專利名稱：采用arm處理器的集成式電梯智能卡控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電梯自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是電梯智能卡自動控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電梯控制技術(shù)中，采用智能卡對電梯的使用權(quán)限進行控制，是智能卡技術(shù)應(yīng)用的一個方面。經(jīng)過對現(xiàn)有的電梯智能卡控制技術(shù)(如專利號00129242.0公開的技術(shù)等)的調(diào)研，認為現(xiàn)有的智能卡電梯控制技術(shù)存在以下不足智能卡控制系統(tǒng)包括的分散部件過多，占用空間大。
智能卡控制器安裝在原電梯選層按鈕鍵盤與按鈕控制器之間，接線較多。
采用繼電器作為讀卡器輸出，每個選層按鈕對應(yīng)于智能卡控制器中一個繼電器；當樓層按鈕數(shù)目非常多時，該控制器內(nèi)的繼電器數(shù)目同樣較多。
現(xiàn)有的智能卡控制系統(tǒng)記錄乘客刷卡信息，缺少對乘客實際乘梯信息的檢測。
現(xiàn)有的智能卡控制系統(tǒng)通常只具有讀卡功能，不具有寫卡或發(fā)卡功能。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種采用ARM處理器的帶串行通信口的集成式電梯智能卡自動控制器。
本實用新型提供的采用ARM處理器的集成式電梯智能卡控制器，包括ARM主處理器模塊、智能卡處理模塊、電梯信號轉(zhuǎn)換模塊、調(diào)試器接口、和電源轉(zhuǎn)換器；ARM主處理器模塊與電梯信號轉(zhuǎn)換模塊之間通過數(shù)據(jù)線雙向連接，ARM主處理器模塊經(jīng)過輸出數(shù)據(jù)線向電梯信號轉(zhuǎn)換模塊傳送智能卡控制指令，ARM主處理器模塊通過輸入數(shù)據(jù)線接收電梯信號轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的電梯運行狀態(tài)信息，電梯信號轉(zhuǎn)換模塊的通信口通過串行通信線雙向連接電梯控制器；智能卡處理模塊對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過無線通信連接智能卡片；電源轉(zhuǎn)換器對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過電源線連接外部電源；調(diào)試器接口對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接手持調(diào)試器。
該電梯智能卡控制器還包括計算機接口，該計算機接口對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接計算機。
本新型的優(yōu)點和積極效果該電梯智能卡控制器不需要對轎廂按鈕線作任何改動，可以安裝在電梯轎廂或者電梯大廳任意位置。記錄乘客刷卡信息的同時檢測乘客實際乘梯所去樓層。在緊急情況下，例如，火災(zāi)、地震該控制器能自動脫離原電梯控制系統(tǒng)，使電梯可以正常使用。該發(fā)明裝置采用一體化集成設(shè)計，接線數(shù)量少，安裝維修方便。可以根據(jù)卡片記錄的乘梯次數(shù)確定持卡人對電梯的使用量，方便物業(yè)管理。
該電梯智能卡控制器還具有如下特點1、主處理器采用了基于ARM技術(shù)的32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，其結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RSIC)原理而設(shè)計的。
2、采用串行通信口與電梯主控制器進行交換數(shù)據(jù)。具有RS422通信口，可以與計算機通信或其它裝置通信，可以下載或上傳智能卡設(shè)置信息。調(diào)試器接口連接手持式調(diào)試器，同樣可以下載或上傳智能卡設(shè)置信息。
3、不但具有讀卡功能，同時具有發(fā)卡功能。在連接手持調(diào)試器的情況下，本裝置可以為任何樓層發(fā)行智能卡片。本發(fā)明中使用的智能卡片按照功能劃分為保密切換卡、管理卡、普通卡、訪客卡。
