专利名称：一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡及其网卡信息处理方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机互联设备，特别是一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡及其网卡信息处理方法。
背景技术：
目前，网卡的传输介质基本上属于有线和无线两种。无线网卡的传输介质是电磁波。而网卡地址编码多种多样，例如以太网中局域网的网卡采用48位二进制数编码方式，通信分配采用载波侦听检测方式。上述类似网卡有如下不足之处1、在某些特殊环境，例如电磁屏蔽严重区域，地下矿井工作区域等，该网卡不能正常工作；2、载波侦听及检测通信分配方式不可避免出现通信碰撞。
发明内容
本发明的目的在于设计一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡及其网卡信息处理方法，它是使用声波作为传输介质的计算机互联用网卡，在由本网卡组成的局域网中，地址编码采用正交编码方式，能够减少通信碰撞现象，能够避免电磁屏蔽和干扰，是一种新颖且实用性强的新型网络适配器及其网卡信息处理方法。
本发明的技术方案一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于它是由信号接收转换电路、单片机系统监控电路、脉冲信号提供电路、信息处理系统电路、手动查询电路、信号参数显示电路、信号发送电路及供电系统所构成，所说的信号接收转换电路连接信息处理系统电路，所说的单片机系统监控电路连接信号参数显示电路、信号发送电路和手动查询电路，所说的脉冲信号提供电路连接信息处理系统电路，所说的信息处理系统电路连接信号参数显示电路和信号发送电路及手动查询电路，所说的手动查询电路连接信息处理系统电路和信号参数显示电路。
上述所说的信号接收转换电路由声波换能器配置整形电容所构成。
上述所说的单片机系统监控电路由IMP813L芯片构成。
上述所说的脉冲信号提供电路由晶体振荡器配置谐振电容构成。
上述所说的信息处理系统电路由AT89C4051单片处理器构成。
上述所说的手动查询电路由查询键S1、S2、S3、S4通过控制AT89C4051单片处理器构成。
上述所说的信号参数显示电路由数码管、偏流电阻和三极管构成，偏流电阻和三极管对数码管功率放大。
上述所说的信号发送电路由线性运算放大器和声波换能器配置整形电容构成。
上述所说的供电系统电路由普通电源和电源滤波电容构成。
一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法，是由以下步骤构成(1)开始通电，初始化数据，从单片机ROM中读取本机正交码地址；(2)监听呼叫信号；(3)收到呼叫信号后对前导码进行识别，确定是中控交换机发出呼叫或者是其他网卡发出呼叫；(4)通过呼叫信号中前导码实现本网卡与呼叫信号的时间同步；(5)对正交码波形进行识别，并与自身正交码进行比较，确定是否是对本网卡的呼叫，如果不是则继续监听呼叫信号；(6)该信号是否中控交换机发出，如果不是向发出呼叫的网卡发出应答信号；(7)向中控交换机发出应答，请中控交换机等待；(8)向其他网卡发出呼叫；(9)是否收到应答，(9-1)收到应答，则计算收到码组时间，计算距离，存储，(9-2)没收到应答，则查找下一个网卡地址；(10)是否是最后一个网卡地址，(10-1)如果不是，则继续向其他网卡发出呼叫，(10-2)如果是，则将收到的其他网卡正交码和计算距离向中控交换机发出；(11)通过按键动作可以查询本机存储的信息。
上述所说的呼叫码有两种，分为中控交换机对网卡的呼叫和网卡之间的呼叫，均是对网内某网卡的呼叫。
上述所说的呼叫码波形含前导码波形、正交码波形、结尾码波形三部分；①识别中控交换机对网卡的呼叫或网卡之间的呼叫依呼叫码中的前导码进行区分，前导码中波形I和波形II的时间长度和头尾波形个数相同；网卡一旦接收到上述各前导码中的第一个波形即开始计时，待接收到全部前导码波形后，通过单片机设定的程序可以与时间长度和头尾波形个数相同的呼叫信号实现同步，以中间波形个数的不同，由单片机计算完成识别目的；②识别网卡之间哪一个网卡的呼叫依紧随前导码波形的正交码波形，正交码波形与正交码相互对应，正交码是网卡地址编码，因各网卡之间正交码的“与计算”为零，网卡自身正交码的“与计算”不为零，保证各结点地址编码相互不重复，网卡在收到此波形后，通过与前导码的同步，再通过呼叫信号中的正交码，完成识别是哪一个网卡的呼叫。
本发明的优越性在于1、以声波作为传输介质的计算机互联用网卡，能够避免电磁屏蔽和干扰；2、由本网卡组成的局域网中，地址编码采用正交编码方式，能够减少通信碰撞现象；3、由本网卡信息处理方法，可对局域网中网卡间的呼叫与应答的时间间隔进行记录和计算，能够测量局域网中的网卡相互直线距离，完成测距功能。
附图1为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡的电路原理框图。
附图2为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡的整体电路结构示意图。
附图3为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法流程图。
