塊RFM22。RFM22是ー款先進(jìn)的低成本射頻收發(fā)模塊，可提供覆蓋240MHz至930MHz的頻率選擇，并且擁有可調(diào)的輸出功率，最大能達(dá)+20dBm。其主要特性為,數(shù)據(jù)傳輸率l_128kbps ;超低耗關(guān)機(jī)模式；喚醒無線電功能；自動(dòng)頻率控制；可配置數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)；前同步信號(hào)檢測(cè)；64字節(jié)收發(fā)數(shù)據(jù)寄存器；溫度感應(yīng)和8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器；跳頻功能；FSK，GFSK和OOK調(diào)制模式。RFM22的數(shù)字接收架構(gòu)采用高性能ADC和DSP的調(diào)制解調(diào)器它執(zhí)行解調(diào)，過濾和數(shù)據(jù)包處理更大的靈活性和性能。這種數(shù)字架構(gòu)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)低端微控制器允許使用。直接調(diào)制的數(shù)字傳輸和自動(dòng)PA功率斜坡確保精確傳輸調(diào)制頻譜擴(kuò)散，降低確保符合FCC和ETSI法規(guī)。由于采集到的各類參數(shù)通過讀寫器獲取后需要傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上，考慮到煤礦井下巷道狹窄，無線網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，為此采用RS485、エ業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線等方式與物聯(lián)網(wǎng)中間件進(jìn)行通訊，并通過其傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上。讀寫器在發(fā)送信息時(shí)，先經(jīng)編碼再加載到某ー頻率的載波信號(hào)上向外發(fā)送，進(jìn)入讀寫器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此脈沖信號(hào)，卡內(nèi)芯片中的有關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、解碼、解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過卡內(nèi)天線再發(fā)送給讀寫器，讀寫器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理；若為修改信息寫命令，有關(guān)控制邏輯引起的內(nèi)部電荷泵提升工作電壓，提供擦寫EEPROM中的內(nèi)容進(jìn)行改寫；若經(jīng)判斷其對(duì)應(yīng)的密碼和權(quán)限不符，則返回出錯(cuò)信息。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，其特征在于包括射頻識(shí)別模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和與上述三個(gè)模塊進(jìn)行雙向通信的控制處理模塊；所述射頻識(shí)別模塊用于對(duì)射頻通信范圍的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，完成對(duì)不同節(jié)點(diǎn)處的人或物體上的EPC信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并傳遞信息至控制處理模塊；所述控制處理模塊指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)射頻識(shí)別模塊獲取的人或物體信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng)，接收指令并傳遞給控制處理模塊，并根據(jù)控制處理模塊指令傳送所述射頻識(shí)別模塊接收的信息和數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊采用基于ZigBee的無線通信芯片CC2530。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，其特征在于所述控制處理模塊采用S3C2410微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，其特征在于所述射頻識(shí)別模塊采用低成本射頻收發(fā)模塊RFM22。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于煤礦的多功能物聯(lián)網(wǎng)讀寫器，包括射頻識(shí)別模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和與上述三個(gè)模塊進(jìn)行雙向通信的控制處理模塊；射頻識(shí)別模塊用于對(duì)射頻通信范圍的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，完成對(duì)不同節(jié)點(diǎn)處的人或物體上的EPC信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并傳遞信息至控制處理模塊；控制處理模塊指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)射頻識(shí)別模塊獲取的人或物體信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)通訊模塊用于連接互聯(lián)網(wǎng)，接收指令并傳遞給控制處理模塊，并根據(jù)控制處理模塊指令傳送射頻識(shí)別模塊接收的信息和數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)。本實(shí)用新型兼具主動(dòng)和被動(dòng)讀寫、自動(dòng)打開數(shù)據(jù)傳輸口、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)，在識(shí)別人或物體的同時(shí)能采集物理信號(hào)和環(huán)境參數(shù)。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202870862SQ20122049480
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者李敬兆, 鄧?yán)L梅 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)