保密切換卡刷卡后，智能卡控制器在保密模式和開放模式之間切換。在保密模式下，乘客需要先刷卡后才能乘梯；在開放模式下，乘客不需要刷卡直接乘梯。
管理卡乘坐指定電梯的任意樓層。
普通卡乘坐指定電梯的部分樓層。
訪客卡乘坐指定電梯的某個樓層，乘坐次數(shù)有限制。
上述各種類型的卡片，都受到如下條件的制約小區(qū)號、電梯號、有效期、允許時間段等。
因此，對于一張?zhí)囟ǖ闹悄芸ㄆ?，它的使用?quán)限是下述約束條件的交集，即必須在本小區(qū)使用；只能在本小區(qū)內(nèi)的某部或多部或全部電梯使用；可以登記電梯的某一層、多層或全部樓層；在卡片所記載的有效期內(nèi)；在卡片所記載的允許時間段內(nèi)；刷卡次數(shù)沒有超過所記載允許次數(shù)。
乘客刷卡后的乘梯信息會自動記錄在讀卡器中，包括卡號、姓名、電梯號、所去樓層、乘梯時間、刷卡次數(shù)等等。同時，刷卡次數(shù)也保存到卡片中。

圖1是電梯智能卡控制器應(yīng)用的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是電梯智能卡控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖3是電梯智能卡控制器的電氣原理總圖；圖4是主處理器模塊的電氣原理圖；圖5是智能卡處理模塊的電氣原理圖；圖6是電梯信號轉(zhuǎn)換模塊的電氣原理圖7是調(diào)試器接口的電氣原理圖；圖8是計算機接口的電氣原理圖；圖9是電源轉(zhuǎn)換器的電氣原理圖。
具體實施方式實施例1參考圖1、圖2如圖1所示，本實用新型實際應(yīng)用的總體結(jié)構(gòu)示意圖，除本發(fā)明集成式電梯智能卡控制器01以外，還包括原電梯控制器02、智能卡片03、外部電源04、手持調(diào)試器11、計算機05等其它外圍部件。
其連接關(guān)系本新型控制器01通過串行通信線06雙向連接原電梯控制器02；通過無線通信07與智能卡片03連接；通過電源線08連接外部電源04；通過串行通信線09雙向連接手持調(diào)試器11；通過串行通信線10雙向連接計算機05。
附圖2說明了本裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖集成式電梯智能卡控制器01包括ARM主處理器模塊01-1、電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2、智能卡處理模塊01-3、電源轉(zhuǎn)換器01-4、調(diào)試器接口01-11、計算機接口01-5等部分組成。
ARM主處理器01-1是本發(fā)明控制器的中央控制器，它內(nèi)部包含ARM微處理器、程序處理器、數(shù)據(jù)處理器、時鐘電路等部分，它所存儲的程序控制本發(fā)明裝置中的其它模塊的工作和數(shù)據(jù)傳輸。
電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2對內(nèi)連接主處理器模塊01-1，對外通過串行通信線06連接原電梯控制器02。
智能卡處理模塊01-3對內(nèi)連接主處理器模塊01-1，對外通過無線通信07連接智能卡片03。
電源轉(zhuǎn)換器24對內(nèi)連接主處理器模塊01-1等內(nèi)部模塊，對外通過電源線08連接外部電源04。
調(diào)試器接口01-11對內(nèi)連接主處理器模塊01-1，對外通過串行通信線09連接手持調(diào)試器11。手持調(diào)試器11是一種通用的帶有輸入鍵盤和輸出顯示器的便攜式調(diào)試裝置，通過串行通信口與其它裝置連接。本發(fā)明的電梯智能卡控制器本身不包括這種手持調(diào)試器，但是本發(fā)明提供與其連接的通信接口，同時為其提供電源。
計算機接口01-5對內(nèi)連接主處理器模塊01-1，對外通過串行通信線10連接計算機05。
實施例2具體結(jié)構(gòu)參考圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9圖3表示電梯智能卡控制器的電氣原理總圖。
圖3與圖2中的組成部分一一對應(yīng)，但是圖3對各部分之間的信號傳遞關(guān)系作了詳細的描述。
主處理器模塊01-1與電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2之間的信號包括主處理器模塊01-1發(fā)送給電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2的數(shù)據(jù)信號E5、E6、E7、E8。
