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
技術領域：
本實用新型涉及一種電梯自動控制技術領域，特別是電梯智能卡自動控制器。
背景技術：
現有電梯控制技術中，采用智能卡對電梯的使用權限進行控制，是智能卡技術應用的一個方面。經過對現有的電梯智能卡控制技術(如專利號00129242.0公開的技術等)的調研，認為現有的智能卡電梯控制技術存在以下不足智能卡控制系統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，每個選層按鈕對應于智能卡控制器中一個繼電器；當樓層按鈕數目非常多時，該控制器內的繼電器數目同樣較多。
現有的智能卡控制系統記錄乘客刷卡信息，缺少對乘客實際乘梯信息的檢測。
現有的智能卡控制系統通常只具有讀卡功能，不具有寫卡或發卡功能。
發明內容本實用新型目的是解決現有技術存在的上述不足，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、電梯信號轉換模塊、調試器接口、和電源轉換器；ARM主處理器模塊與電梯信號轉換模塊之間通過數據線雙向連接，ARM主處理器模塊經過輸出數據線向電梯信號轉換模塊傳送智能卡控制指令，ARM主處理器模塊通過輸入數據線接收電梯信號轉換模塊發送的電梯運行狀態信息，電梯信號轉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；電源轉換器對內連接ARM主處理器模塊，對外通過電源線連接外部電源；調試器接口對內連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接手持調試器。
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、地震該控制器能自動脫離原電梯控制系統，使電梯可以正常使用。該發明裝置采用一體化集成設計，接線數量少，安裝維修方便。可以根據卡片記錄的乘梯次數確定持卡人對電梯的使用量，方便物業管理。
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技術的32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性，其結構是基于精簡指令集計算機(RSIC)原理而設計的。
2、采用串行通信口與電梯主控制器進行交換數據。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置信息。調試器接口連接手持式調試器，同樣可以下載或上傳智能卡設置信息。
3、不但具有讀卡功能，同時具有發卡功能。在連接手持調試器的情況下，本裝置可以為任何樓層發行智能卡片。本發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，乘坐次數有限制。
上述各種類型的卡片，都受到如下條件的制約小區號、電梯號、有效期、允許時間段等。
因此，對于一張特定的智能卡卡片，它的使用權限是下述約束條件的交集，即必須在本小區使用；只能在本小區內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；在卡片所記載的允許時間段內；刷卡次數沒有超過所記載允許次數。
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、刷卡次數等等。同時，刷卡次數也保存到卡片中。
圖1是電梯智能卡控制器應用的總體結構示意圖；圖2是電梯智能卡控制器內部結構圖；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是電梯信號轉換模塊的電氣原理圖7是調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，本實用新型實際應用的總體結構示意圖，除本發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、手持調試器11、計算機05等其它外圍部件。
其連接關系本新型控制器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說明了本裝置內部結構圖集成式電梯智能卡控制器01包括ARM主處理器模塊01-1、電梯信號轉換模塊01-2、智能卡處理模塊01-3、電源轉換器01-4、調試器接口01-11、計算機接口01-5等部分組成。
ARM主處理器01-1是本發明控制器的中央控制器，它內部包含ARM微處理器、程序處理器、數據處理器、時鐘電路等部分，它所存儲的程序控制本發明裝置中的其它模塊的工作和數據傳輸。
電梯信號轉換模塊01-2對內連接主處理器模塊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。
電源轉換器24對內連接主處理器模塊01-1等內部模塊，對外通過電源線08連接外部電源04。
調試器接口01-11對內連接主處理器模塊01-1，對外通過串行通信線09連接手持調試器11。手持調試器11是一種通用的帶有輸入鍵盤和輸出顯示器的便攜式調試裝置，通過串行通信口與其它裝置連接。本發明的電梯智能卡控制器本身不包括這種手持調試器，但是本發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具體結構參考圖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，但是圖3對各部分之間的信號傳遞關系作了詳細的描述。
