專利名稱：基于uCLinux的嵌入式以太網(wǎng)RFID讀卡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射頻識別的讀卡器，尤其是基于智能的和穩(wěn)定的嵌入式以太網(wǎng)讀卡器。
背景技術(shù)：
目前讀卡器基本是基于單片機的，它們功能單一，存儲量小，安全性低，而且多個 讀卡器組成網(wǎng)絡(luò)時也有很多限制，而且簡單的單片機讀卡器將不能滿足人們的生活需求， 讀卡器的作用也得不到很好的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
1、要解決的技術(shù)問題條形碼和ICantegrated Circuit集成電路)卡讀卡器功能單一、只能存儲簡單 信息，而RFID讀卡器安全、可存儲較大容量信息①RFID是一種自動無線識別和數(shù)據(jù)獲取 技術(shù)，帶有可讀和可寫并能防范非授權(quán)訪問的存儲器的智能芯片，已經(jīng)可以在很多集裝箱、 貨盤、產(chǎn)品包裝、智能識別ID卡、書本或DVD中看到；②由于未來可能的應(yīng)用，RFID即將迎 來非常巨大的增長時期；③RFID相對于傳統(tǒng)的條形碼，在非接觸性、可靠性、避免污染、可 見性、讀取速度和空間方向性上都具有優(yōu)勢；④從傳統(tǒng)的接觸式和非接觸式IC卡向更加安 全、便捷的射頻識別RFID(fcidio Frequency Identification)卡的方向發(fā)展。目前市場上常用的單片機讀卡器只記錄RFID身份ID號，功能單一，需要上層計算 機控制的讀卡器。本發(fā)明開發(fā)形成功能強大、更高智能的，可以獨立完成門禁或考勤系統(tǒng)的 嵌入式讀卡器。并且根據(jù)目前國內(nèi)以太網(wǎng)相對成熟的基礎(chǔ)設(shè)施和廣泛應(yīng)用，本發(fā)明采用 以太網(wǎng)讀卡器不需要在讀卡器安裝時進行第二次布線，節(jié)約了成本和時間。同時嵌入式以 太網(wǎng)讀卡器可以不需要上層計算機單獨工作，相比單片機+計算機的形式極大的節(jié)約了成 本。2、技術(shù)方案本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是運用RFID模塊接收信息，把信息傳送 到ARM7處理器上進行處理，通過uCLinux操作系統(tǒng)，把處理完的信息經(jīng)過以太網(wǎng)直接傳送 到遠程服務(wù)器。運用RFID接收模塊，使得數(shù)據(jù)更加安全；運用ARM7處理器，使得處理速度更快，存儲容量更大；運用uCLinux操作系統(tǒng)，使得整個系統(tǒng)和過程更加穩(wěn)定；運用以太網(wǎng)傳輸，使得傳輸速度更快，組網(wǎng)更加簡單，并且多個讀卡器共同組網(wǎng)時 能夠極大節(jié)約成本。3、有益效果本發(fā)明解決了從功能單一，只記錄RFID身份ID號的、功能單一的、需要上層計算 機控制的單片機讀卡器，向功能強大、更高智能的，可以獨立完成門禁或考勤系統(tǒng)的嵌入式讀卡器發(fā)展的問題。①單片機讀卡器的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)目前市場上主要的網(wǎng)絡(luò)形式是每一 個讀卡器都通過RS-232或RS-485同自己的上位計算機相連完成通信，多個計算機之間通 過網(wǎng)絡(luò)或其他通信形式相互連接構(gòu)成。其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可簡單的表示為下圖1，這里為了 畫圖簡單，多讀卡器時，以3個為例?？梢钥闯銎錈o論在多個讀卡器構(gòu)成讀卡器網(wǎng)絡(luò)時，還 是在單一讀卡器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時，其成本=NX (單個讀卡器成本+單臺計算機成本+連線等 其他設(shè)施成本)，其中N表示網(wǎng)絡(luò)中需要使用的讀卡器的數(shù)目。②而如果使用本項目的產(chǎn) 品——以太網(wǎng)讀卡器，可以多個以太網(wǎng)讀卡器通過HUB/SWITCH交換機同一臺計算機相連； 當單個讀卡器使用時，可自己單獨構(gòu)成門禁或考勤系統(tǒng)。其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可簡單的表示為 圖2。通過圖1同圖2的對比可以看出，從網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)上圖2較圖1簡單、清晰；從系 統(tǒng)的成本上來看，雖然單個嵌入式以太網(wǎng)讀卡器的成本比單片機讀卡器成本高，但每一個 單片機讀卡器要配備1臺計算機，而如果按目前市場上常用的單片機讀卡器500元左右的 價格，而以太網(wǎng)讀卡器按1000元的市場定位，單臺較低配置的計算機按2500元計算，那么 基于單片機讀卡器的成本是嵌入式以太網(wǎng)讀卡器成本的3倍。③采用這種替代形式后由于 嵌入式以太網(wǎng)讀卡器軟件的開發(fā)是使用開源、免費的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，所以不會增加軟 件成本，相反還會相應(yīng)降低軟件成本，因為不需要或者可以相應(yīng)減少購買軟件的數(shù)量。而本發(fā)明正是適應(yīng)了讀卡器的這種發(fā)展需要，為了克服現(xiàn)有讀卡器的功能單一， 存儲量小，安全性低，組網(wǎng)困難等問題，我們發(fā)明了一種新型的智能的讀卡器，它不僅解決 了以上問題，且由于加入操作系統(tǒng)，使得整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定。并且根據(jù)現(xiàn)實樓宇、小區(qū)或企 事業(yè)單位的以太網(wǎng)硬件環(huán)境基礎(chǔ)好，要求讀卡器是基于以太網(wǎng)進行通信的現(xiàn)實；同時聯(lián)系 讀卡器未來的發(fā)展將逐漸從基于RS232向基于以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線的方向發(fā)展的趨勢開發(fā) 的產(chǎn)品。四、發(fā)明內(nèi)容


