[發(fā)明專利]基于非接觸與無線模式的雙模讀卡器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410427467.4
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104408389A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐靖林;張傳省;李蘊(yùn)芝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00;H04W88/06
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為兩種無線網(wǎng)絡(luò)模式的非接觸式讀卡器的智能應(yīng)用，屬于射頻通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，讀卡器在POS機(jī)方面的應(yīng)用，主要為公交IC刷卡POS機(jī)、加油卡收費(fèi)機(jī)、企事業(yè)與小區(qū)門禁、商場收費(fèi)刷卡機(jī)、金融POS機(jī)等等。在車載方面有GPRS與GPS結(jié)合實(shí)現(xiàn)定位功能的應(yīng)用。但這些讀卡機(jī)具，讀卡數(shù)據(jù)主要靠人工或WIFI局域網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)這種單一的數(shù)據(jù)傳輸方式取數(shù)。GPRS+WIFI雙模非接觸式無線讀卡器方案，可實(shí)現(xiàn)更靈活的應(yīng)用，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也可以將這種雙模方案移植在更多的應(yīng)用領(lǐng)域中。

GPRS(General?Packet?Radio?Service)通用分組無線業(yè)務(wù)是一種基于數(shù)據(jù)包的無線通訊服務(wù)，是基于GSM網(wǎng)絡(luò)，具有實(shí)時(shí)在線、自動(dòng)登錄、流量計(jì)費(fèi)等關(guān)鍵特點(diǎn)。WIFI為無線局域網(wǎng)的通訊，具有帶寬較寬、無需布線、沒有費(fèi)用、傳輸速率高等關(guān)鍵特點(diǎn)。

●WIFI網(wǎng)絡(luò)有著寬帶寬、流量免費(fèi)、傳輸速率高，但是WIFI的覆蓋范圍較低，傳輸距離較小。

●GPRS網(wǎng)絡(luò)帶寬相對較窄，傳輸數(shù)據(jù)的流量較小，并且GPRS網(wǎng)絡(luò)存在著持續(xù)收費(fèi)的問題。但是GPRS的覆蓋范圍廣，因此它的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性相對WIFI來說要高得多。

基于這兩種無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，取長補(bǔ)短，并結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)境，優(yōu)勢互補(bǔ)，則可實(shí)現(xiàn)更大的應(yīng)用空間。在一些要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)管理的應(yīng)用中，既可以節(jié)約成本，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方式的的靈活選擇。二者結(jié)合應(yīng)用研究可以大大豐富無線模塊的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上兩種無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)境，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸通道選擇上做了較為合理的策略，提出了GPRS與WIFI相結(jié)合的雙模讀卡器方案，這種方案可通過自由切換網(wǎng)絡(luò)模式，實(shí)現(xiàn)靈活選擇數(shù)據(jù)傳輸方式的應(yīng)用。GPRS技術(shù)可現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，可以將關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如黑名單)實(shí)時(shí)上傳，以便后臺服務(wù)器能夠及時(shí)處理，但是如果實(shí)現(xiàn)全部刷卡數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理，對后臺管理服務(wù)器要求高，投入的成本高，所以這時(shí)可以選擇WIFI數(shù)據(jù)傳輸方式集中上傳，減少了上傳次數(shù)、節(jié)省了流量費(fèi)用。

本應(yīng)用系統(tǒng)是基于13.56MHz非接觸式讀卡器，實(shí)現(xiàn)GPRS與WIFI兩種無線數(shù)據(jù)傳輸方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由微控制器、讀卡射頻芯片、WIFI無線模塊、GPRS無線模塊、天線以及一些必要的外圍電路設(shè)計(jì)組成。其中系統(tǒng)CPU、Reader?RF、與讀卡器天線(刷卡區(qū)域)組成一個(gè)非接觸讀卡器，無線模塊(GPRS、WIFI)分別通過CPU串口與非接觸讀卡器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)CPU通過串口發(fā)送指令對GPRS、WIFI模塊實(shí)現(xiàn)通信控制，在讀卡器非接觸區(qū)域刷卡，Reader?RF讀取卡片信息，經(jīng)過CPU數(shù)據(jù)處理，判斷讀卡信息數(shù)據(jù)類型，自動(dòng)選擇數(shù)據(jù)的上傳方式(黑名單數(shù)據(jù)采用GPRS方式實(shí)時(shí)上傳，批量數(shù)據(jù)與服務(wù)器采用WIFI方式集中上傳)。從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自由選擇的無線傳輸功能。圖1所示為GPRS+WIFI非接觸式讀卡器系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)。

雙模自動(dòng)切換方式可依據(jù)兩種策略：一種通過判斷數(shù)據(jù)的類型，另一種通過檢測信號的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。根據(jù)不同應(yīng)用場景，對雙模讀卡器的網(wǎng)絡(luò)切換策略也可以做不同的調(diào)整。

依據(jù)判斷數(shù)據(jù)類型實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換模式的應(yīng)用場景，以公交POS機(jī)應(yīng)用為例。普通城市公交刷卡，大致有兩種數(shù)據(jù)需要傳輸：一種是刷卡記錄數(shù)據(jù)，一種是黑名單數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是：黑名單數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求較高，需要GPRS網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳回后臺服務(wù)器處理；對于刷卡記錄數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)量較大，實(shí)時(shí)性要求不高，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，在公交車進(jìn)站后通過WIFI網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)將刷卡數(shù)據(jù)集中傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器進(jìn)行處理。

依據(jù)通過檢測信號的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換模式的應(yīng)用場景，以道路兩側(cè)停車管理使用的手持POS機(jī)為例。刷卡的數(shù)據(jù)量不大，并且黑名單數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)性要求也不太高，因此在這種應(yīng)用場景，選用WIFI優(yōu)先的聯(lián)網(wǎng)方案。讀卡器在檢測到WIFI網(wǎng)絡(luò)時(shí)，采集數(shù)據(jù)通過WIFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；在檢測不到WIFI網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，讀卡器則打開GPRS網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

在自動(dòng)切換模式實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)能設(shè)計(jì)。對處在工作狀態(tài)的模塊實(shí)時(shí)開啟，空閑狀態(tài)的模塊及時(shí)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵的節(jié)能控制。

目前，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對GPRS、WIFI兩種網(wǎng)絡(luò)自由切換選擇傳輸。以考勤應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)墓δ軕?yīng)用。

通過對GPRS+WIFI雙模非接觸式讀卡器的應(yīng)用研究，GPRS+WIFI雙模非接觸式讀卡器在兩種網(wǎng)絡(luò)下，實(shí)現(xiàn)了自由選擇傳輸模式的應(yīng)用。同時(shí)針對兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，采用無線配置參數(shù)的方式，實(shí)現(xiàn)了更靈活的應(yīng)用。