主處理器模塊01-11接收電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2傳送的數(shù)據(jù)信號EINI、EIN2、EIN3、EIN4、EIN9、EIN10。
電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2與原電梯控制器02之間的信號包括電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2接收電梯控制器02發(fā)送的串行時鐘信號E-CLK。
電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2與電梯控制器02之間的雙向串行數(shù)據(jù)信號E-DA。
電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2與電梯控制器02之間的電源信號GND。
主處理器模塊01-1與智能卡處理模塊01-3之間的信號包括主處理器模塊01-1發(fā)送給智能卡處理模塊01-3的控制信號Z-RST、Z-CS。
主處理器模塊01-1發(fā)送給智能卡處理模塊01-3的串行時鐘信號E-SCK。
主處理器模塊01-1與智能卡處理模塊01-3之間的雙向串行數(shù)據(jù)信號E-SDA。
主處理器模塊01-1與智能卡處理模塊01-3之間的電源信號VCC、GND。
主處理器模塊01-1與調(diào)試器接口01-11之間的信號包括主處理器模塊01-1發(fā)送給調(diào)試器接口01-11的串行數(shù)據(jù)信號TXD0。
主處理器模塊01-1接收調(diào)試器接口01-11發(fā)送的串行數(shù)據(jù)信號RXD0。
主處理器模塊01-1與調(diào)試器接口01-11之間的電源信號VCC、GND。
調(diào)試器接口01-11與調(diào)試器11之間的信號包括調(diào)試器接口01-11發(fā)送給調(diào)試器11的差分串行數(shù)據(jù)信號T-A、T-B。
調(diào)試器接口01-11接收調(diào)試器11發(fā)送的差分串行數(shù)據(jù)信號R-A、R-B。
調(diào)試器接口01-11與調(diào)試器11之間的電源信號VCC、GND。
主處理器模塊01-1與計算機接口01-5之間的信號包括主處理器模塊01-1發(fā)送給計算機接口01-5的串行數(shù)據(jù)信號TXD1。
主處理器模塊01-1接收計算機接口01-5發(fā)送的串行數(shù)據(jù)信號RXD1。
主處理器模塊01-1與計算機接口01-5之間的電源信號VCC、GND。
計算機接口01-5與計算機05之間的信號包括計算機接口01-5發(fā)送給計算機05的差分串行數(shù)據(jù)信號TX-A、TX-B。
計算機接口01-5接收計算機05發(fā)送的差分串行數(shù)據(jù)信號RX-A、RX-B。
主處理器01-1與電源轉(zhuǎn)換器01-4之間的連接關(guān)系電源轉(zhuǎn)換器01-4向主處理器01-1提供直流電源VCC、3.3V和GND。
電源轉(zhuǎn)換器01-4接收外部電源04傳送的直流V+和GND。
圖4表示主處理器模塊的電氣原理圖；主處理器模塊主要包括ARM處理器U3、復位電路U2。
ARM處理器U3是由PHILIPS公司生產(chǎn)的32位高性能ARM微控制器LPC2138，內(nèi)部含有FLASH存儲器512KB、SRAM存儲器32K、兩個全功能的串行通信口、JTAG編程口、實時時鐘等。
復位電路U2型號X5165是一個可編程看門狗電路，同時內(nèi)部含有可讀寫的EEPROM存儲器2KB，用于存儲讀卡器的設(shè)置參數(shù)。
復位電路U2中存儲的讀卡器參數(shù)包括電梯號、保密標志和樓層參數(shù)，每個樓層參數(shù)包括允許卡號、有效期限、開放時間、刷卡次數(shù)等。
ARM處理器U3與復位電路U2之間通過雙向串行SPI總線連接，總線信號包括X-CS、X-SCK、X-SO、X-SI。
ARM處理器U3連接實時時鐘電池V3，型號CR2032，同時連接振蕩器XT3，頻率32.768KHZ。
ARM主處理器U3同時連接蜂鳴器B1作為聲音輸出，連接LED1和LED2作為指示輸出。
除上述以外，ARM主處理器U3連接如圖3所示其它模塊或接口。