主處理器模塊01-1與電梯信號轉換模塊01-2之間的信號包括主處理器模塊01-1發送給電梯信號轉換模塊01-2的數據信號E5、E6、E7、E8。
主處理器模塊01-11接收電梯信號轉換模塊01-2傳送的數據信號EINI、EIN2、EIN3、EIN4、EIN9、EIN10。
電梯信號轉換模塊01-2與原電梯控制器02之間的信號包括電梯信號轉換模塊01-2接收電梯控制器02發送的串行時鐘信號E-CLK。
電梯信號轉換模塊01-2與電梯控制器02之間的雙向串行數據信號E-DA。
電梯信號轉換模塊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之間的雙向串行數據信號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與調試器接口01-11之間的信號包括主處理器模塊01-1發送給調試器接口01-11的串行數據信號TXD0。
主處理器模塊01-1接收調試器接口01-11發送的串行數據信號RXD0。
主處理器模塊01-1與調試器接口01-11之間的電源信號VCC、GND。
調試器接口01-11與調試器11之間的信號包括調試器接口01-11發送給調試器11的差分串行數據信號T-A、T-B。
調試器接口01-11接收調試器11發送的差分串行數據信號R-A、R-B。
調試器接口01-11與調試器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發送給計算機接口01-5的串行數據信號TXD1。
主處理器模塊01-1接收計算機接口01-5發送的串行數據信號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發送給計算機05的差分串行數據信號TX-A、TX-B。
計算機接口01-5接收計算機05發送的差分串行數據信號RX-A、RX-B。
主處理器01-1與電源轉換器01-4之間的連接關系電源轉換器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公司生產的32位高性能ARM微控制器LPC2138，內部含有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，同時內部含有可讀寫的EEPROM存儲器2KB，用于存儲讀卡器的設置參數。
復位電路U2中存儲的讀卡器參數包括電梯號、保密標志和樓層參數，每個樓層參數包括允許卡號、有效期限、開放時間、刷卡次數等。
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公司生產的MIFARE1卡片和廣州周立功公司生產的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，數據位編碼NRZ-L。
圖6表示電梯信號轉換模塊的電氣原理圖；電梯信號轉換模塊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換，在主處理器U3和原電梯控制器之間起信號格式轉換作用。
圖7表示調試器接口的電氣原理圖；調試器接口01-11的功能是串行信號格式的轉換，將電平信號與差分信號相互轉換，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換，將電平信號與差分信號相互轉換，主要由U4、U5、U6完成，U4、U5型號是TLP521-1，U6型號是SN75176。
圖9是電源轉換器的電氣原理圖；電源轉換器01-4的功能是將外部電源經過兩級轉換，變為內部直流電源，包括5V、3.3V兩路直流輸出，為本發明裝置提供工作電源。
電源轉換器01-4主要包括穩壓器V1型號LM2576，輸出5V直流電源；穩壓器V2型號SPX1117-33，輸出3.3V直流電源。
權利要求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、電梯信號轉換模塊、調試器接口、和電源轉換器；ARM主處理器模塊與電梯信號轉換模塊之間通過數據線雙向連接，ARM主處理器模塊經過輸出數據線向電梯信號轉換模塊傳送智能卡控制指令，ARM主處理器模塊通過輸入數據線接收電梯信號轉換模塊發送的電梯運行狀態信息，電梯信號轉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；電源轉換器對內連接ARM主處理器模塊，對外通過電源線連接外部電源；調試器接口對內連接ARM主處理器模塊，對外通過串行通信線連接手持調試器。
2.根據權利要求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換模塊、智能卡處理模塊、電源轉換器、調試器接口；電梯信號轉換模塊連接電梯控制器；智能卡處理模塊連接智能卡片；調試器接口連接手持調試器。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、地震該控制器能自動脫離原電梯控制系統，使電梯可以正常使用。該發明裝置采用一體化集成設計，接線數量少，安裝維修方便。可以根據卡片記錄的乘梯次數確定持卡人對電梯的使用量，方便物業管理。
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 優先權日2005年12月16日
發明者張德軍, 張德民 申請人:天津普瑞科技有限公司