專利名稱：基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工廠的數(shù)據(jù)采集器，特別是一種基于電話網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集器。
技術背景目前工廠的在制品信息的采集多采用兩種方式 一種是條碼閱讀器或RFID閱讀器直接和計算機相連，并通過工廠網(wǎng)絡把采集到的信息傳送到接收的數(shù)據(jù)庫端，以實現(xiàn)對在制品信息的實時跟蹤；另外一種是專門的數(shù)據(jù)采集終端，可以直接把采集的信息通過工廠網(wǎng)絡發(fā)送 的數(shù)據(jù)庫計算機端。這兩種方式有一些缺點， 一是成本高，如果想要采集所有機床、人員、 在制品的信息，需要放置的計算機或?qū)ｉT的終端數(shù)目是非常大的，特別是對于采集頻率不高， 制造周期長的車間，浪費的成本將是非常高的；二是沒有反饋，對于前面介紹的兩種數(shù)據(jù)采 集方式，信息傳遞給數(shù)據(jù)庫終端以后，并沒有相應的信息反饋回來告訴數(shù)據(jù)采集者采集的信 息是否正確，或給數(shù)據(jù)采集者一定的指導信息。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)在的數(shù)據(jù)采集器存在的成本高和沒有反饋的缺點，本實用新型提出了 一種基 于電話網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集器，該數(shù)據(jù)采集器只需要電話線和相應的閱讀器就可以采集條碼或 RFID信息，無需電腦終端，成本低，并且數(shù)據(jù)接收端可以通過電話網(wǎng)絡返回語音信號以供數(shù) 據(jù)采集端核實信息，或?qū)ζ涮峁┮欢ǖ闹笇?。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于包括單片機電路、USB接口電路、RS232接口電路、PS/2接口電路、接口自動識別 電路、DTMF發(fā)送電路、摘掛機電路、音頻放大電路、揚聲器和供電電路。其中USB接口電 路、RS232接口電路和PS/2接口電路可以外接條碼閱讀器和RFID閱讀器；接口自動識別電 路連接于RS232接口電路、PS/2接口電路和單片機電路之間；USB接口電路與單片機電路相 連；DTMF發(fā)送電路與音頻放大電路都連接于單片機電路和摘掛機電路之間；揚聲器與音頻 放大電路相連；摘掛機電路直接與電話網(wǎng)絡相連。首先通過此數(shù)據(jù)采集器使電話線摘機并撥 通電話網(wǎng)絡中的接收端電話號碼。然后從條碼閱讀器或RFID閱讀器讀入的條碼或RFID的信 息經(jīng)過相應的接口電路讀入單片機中，編碼以后譯成電信號通過電話網(wǎng)絡發(fā)送給接收端，然 后通過音頻放大電路來放大接收端返回的語音信號并通過揚聲器播放出來。本數(shù)據(jù)采集器設有摘掛機電路，可以通過開關或單片機實現(xiàn)摘機功能，并通過與單片機 相連的DTMF發(fā)送電路撥通接收端的電話號碼，也可以并聯(lián)一個電話來實現(xiàn)撥號的功能。 USB、 RS232和PS/2三個接口電路與單片機相連，可以接收外接的三種不同接口的條碼或 RFID閱讀器的信息。單片機通過與RS232和PS/2兩個接口電路的區(qū)別位相連的接口自動識 別電路來識別不同的接口傳來的數(shù)據(jù)(USB接口容易識別，因為不是和前兩個連接在一起的)， 并采取不同的處理方式，將接收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一化，然后將統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)用DTMF編碼以后通過電話網(wǎng)絡發(fā)送出去。最后，與電話線相連的音頻放大電路可以放大接收端返回的語音信號 并通過揚聲器播放出來。在發(fā)送DTMF的時候，單片機自動加入校驗位以供接收端校驗DTMF是否發(fā)生錯誤。