圖5表示智能卡處理模塊的電氣原理圖；智能卡處理模塊01-3的功能是讀寫非接觸式智能卡片03。
本實施例選用的是PHILIPS公司生產(chǎn)的MIFARE1卡片和廣州周立功公司生產(chǎn)的ZLG500A型讀寫卡模塊U1。讀寫卡模塊U1直接與射頻天線ANT1連接，載波頻率13.56MHZ，數(shù)據(jù)位編碼NRZ-L。
圖6表示電梯信號轉(zhuǎn)換模塊的電氣原理圖；電梯信號轉(zhuǎn)換模塊01-2包括電梯總線信號譯碼電路和電梯信號處理器。信號譯碼電路主要由U22比較器LM393完成。信號處理器主要由U23微控制器L5D完成，U23負責串行信號與并行信號之間的相互轉(zhuǎn)換，在主處理器U3和原電梯控制器之間起信號格式轉(zhuǎn)換作用。
圖7表示調(diào)試器接口的電氣原理圖；調(diào)試器接口01-11的功能是串行信號格式的轉(zhuǎn)換，將電平信號與差分信號相互轉(zhuǎn)換，主要由U17、U18完成，U17、U18型號是SN75176。
圖8是計算機接口的電氣原理圖；計算機接口01-5的功能是串行信號格式的轉(zhuǎn)換，將電平信號與差分信號相互轉(zhuǎn)換，主要由U4、U5、U6完成，U4、U5型號是TLP521-1，U6型號是SN75176。
圖9是電源轉(zhuǎn)換器的電氣原理圖；電源轉(zhuǎn)換器01-4的功能是將外部電源經(jīng)過兩級轉(zhuǎn)換，變?yōu)閮?nèi)部直流電源，包括5V、3.3V兩路直流輸出，為本發(fā)明裝置提供工作電源。
電源轉(zhuǎn)換器01-4主要包括穩(wěn)壓器V1型號LM2576，輸出5V直流電源；穩(wěn)壓器V2型號SPX1117-33，輸出3.3V直流電源。
權(quán)利要求1.一種采用ARM處理器的集成式電梯智能卡控制器，其特征是該電梯智能卡控制器包括ARM主處理器模塊、智能卡處理模塊、電梯信號轉(zhuǎn)換模塊、調(diào)試器接口、和電源轉(zhuǎn)換器；ARM主處理器模塊與電梯信號轉(zhuǎn)換模塊之間通過數(shù)據(jù)線雙向連接，ARM主處理器模塊經(jīng)過輸出數(shù)據(jù)線向電梯信號轉(zhuǎn)換模塊傳送智能卡控制指令，ARM主處理器模塊通過輸入數(shù)據(jù)線接收電梯信號轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的電梯運行狀態(tài)信息，電梯信號轉(zhuǎn)換模塊的通信口通過串行通信線雙向連接電梯控制器；智能卡處理模塊對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過無線通信連接智能卡片；電源轉(zhuǎn)換器對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過電源線連接外部電源；調(diào)試器接口對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接手持調(diào)試器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用ARM處理器的集成式電梯智能卡控制器，其特征是該電梯智能卡控制器還包括計算機接口，該計算機接口對內(nèi)連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接計算機。
專利摘要一種采用ARM處理器的集成式電梯智能卡控制器。包括ARM主處理器模塊，該模塊分別連接電梯信號轉(zhuǎn)換模塊、智能卡處理模塊、電源轉(zhuǎn)換器、調(diào)試器接口；電梯信號轉(zhuǎn)換模塊連接電梯控制器；智能卡處理模塊連接智能卡片；調(diào)試器接口連接手持調(diào)試器。該電梯智能卡控制器不需要對轎廂按鈕線作任何改動，可以安裝在電梯轎廂或者電梯大廳任意位置。記錄乘客刷卡信息的同時檢測乘客實際乘梯所去樓層。在緊急情況下，例如，火災(zāi)、地震該控制器能自動脫離原電梯控制系統(tǒng)，使電梯可以正常使用。該發(fā)明裝置采用一體化集成設(shè)計，接線數(shù)量少，安裝維修方便?？梢愿鶕?jù)卡片記錄的乘梯次數(shù)確定持卡人對電梯的使用量，方便物業(yè)管理。
文檔編號B66B1/00GK2892778SQ20052012405
公開日2007年4月25日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者張德軍, 張德民 申請人:天津普瑞科技有限公司