专利名称：基于uCLinux的嵌入式以太网RFID读卡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种射频识别的读卡器，尤其是基于智能的和稳定的嵌入式以太网读卡器。
背景技术：
目前读卡器基本是基于单片机的，它们功能单一，存储量小，安全性低，而且多个 读卡器组成网络时也有很多限制，而且简单的单片机读卡器将不能满足人们的生活需求， 读卡器的作用也得不到很好的发挥。
发明内容
1、要解决的技术问题条形码和ICantegrated Circuit集成电路)卡读卡器功能单一、只能存储简单 信息，而RFID读卡器安全、可存储较大容量信息①RFID是一种自动无线识别和数据获取 技术，带有可读和可写并能防范非授权访问的存储器的智能芯片，已经可以在很多集装箱、 货盘、产品包装、智能识别ID卡、书本或DVD中看到；②由于未来可能的应用，RFID即将迎 来非常巨大的增长时期；③RFID相对于传统的条形码，在非接触性、可靠性、避免污染、可 见性、读取速度和空间方向性上都具有优势；④从传统的接触式和非接触式IC卡向更加安 全、便捷的射频识别RFID(fcidio Frequency Identification)卡的方向发展。目前市场上常用的单片机读卡器只记录RFID身份ID号，功能单一，需要上层计算 机控制的读卡器。本发明开发形成功能强大、更高智能的，可以独立完成门禁或考勤系统的 嵌入式读卡器。并且根据目前国内以太网相对成熟的基础设施和广泛应用，本发明采用 以太网读卡器不需要在读卡器安装时进行第二次布线，节约了成本和时间。同时嵌入式以 太网读卡器可以不需要上层计算机单独工作，相比单片机+计算机的形式极大的节约了成 本。2、技术方案本发明解决技术问题所采用的技术方案是运用RFID模块接收信息，把信息传送 到ARM7处理器上进行处理，通过uCLinux操作系统，把处理完的信息经过以太网直接传送 到远程服务器。运用RFID接收模块，使得数据更加安全；运用ARM7处理器，使得处理速度更快，存储容量更大；运用uCLinux操作系统，使得整个系统和过程更加稳定；运用以太网传输，使得传输速度更快，组网更加简单，并且多个读卡器共同组网时 能够极大节约成本。3、有益效果本发明解决了从功能单一，只记录RFID身份ID号的、功能单一的、需要上层计算 机控制的单片机读卡器，向功能强大、更高智能的，可以独立完成门禁或考勤系统的嵌入式读卡器发展的问题。①单片机读卡器的网络拓扑结构目前市场上主要的网络形式是每一 个读卡器都通过RS-232或RS-485同自己的上位计算机相连完成通信，多个计算机之间通 过网络或其他通信形式相互连接构成。其网络拓扑结构可简单的表示为下图1，这里为了 画图简单，多读卡器时，以3个为例。可以看出其无论在多个读卡器构成读卡器网络时，还 是在单一读卡器构成网络时，其成本=NX (单个读卡器成本+单台计算机成本+连线等 其他设施成本)，其中N表示网络中需要使用的读卡器的数目。②而如果使用本项目的产 品——以太网读卡器，可以多个以太网读卡器通过HUB/SWITCH交换机同一台计算机相连； 当单个读卡器使用时，可自己单独构成门禁或考勤系统。其网络拓扑结构可简单的表示为 图2。通过图1同图2的对比可以看出，从网络的拓扑结构上图2较图1简单、清晰；从系 统的成本上来看，虽然单个嵌入式以太网读卡器的成本比单片机读卡器成本高，但每一个 单片机读卡器要配备1台计算机，而如果按目前市场上常用的单片机读卡器500元左右的 价格，而以太网读卡器按1000元的市场定位，单台较低配置的计算机按2500元计算，那么 基于单片机读卡器的成本是嵌入式以太网读卡器成本的3倍。③采用这种替代形式后由于 嵌入式以太网读卡器软件的开发是使用开源、免费的操作系统和数据库，所以不会增加软 件成本，相反还会相应降低软件成本，因为不需要或者可以相应减少购买软件的数量。而本发明正是适应了读卡器的这种发展需要，为了克服现有读卡器的功能单一， 存储量小，安全性低，组网困难等问题，我们发明了一种新型的智能的读卡器，它不仅解决 了以上问题，且由于加入操作系统，使得整个系统更加稳定。并且根据现实楼宇、小区或企 事业单位的以太网硬件环境基础好，要求读卡器是基于以太网进行通信的现实；同时联系 读卡器未来的发展将逐渐从基于RS232向基于以太网和现场总线的方向发展的趋势开发 的产品。四、发明内容