圖1為本實用新型的原理框圖； 圖2為本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，本實用新型包括單片機電路U1、 PS/2接口電路U2、 RS232接口電路U3、 USB接口電路U4、自動識別接口電路U5、 DTMF發(fā)送電路U6、音頻放大電路U7、揚聲器 U8、摘掛機電路U9和供電電路U10組成。整個電路的電源由供電電路提供，PS/2接口電路 和RS232接口電路通過接口自動識別電路與單片機的串行輸入和輸出口相連，USB接口電路 直接與單片機的I/O端口相連，DTMF發(fā)送電路也連接于單片機的I/0端口，音頻放大電路 的控制端與單片機的一個I/O端口相連，DTMF發(fā)送電路和音頻放大電路均通過摘掛機電路 弓電話網(wǎng)絡相連。單片機的一個I/O端口通過一個開關Sl接地，摘掛機電路通過一個開關 S2與電源相連，摘掛機電路也可以與單片機的一個端口相連。開關Sl可以通知單片機本實用新型有沒有并聯(lián)電話，以可以利用電話的撥號、通話等功 能，并能使電話正常使用。開關S2用于使電話線路實現(xiàn)摘機和掛機的功能。如圖1所示的單片機電路由單片機芯片和一些外圍組件組成，外圍組件包括時鐘電路、 復位電路和指示燈電路。如圖1所示的PS/2接口電路部分由一個鍵盤接口構(gòu)成。鍵盤接口用于和外接的同類型接 口的閱讀器相連，它的數(shù)據(jù)腳和時鐘腳分別與單片機串行輸入和輸出口相連，其中與串行輸 入口的連接是為了把閱讀器閱讀的數(shù)據(jù)傳送給單片機，與串行輸出口的連接是為了用單片機 控制PS/2接口的閱讀器是否發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖1的RS232接口電路由RS232接口和電平轉(zhuǎn)換芯片組成。RS232接口用于和外接的 同類型接口的閱讀器相連。電平轉(zhuǎn)換芯片用于實現(xiàn)RS232接口和單片機之間電平的轉(zhuǎn)換。 RS232接口的RXD端通過電平轉(zhuǎn)換芯片與單片機的串行輸入端口相連，RS232接口的TXD 通過電平轉(zhuǎn)換芯片與單片機的串行輸出端口相連，以保證RS232接口的閱讀器可以給單片機 傳送數(shù)據(jù)，而單片機也可以實現(xiàn)對閱讀器的控制。如圖1所示的USB接口電路由USB接口和一個USB接口芯片組成。USB接口用于和外 接的同類型接口的閱讀器相連。USB接口芯片負責接收外部USB閱讀器傳進來的模擬信號的數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的數(shù)據(jù)再通過單片機的i/o端口傳給單片機。如圖1所示的自動識別接口電路由一個模擬開關及其外圍電路組成。模擬開關用于自動 識別使用的是哪種接口的閱讀器，并使相應的兩路電路同時變?yōu)橥?由于每個接口都與單 片機的串行輸入和輸出兩個端口相連，所以應該同時斷開或閉合兩路)，以避免由于兩種接口 電路直接相連造成的干擾。模擬開關的選通端口接單片機的一個I/O端口，用單片機來控制 是否使用本模擬開關； 一個端口與RS232接口的CTS腳相連，可以判斷是否連接了 RS232 接口的閱讀器；模擬開關的輸入端分別與RS232接口的RXD端和TXD端、PS/2的數(shù)據(jù)端和 時鐘端相連，公共輸出端與單片機的串行輸入和輸出端口相連。如圖1所示的DTMF發(fā)送電路由DTMF發(fā)送芯片和DTMF放大電路組成。DTMF發(fā)送 芯片由單片機控制產(chǎn)生DTMF信號，它與單片機I/0端口相連。DTMF放大電路由三極管及 其外部阻容組成，它可以放大DTMF發(fā)送芯片產(chǎn)生的DTMF信號的幅值。
如圖1所示的音頻放大電路由一個音頻功率放大芯片及其外圍電路組成。音頻功率放大 芯片的選通腳和單片機的一個I/O端口相連，以讓單片機在需要的時候才選通該芯片。音頻 功率放大器的輸出端接揚聲器以播放放大后的聲音。如圖1所示的摘掛機電路由一個模擬電流源構(gòu)成。模擬電流源由兩個三極管及其外圍阻 容組成，它可以提供30mA左右的電流，當它與電話網(wǎng)絡相連時，交換機就會接通該線路。 另外，恒流源可以保證電路具有較小的直流阻抗和較大交流阻抗。同時在電話線之間跨接壓 敏電阻，以達到抗雷擊保護的作用。如圖1所示的供電電路由開關電源和穩(wěn)壓電路組成。根據(jù)各個芯片的功率計算出整個系 統(tǒng)的總功耗，選擇適當參數(shù)的開關電源。鑒于單片機對電壓的穩(wěn)定性要求比較高，系統(tǒng)采用 了穩(wěn)壓電路。同時，為了防止數(shù)字電路對模擬電路的影響，本實用新型首先將模擬地和數(shù)字 地分開，最后在一點處共地。如圖2所示為本實用新型的工作流程圖，其中包括了單片機內(nèi)部的程序工作流程。本實 用新型可以工作在外接有并聯(lián)電話和沒有并聯(lián)電話兩種狀態(tài)。首先說明沒有并聯(lián)電話時的工 作流程，此時開關S1閉合。首先，閉合開關S2使電話線處于摘機狀態(tài)，然后用閱讀器閱讀含有接收端電話號碼信息 的條碼或RFID，則該信息通過相應的接口傳給單片機，單片機直接控制DTMF發(fā)送電路把 該電話號碼發(fā)送到電話網(wǎng)絡，撥通接收端電話。接收端電話撥通以后閱讀器就可以繼續(xù)閱讀 其它有用信息了，該信息被單片機接收并編碼，然后控制DTMF發(fā)送電路發(fā)送DTMF信號到 接收端。最后接收端返回語音信號對發(fā)送端進行指導，該語音信號通過音頻放大電路被放大 并通過揚聲器播放出來。