專利名稱：無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集器，具體涉及無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器?？赏瑫r采集條形碼數(shù)據(jù)、鍵盤輸入數(shù)據(jù)、計量和計數(shù)型多種數(shù)據(jù)源并實時傳輸。
背景技術(shù)：
目前，在很多的行業(yè)需要實時數(shù)據(jù)采集，其中采集的數(shù)據(jù)源主要來自條形碼掃描、小鍵盤錄入、設(shè)備運行參數(shù)等。市場常見條碼掃描器有無線和有線兩種，有線的條形碼掃描器要求和電腦直接相連；無線的條形碼掃描器有離線式與在線式兩種，但是兩種都不能滿足同時采集多數(shù)據(jù)源的要求，在很多的情況中，還需要用鍵盤錄入其他的資料，以及從其他設(shè)備中自動采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，然后將多數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)打包用無線的方式實時發(fā)送到數(shù)據(jù)接收中心。總體來說，三種方式的數(shù)據(jù)采集現(xiàn)在都是獨立的，而且都要求與電腦的直接相連，同時數(shù)據(jù)采集需要占用電腦的多個RS232或者PS/2接口，而且在很多的應(yīng)用場合是不適合放置電腦的。
現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)通訊有很多種方式來實現(xiàn)，其中有CDMA、GPRS、GPS、無線LAN網(wǎng)、藍牙技術(shù)，但是這些技術(shù)用于小范圍(50m～1000m)數(shù)據(jù)傳輸都存在局限性，如存在距離限制、由于應(yīng)用場合屏蔽嚴重或需要網(wǎng)絡(luò)運營商的網(wǎng)絡(luò)支持等局限性，因而很多場合不能使用上述的通訊技術(shù)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有的條形碼掃描器、鍵盤等方式在采集數(shù)據(jù)功能單一、占用電腦的多個PS/2和RS232接口，以及需要和電腦直接連接的不足，提供一種無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，該采集器不僅能實現(xiàn)國際通用條形碼、鍵盤錄入、設(shè)備數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源的采集，還能實時將這些數(shù)據(jù)通過射頻技術(shù)同步發(fā)送到數(shù)據(jù)中心站。
本實用新型目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，包括主控模塊、射頻通訊芯片及功率增強模塊、液晶顯示模塊、IC卡識別模塊、直流電源模塊、條形碼輸入處理模塊、鍵盤輸入處理模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊及殼體和天線；所述天線焊接在射頻通訊芯片及功率增強模塊上，并和其它各模塊安裝在殼體上；直流電源模塊、鍵盤輸入處理模塊、條形碼輸入處理模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊分別集成在主控模塊電路板上，射頻通訊芯片及功率增強模塊、液晶顯示模塊、IC卡識別模塊分別通過數(shù)據(jù)線連接到主控模塊電路板接口上；直流電源模塊分別與其它各模塊連接，為其它各模塊電路提供電源；所述IC卡識別模塊還連接有線圈感應(yīng)器。
所述殼體為帶有內(nèi)部空間的腔體，在殼體頂部開有一天線安裝孔，在殼體底部開有5個孔，分別為電源開關(guān)插口、5V電源插口、鍵盤插口、條形碼掃描器插口、外部數(shù)據(jù)設(shè)備插口；用于安裝電源開關(guān)、連接外接直流電源模塊、連接鍵盤、條形碼掃描器、數(shù)據(jù)設(shè)備(如電子稱等)；在殼體的前面板上有兩孔，上孔為液晶面板顯示口，下孔為非接觸IC卡的識別器的線圈感應(yīng)區(qū)。
所述主控模塊為CSW2001A型，采用1個C51系列單片機作為處理單元，集成了1個一轉(zhuǎn)三串口通訊芯片、1個低發(fā)熱電源芯片、2個PS/2接口、1個串口接口、1個無線射頻通訊接口、1個液晶顯示數(shù)據(jù)接口、1個IC卡感應(yīng)線圈接口。
所述射頻通訊芯片及功率增強模塊為SRWF-106型，通過串口接口方式和主控模塊連接，進行數(shù)據(jù)交換，傳輸速率可以在通訊模塊上通過跳線開關(guān)進行設(shè)置，波特率選擇范圍為300、600、1200、2400、4800、9600、115200，從電源模塊獲得5V的直流電源。
所述液晶顯示模塊為GYTN0163型，通過串口接口方式與主控模塊連接，獲得主控模塊需要顯示的數(shù)據(jù)，在液晶面板上一共能顯示5行字符，每行字符數(shù)目為10個，并能通過跳線開關(guān)設(shè)置是否開啟夜光。
所述IC卡識別模塊為4-R3型，此模塊通過感應(yīng)線圈獲得5mm內(nèi)的IC卡信息，采用方形線圈，具有很好的穿透性，通過解碼后分析出此IC卡的卡號，將卡號傳輸?shù)街骺啬K處理。