圖1單片機讀卡器網(wǎng)絡(luò)拓撲圖2嵌入式讀卡器網(wǎng)絡(luò)拓撲圖3是存儲器模塊的原理圖FLASH采用的型號是SST公司的SST39VF3201，容量為4M ；SDRAM采用的型號是Hynix公司的HY57V561620FTP-H，容量為32M。圖4是電源模 塊的原理圖穩(wěn)壓模塊采用LM2756，變壓/穩(wěn)壓模塊分別采用的是AMSl 17-2. 5和AMSl 17-3. 3， 而復(fù)位信號由SP708完成。圖5是串口模塊的原理圖本開發(fā)有2個串口，一個為調(diào)試用，一個用作和rf id讀寫模塊通信。圖6是以太網(wǎng)控制器模塊的原理圖以太網(wǎng)控制器采用的型號是Realtek公司的RT8019AS。圖7是讀寫模塊的程序流程8和圖9是讀卡器運行實物
五具體實施例方式硬件設(shè)計上采用嵌入式的ARM處理器，提高了單片機讀卡器的處理能力，采用以
4太網(wǎng)控制器使讀卡器通過目前廣泛使用以太網(wǎng)進行成為可能，采用RFID讀寫模塊使身份 識別方面的最新技術(shù)的應(yīng)用成為可能。硬件實現(xiàn)電路圖如圖3-6，8-9所示。
軟件上采用了穩(wěn)定運行的嵌入式uCLinux操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增強，使系 統(tǒng)的可控制性成為可能。軟件讀卡器讀寫流程如圖7所示。
權(quán)利要求
1.一種基于uCLinux的嵌入式以太網(wǎng)RFID讀卡器，其特征是將嵌入式技術(shù)、以太網(wǎng) 技術(shù)和RFID技術(shù)很好的結(jié)合起來，并在軟件開發(fā)時使用開源、免費的操作系統(tǒng)及相關(guān)軟 件，并采用多種通信編程技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于uCLinux的嵌入式以太網(wǎng)RFID讀卡器，其特征是運用 嵌入式技術(shù)，硬件自主開發(fā)，其主控制器為Samsung公司的S3C44B0X ；FLASH采用的型號是 SST公司的SST39VF3201，容量為4M ；SDRAM采用的型號是Hynix公司的HY57V561620FTP-H， 容量為32M;以太網(wǎng)控制器，采用的型號是Realtek公司的IOM以以太網(wǎng)控制器RT8019AS， 數(shù)據(jù)寬度為8位；運用了 RFID技術(shù)，采用的型號是周立功公司的ZLG500B RFID讀寫模塊， 其和ARM7開發(fā)板通過串口 1通信，S3C44B0X的串口 0用于調(diào)試。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于uCLinux的嵌入式以太網(wǎng)RFID讀卡器，其特征是運用 嵌入式技術(shù)，軟件自主開發(fā)，使用了開源、免費的操作系統(tǒng)uCLinux，使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定； 運用多種通信編程技術(shù)實現(xiàn)的自主知識產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)，主要包括RFID模塊和ARM7系統(tǒng)的通信 管理軟件、服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)SOCKET通信管理軟件、串口通信、RFID通信和網(wǎng)絡(luò)通信等多線程 技術(shù)等等。
全文摘要
基于uCLinux的嵌入式以太網(wǎng)RFID讀卡器，是根據(jù)現(xiàn)實門禁系統(tǒng)對新型讀卡器——以太網(wǎng)讀卡器的需要，將嵌入式、以太網(wǎng)和RFID很好的結(jié)合起來，并在軟件開發(fā)時使用開源、免費的操作系統(tǒng)，使整個產(chǎn)品無論是在硬件平臺還是軟件平臺上都做到完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，并極大降低了產(chǎn)品成本，將最新的軟硬件技術(shù)結(jié)合在一起，其創(chuàng)新性更是不用置疑。本項目成果的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景是廣闊的，現(xiàn)在的讀卡器的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化，并且以太網(wǎng)的應(yīng)用已十分普及，所以未來以太網(wǎng)讀卡器的應(yīng)用將更為廣泛和深入。
文檔編號H04L12/28GK102122339SQ20101013397
公開日2011年7月13日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者張作亮, 符堪新, 胡偉, 陳健勇 申請人:張作亮, 符堪新, 胡偉, 陳健勇