在所有信息都采集完畢以后斷開S2掛機。當S1處于斷開狀態(tài)時，本實用新型得知它有外接的并聯(lián)電話，因此它可以直接利用電話 的語音播放和撥號功能。本實用新型本身的語音放大功能將被屏蔽，同時開始的時候可以利 用電話的鍵盤直接撥通對方的電話號碼，其它功能不變。如圖2中的單片機內(nèi)部程序的流程為單片機接收有用信息時的程序流程圖，首先判斷閱 讀器為三種接口的閱讀器中的哪一種，由于三種接口的協(xié)議不一樣，因此單片機接收到的數(shù) 據(jù)也是不一樣的，為了保證最后發(fā)送的DTMF信號的編碼是相同的，單片機根據(jù)不同的接口 類型將接收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一。統(tǒng)一數(shù)據(jù)以后再用DTMF信號對其進行編碼，然后控制DTMF發(fā) 送電路將編碼以后的數(shù)據(jù)以DTMF信號的形式發(fā)送出去。最后單片機等待下次數(shù)據(jù)的接收。
權利要求1、 一種基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)釆集器，其特征在于包括單片機電路、USB接口電路、RS232 接口電路、PS/2接口電路、接口自動識別電路、DTMF發(fā)送電路、摘掛機電路、音頻放大電 路、揚聲器和供電電路。其中USB接口電路、RS232接口電路和PS/2接口電路可以外接條 碼閱讀器和RFID閱讀器；接口自動識別電路連接于RS232接口電路、PS/2接口電路和單片 機電路之間；USB接口電路與單片機電路相連；DTMF發(fā)送電路與音頻放大電路都連接于單 片機電路和摘掛機電路之間；揚聲器與音頻放大電路相連；摘掛機電路直接與電話網(wǎng)絡相連。 條碼和RFID的信息通過USB接口電路、RS232接口電路和PS/2接口電路中的任何一個讀入 單片機中，編碼以后譯成電信號通過電話網(wǎng)絡發(fā)送給接收端，然后通過音頻放大電路來放大 接收端返回的語音信號并通過揚聲器播放出來。
2、 根據(jù)權利要求1所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述USB接口電路 連接于單片機的I/0口。
3、 根據(jù)權利要求1所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述RS232接口電 路連接于單片機的串行輸入和輸出端口。
4、 根據(jù)權利要求1所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述PS/2接口電路 連接于單片機的串行輸入輸出端口。
5、 根據(jù)權利要求1所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述接口自動識別電路與RS232接口電路和PS/2接口電路的區(qū)別位相連。
6、 根據(jù)權利要求1所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述DTMF發(fā)送電 路與單片機的I/0端口相連，并與摘掛機電路相連。
7、 根據(jù)權利要求l所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述音頻放大電路由 單片機控制，并與摘掛機電路相連。
8、 根據(jù)權利要求l所述的基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于所述摘掛機電路可以由單片機自動控制，也可以由開關手動控制。
專利摘要一種基于電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，包括單片機電路、USB接口電路、RS232接口電路、PS/2接口電路、接口自動識別電路、DTMF發(fā)送電路、摘掛機電路、音頻放大電路、揚聲器和供電電路。其中USB接口電路、RS232接口電路和PS/2接口電路可以外接條碼閱讀器和RFID閱讀器；接口自動識別電路連接于RS232接口電路、PS/2接口電路和單片機電路之間；USB接口電路與單片機相連；DTMF發(fā)送電路與音頻放大電路都連接于單片機電路和摘掛機電路之間；揚聲器與音頻放大電路相連；摘掛機電路直接與電話網(wǎng)絡相連。本實用新型只需電話線和相應的閱讀器就可以采集條碼或RFID信息，無需電腦，成本低，具有廣闊的市場前景。
文檔編號H04M11/00GK201039279SQ200720143988
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權日2007年4月17日
發(fā)明者歡 倪, 吉建勛, 楊建軍 申請人:楊建軍;吉建勛;倪 歡