附图4为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡的工作状态示意图。
附图5为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡的工作呼叫波形码识别示意图。
附图6为本发明所涉一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡的工作呼叫波形码结构示意图。
具体实施例方式实施例声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡(见图1)包括信号接收转换电路、单片机系统监控电路、脉冲信号提供电路、信息处理系统电路、手动查询电路、信号参数显示电路、信号发送电路及供电系统信号接收转换电路连接信息处理系统电路；其特征在于单片机系统监控电路连接信号参数显示电路、信号发送电路和手动查询电路，上述所说的脉冲信号提供电路连接信息处理系统电路，上述所说的信息处理系统电路信号参数显示电路和信号发送电路及手动查询电路，上述所说的手动查询电路连接信息处理系统电路和信号参数显示电路。
上述所说的信号接收转换电路由声波换能器配置整形电容所构成，T1为普通声波换能器，用于接收声波信号。C4是T1的整形电容。用于配合换能器T1接收声波信号。
上述所说的单片机系统监控电路由IMP813L芯片构成(见图2)，单片机系统监控电路U2用于保证单片机正常工作，该类产品型号较多，本专利的具体实施采用美国IMP公司的IMP813L。
上述所说的脉冲信号提供电路由晶体振荡器配置谐振电容构成(见图2)，晶体振荡器Y1、谐振电容C5、C6、均为普通市售产品，用于为单片机提供时钟信号。
上述所说的信息处理系统电路由AT89C4051单片处理器构成(见图2)，普通单片处理器U1，又称单片机，该类产品型号很多，本专利的具体实施采用AT89C4051。用于处理网卡工作的各种信息。本专利网卡地址采用正交码编码方式，该编码在网卡工作前经烧录固化在U1的ROM中，网卡工作期间可由程序调用。
上述所说的手动查询电路由查询键S1、S2、S3、S4通过控制AT89C4051单片处理器构成(见图2)，查询键S1、S2、S3、S4是普通按键，用于查询网卡参数上述所说的信号参数显示电路由数码管、偏流电阻和三极管构成，偏流电阻和三极管对数码管功率放大(见图2)，Q、Q2是普通三极管，用于驱动LG1数码管1、LG2数码管2。R1、R2是Q1、Q2的偏流电阻，为Q1、Q2提供工作点。LG1数码管1、LG2数码管2是普通数码管，用于显示网卡参数上述所说的信号发送电路由线性运算放大器和声波换能器配置整形电容构成(见图2)，普通线性运算放大器U3，用于推动换能器T2输出声波信号，T2为普通声波换能器，发射声波信号。
上述所说的供电系统电路由普通电源和电源滤波电容构成(见图2)，J1，普通电源插座，C1、C2、C3均为电源滤波电容，可保证电源稳定工作。
一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法(见图3、4)，是由以下步骤构成(1)开始通电，初始化数据，从单片机ROM中读取本机正交码地址；(2)监听呼叫信号；(3)收到呼叫信号后对前导码进行识别，确定是中控交换机发出呼叫或者是其他网卡发出呼叫；(4)通过呼叫信号中前导码实现本网卡与呼叫信号的时间同步；(5)对正交码波形进行识别，并与自身正交码进行比较，确定是否是对本网卡的呼叫，如果不是则继续监听呼叫信号；(6)该信号是否中控交换机发出，如果不是向发出呼叫的网卡发出应答信号；(7)向中控交换机发出应答，请中控交换机等待；(8)向其他网卡发出呼叫；(9)是否收到应答，(9-1)收到应答，则计算收到码组时间，计算距离，存储，(9-2)没收到应答，则查找下一个网卡地址；(10)是否是最后一个网卡地址，(10-1)如果不是，则继续向其他网卡发出呼叫，(10-2)如果是，则将收到的其他网卡正交码和计算距离向中控交换机发出；(11)通过按键动作可以查询本机存储的信息。
上述所说的呼叫码有两种，分为中控交换机对网卡的呼叫和网卡之间的呼叫，均是对网内某网卡的呼叫。
上述所说的呼叫码波形(见图6)含前导码波形、正交码波形、结尾码波形三部分；①识别中控交换机对网卡的呼叫或网卡之间的呼叫依呼叫码中的前导码进行区分(见图5)，前导码中波形I和波形II的时间长度和头尾波形个数相同；网卡一旦接收到上述各前导码中的第一个波形即开始计时，待接收到全部前导码波形后，通过单片机设定的程序可以与时间长度和头尾波形个数相同的呼叫信号实现同步，以中间波形个数的不同，由单片机计算完成识别目的；②识别网卡之间哪一个网卡的呼叫依紧随前导码波形的正交码波形，正交码波形与正交码相互对应(见图6)，正交码是网卡地址编码，因各网卡之间正交码的“与计算”为零，网卡自身正交码的“与计算”不为零，保证各结点地址编码相互不重复，网卡在收到此波形后，通过与前导码的同步，再通过呼叫信号中的正交码，完成识别是哪一个网卡的呼叫。
设4个不同网卡结点为a、b、c、d，每个结点各有正交地址码
上述正交码要经U1中的程序进行“与运算”，计算如下各网卡正交码相互运算
网卡正交码自身运算(以a结点为例，其他网卡同样结果)
上述计算结果表明本案方法完成了对不同结点网卡的识别。
权利要求