图1单片机读卡器网络拓扑图2嵌入式读卡器网络拓扑图3是存储器模块的原理图FLASH采用的型号是SST公司的SST39VF3201，容量为4M ；SDRAM采用的型号是Hynix公司的HY57V561620FTP-H，容量为32M。图4是电源模 块的原理图稳压模块采用LM2756，变压/稳压模块分别采用的是AMSl 17-2. 5和AMSl 17-3. 3， 而复位信号由SP708完成。图5是串口模块的原理图本开发有2个串口，一个为调试用，一个用作和rf id读写模块通信。图6是以太网控制器模块的原理图以太网控制器采用的型号是Realtek公司的RT8019AS。图7是读写模块的程序流程8和图9是读卡器运行实物
五具体实施例方式硬件设计上采用嵌入式的ARM处理器，提高了单片机读卡器的处理能力，采用以
4太网控制器使读卡器通过目前广泛使用以太网进行成为可能，采用RFID读写模块使身份 识别方面的最新技术的应用成为可能。硬件实现电路图如图3-6，8-9所示。
软件上采用了稳定运行的嵌入式uCLinux操作系统，使系统的稳定性增强，使系 统的可控制性成为可能。软件读卡器读写流程如图7所示。
权利要求
1.一种基于uCLinux的嵌入式以太网RFID读卡器，其特征是将嵌入式技术、以太网 技术和RFID技术很好的结合起来，并在软件开发时使用开源、免费的操作系统及相关软 件，并采用多种通信编程技术。
2.根据权利要求1所述的基于uCLinux的嵌入式以太网RFID读卡器，其特征是运用 嵌入式技术，硬件自主开发，其主控制器为Samsung公司的S3C44B0X ；FLASH采用的型号是 SST公司的SST39VF3201，容量为4M ；SDRAM采用的型号是Hynix公司的HY57V561620FTP-H， 容量为32M;以太网控制器，采用的型号是Realtek公司的IOM以以太网控制器RT8019AS， 数据宽度为8位；运用了 RFID技术，采用的型号是周立功公司的ZLG500B RFID读写模块， 其和ARM7开发板通过串口 1通信，S3C44B0X的串口 0用于调试。
3.根据权利要求1所述的基于uCLinux的嵌入式以太网RFID读卡器，其特征是运用 嵌入式技术，软件自主开发，使用了开源、免费的操作系统uCLinux，使整个系统更加稳定； 运用多种通信编程技术实现的自主知识产权系统，主要包括RFID模块和ARM7系统的通信 管理软件、服务器端网络SOCKET通信管理软件、串口通信、RFID通信和网络通信等多线程 技术等等。
全文摘要
基于uCLinux的嵌入式以太网RFID读卡器，是根据现实门禁系统对新型读卡器——以太网读卡器的需要，将嵌入式、以太网和RFID很好的结合起来，并在软件开发时使用开源、免费的操作系统，使整个产品无论是在硬件平台还是软件平台上都做到完全的自主知识产权，并极大降低了产品成本，将最新的软硬件技术结合在一起，其创新性更是不用置疑。本项目成果的应用和产业化前景是广阔的，现在的读卡器的应用已经十分广泛，已经形成产业化，并且以太网的应用已十分普及，所以未来以太网读卡器的应用将更为广泛和深入。
文档编号H04L12/28GK102122339SQ20101013397
公开日2011年7月13日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年8月10日
发明者张作亮, 符堪新, 胡伟, 陈健勇 申请人:张作亮, 符堪新, 胡伟, 陈健勇