本實用新型的通訊技術(shù)采用射頻技術(shù)，利用射頻芯片與功率放大技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的小范圍與短距離傳輸，能很好地解決屏蔽、抗干擾、誤碼等傳輸問題，還能實現(xiàn)設(shè)備點與設(shè)備點之間的直接通訊。
數(shù)據(jù)采集技術(shù)采用并行的多通道數(shù)據(jù)輸入方式，內(nèi)置多個PS/2和RS232接口，能同時接收外接設(shè)備如條碼掃描器、鍵盤、自動采集設(shè)備等的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)整理后同步發(fā)送。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果是無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器能夠集成現(xiàn)在市場上成熟的條形碼掃描器、鍵盤等輸入方式，實現(xiàn)將多種數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)同步采集和無線實時傳送。射頻方式使得低成本、多終端的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在小范圍(50m～1000m)內(nèi)實現(xiàn)快速大量數(shù)據(jù)傳送，克服了空間、數(shù)量和使用成本的限制。


圖1A為本實用新型的外部殼體主視圖；圖1B為本實用新型的外部殼體俯視圖；圖1C本實用新型的外部殼體仰視圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖3為本實用新型的數(shù)據(jù)處理流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
如圖1A、1B和1C所示，本實用新型無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器的殼體12為帶有內(nèi)部空間的腔體，在殼體12頂部安裝天線11，在殼體底部開有5個孔，分別為電源開關(guān)15插口、5V電源插口16、PS/2鍵盤插口17、PS/2條形碼掃描器18插口、RS232外部數(shù)據(jù)設(shè)備插口19；分別用于安裝電源開關(guān)、連接外接直流電源模塊、連接鍵盤、條形碼掃描器、數(shù)據(jù)設(shè)備(如電子稱等)；在殼體的前面板上有兩個方孔，上孔為液晶面板顯示口13，下孔為非接觸IC卡的識別器的線圈感應(yīng)區(qū)14。
如圖2所示，本實用新型無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器包括主控模塊23、射頻通訊芯片及功率增強模塊21、液晶顯示模塊22、IC卡識別模塊24、線圈感應(yīng)器25、直流電源模塊26、鍵盤輸入處理模塊27、條形碼輸入處理模塊28、外部數(shù)據(jù)解碼模塊29及殼體12和天線11(見圖1A)；天線11焊接在射頻通訊芯片及功率增強模塊21上，并和其它各模塊安裝在殼體12上；直流電源模塊26、鍵盤輸入處理模塊27、條形碼輸入處理模塊28、外部數(shù)據(jù)解碼模塊29分別集成在主控模塊23的電路板上，射頻通訊芯片及功率增強模塊21、液晶顯示模塊22、IC卡識別模塊24分別通過數(shù)據(jù)線連接到主控模塊23電路板接口上；直流電源模塊26分別與其它各模塊連接，為其它各模塊電路提供電源；IC卡識別模塊24還與線圈感應(yīng)器25連接。
其中，主控模塊23為廣州創(chuàng)思維微機電有限公司生產(chǎn)的集成電路板，型號為CSW2001A，采用1個C51系列單片機作為處理單元，集成了1個一轉(zhuǎn)三串口通訊芯片、1個低發(fā)熱電源芯片、2個PS/2接口、1個串口接口、1個無線射頻通訊接口、1個液晶顯示數(shù)據(jù)接口、1個IC卡感應(yīng)線圈接口。主控模塊23與其它各個功能模塊進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、顯示和無線發(fā)送接收。
電源模塊26為廣州創(chuàng)思維微機電有限公司生產(chǎn)的集成電路板，型號為5V1A，實現(xiàn)輸入電源的穩(wěn)壓和分流，為主控模塊23、IC卡識別模塊24、射頻通訊芯片及功率增強模塊21、液晶顯示模塊22、條形碼輸入處理模塊28、鍵盤輸入處理模塊27和外部數(shù)據(jù)解碼模塊29電源芯片供電。
液晶顯示模塊22為GYTN0163型，通過串口接口方式與主控模塊連接，獲得主控模塊需要顯示的數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌了中文字庫，可顯示中文，在液晶面板上一共能顯示5行字符，每行字符數(shù)目為10個，并通過跳線開關(guān)設(shè)置是否開啟夜光。
IC卡識別模塊24為廣州創(chuàng)思維微機電有限公司生產(chǎn)的元器件，型號為4-R3，通過線圈感應(yīng)器25讀取到當(dāng)前操作者5mm內(nèi)的身份IC卡信息，通過解碼后分析出此IC卡的卡號，將卡號傳輸?shù)街骺啬K處理。