1.一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于它是由信号接收转换电路、单片机系统监控电路、脉冲信号提供电路、信息处理系统电路、手动查询电路、信号参数显示电路、信号发送电路及供电系统所构成，所说的信号接收转换电路连接信息处理系统电路，所说的单片机系统监控电路连接信号参数显示电路、信号发送电路和手动查询电路，所说的脉冲信号提供电路连接信息处理系统电路，所说的信息处理系统电路连接信号参数显示电路和信号发送电路及手动查询电路，所说的手动查询电路连接信息处理系统电路和信号参数显示电路。
2.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的信号接收转换电路由声波换能器配置整形电容所构成。
3.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的单片机系统监控电路由IMP813L芯片构成。
4.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的脉冲信号提供电路由晶体振荡器配置谐振电容构成。
5.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的信息处理系统电路由AT89C4051单片处理器构成。
6.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的手动查询电路由查询键S1、S2、S3、S4通过控制AT89C4051单片处理器构成。
7.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的信号参数显示电路由数码管、偏流电阻和三极管构成，偏流电阻和三极管对数码管功率放大。
8.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的信号发送电路由线性运算放大器和声波换能器配置整形电容构成。
9.根据权利要求1所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡，其特征在于所说的供电系统电路由普通电源和电源滤波电容构成。
10.一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法，是由以下步骤构成(1)开始通电，初始化数据，从单片机ROM中读取本机正交码地址；(2)监听呼叫信号；(3)收到呼叫信号后对前导码进行识别，确定是中控交换机发出呼叫或者是其他网卡发出呼叫；(4)通过呼叫信号中前导码实现本网卡与呼叫信号的时间同步；(5)对正交码波形进行识别，并与自身正交码进行比较，确定是否是对本网卡的呼叫，如果不是则继续监听呼叫信号；(6)该信号是否中控交换机发出，如果不是向发出呼叫的网卡发出应答信号；(7)向中控交换机发出应答，请中控交换机等待；(8)向其他网卡发出呼叫；(9)是否收到应答，(9-1)收到应答，则计算收到码组时间，计算距离，存储，(9-2)没收到应答，则查找下一个网卡地址；(10)是否是最后一个网卡地址，(10-1)如果不是，则继续向其他网卡发出呼叫，(10-2)如果是，则将收到的其他网卡正交码和计算距离向中控交换机发出；(11)通过按键动作可以查询本机存储的信息。
11.根据权利要求10所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法，其特征在于所说的呼叫码有两种，分为中控交换机对网卡的呼叫和网卡之间的呼叫，均是对网内某网卡的呼叫。
12.根据权利要求10所说的一种声波传输地址正交编码具有测距功能网卡的信息处理方法，其特征在于所说的呼叫码波形含前导码波形、正交码波形、结尾码波形三部分；①识别中控交换机对网卡的呼叫或网卡之间的呼叫依呼叫码中的前导码进行区分，前导码中波形I和波形II的时间长度和头尾波形个数相同；网卡一旦接收到上述各前导码中的第一个波形即开始计时，待接收到全部前导码波形后，通过单片机设定的程序可以与时间长度和头尾波形个数相同的呼叫信号实现同步，以中间波形个数的不同，由单片机计算完成识别目的；②识别网卡之间哪一个网卡的呼叫依紧随前导码波形的正交码波形，正交码波形与正交码相互对应，正交码是网卡地址编码，因各网卡之间正交码的“与计算”为零，网卡自身正交码的“与计算”不为零，保证各结点地址编码相互不重复，网卡在收到此波形后，通过与前导码的同步，再通过呼叫信号中的正交码，完成识别是哪一个网卡的呼叫。
全文摘要
一种声波传输地址正交编码具有测距功能的网卡及其信息处理方法，由信号接收转换电路、单片机系统监控电路、脉冲信号提供电路、信息处理系统电路、手动查询电路、信号参数显示电路、信号发送电路及供电系统构成网卡；由以下主要步骤——监听呼叫信号、对前导码进行识别确定是中控交换机发或者是其他网卡发出呼叫、实现本网卡与呼叫信号的时间同步、对正交码波形进行识别是否是对本网卡的呼叫——构成信息处理方法。本发明的优越性1.以声波作为传输介质的网卡，避免电磁屏蔽和干扰；2.由本网卡组成的局域网中，地址编码采用正交编码方式，减少通信碰撞现象；3.对局域网中网卡间的呼叫与应答的时间间隔进行记录和计算，完成测距功能。
文档编号H04L29/00GK1741520SQ200510015070
公开日2006年3月1日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者薛明 申请人:天津理工大学