PS/2小鍵盤解碼模塊27接收鍵盤輸入的字符，PS/2條形碼掃描器解碼模塊28接收條形碼數(shù)據(jù)，RS232外部數(shù)據(jù)解碼模塊29用于自動從帶有RS232/485獲取數(shù)據(jù)信息并解碼。
射頻通訊芯片及功率增強模塊21為SRWF-106型，通過串口接口方式和主控模塊連接，進行數(shù)據(jù)交換，傳輸速率可以在通訊模塊上通過跳線開關(guān)進行設(shè)置，波特率選擇范圍為300、600、1200、2400、4800、9600、115200，從電源模塊獲得5V的直流電源。實現(xiàn)發(fā)送多個通道采集到的數(shù)據(jù)，并接收服務(wù)器的分析結(jié)果和反饋信息。
具體工作流程如圖3所示，當(dāng)接通電源以后，IC卡解碼模塊24、小鍵盤解碼模塊27、條形碼掃描器解碼模塊28、外部數(shù)據(jù)解碼模塊29進入等待接收數(shù)據(jù)狀態(tài)。當(dāng)有IC卡放置在離IC卡感線圈25區(qū)域5mm的距離內(nèi)時，IC卡解碼器解碼識別到IC卡的卡號，并將這個卡號傳輸?shù)揭壕K22進行顯示。當(dāng)通過外接的PS/2鍵盤輸入數(shù)據(jù)時，鍵盤解碼模塊22接收字符，判斷是否為有效的數(shù)字字符，如果有效則將數(shù)字傳輸?shù)揭壕э@示模塊22顯示。當(dāng)通過外接的PS/2條形碼掃描槍28掃描條形碼后，條形碼解碼模塊將分析接收到的16進制字符，判斷是否為回車符號(0x0D)，如果是則將完整的條形碼信息傳輸?shù)揭壕K22顯示，否則等待回車符號的輸入。當(dāng)通過RS232接口的連接設(shè)備有數(shù)據(jù)輸入時，RS232解碼模塊29分析輸入數(shù)據(jù)的格式，按照預(yù)設(shè)協(xié)議提取出有用的信息并傳輸?shù)揭壕K22。當(dāng)IC卡數(shù)據(jù)、鍵盤數(shù)據(jù)、條形碼數(shù)據(jù)和外部設(shè)備數(shù)據(jù)齊全后，主控電路CPU分析這4類數(shù)據(jù)的有效性，如果都為有效數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)打包(加上數(shù)據(jù)包頭、數(shù)據(jù)包尾和數(shù)據(jù)異或校驗字符)，將打包后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o線發(fā)射模塊21，由無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)用射頻方式發(fā)送到無線基站。
在實際使用中，可以根據(jù)無線數(shù)據(jù)要傳輸?shù)木嚯x和可靠性進行天線的更換，并且根據(jù)實際情況可以選擇連接不同的設(shè)備，如小鍵盤、條形碼掃描器、外部數(shù)據(jù)設(shè)備(如電子秤、測量儀、自控設(shè)備等)，還可根據(jù)使用的IC的頻率和范圍選擇不同材料的殼體等，當(dāng)待發(fā)送的數(shù)據(jù)收集齊全后，預(yù)處理后的數(shù)據(jù)將通過無線發(fā)送模塊21發(fā)送到計算機主機。
在本實用新型的無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器能夠集成現(xiàn)在市場上成熟的條形碼掃描器、鍵盤等輸入方式，實現(xiàn)將多種數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)同步采集和無線實時傳送。射頻方式使得低成本、多終端的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在小范圍(50m～1000m)內(nèi)實現(xiàn)快速大量數(shù)據(jù)傳送，克服了空間、數(shù)量和使用成本的限制。
權(quán)利要求1.無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，包括主控模塊、射頻通訊芯片及功率增強模塊、液晶顯示模塊、IC卡識別模塊、直流電源模塊、條形碼輸入處理模塊、鍵盤輸入處理模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊及殼體和天線；所述天線焊接在射頻通訊芯片及功率增強模塊上，并和其它各模塊安裝在殼體上；直流電源模塊、鍵盤輸入處理模塊、條形碼輸入處理模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊分別集成在主控模塊電路板上，射頻通訊芯片及功率增強模塊、液晶顯示模塊、IC卡識別模塊分別通過數(shù)據(jù)線連接到主控模塊電路板接口上；直流電源模塊分別與其它各模塊連接，為其它各模塊電路提供電源；所述IC卡識別模塊還連接有線圈感應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述殼體為帶有內(nèi)部空間的腔體，在殼體頂部開有一天線安裝孔，在殼體底部開有5個孔，分別為電源開關(guān)插口、5V電源插口、鍵盤插口、條形碼掃描器插口、外部數(shù)據(jù)設(shè)備插口；在殼體的前面板上有兩孔，上孔為液晶面板顯示口，下孔為非接觸IC卡的識別器的線圈感應(yīng)區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述主控模塊為CSW2001A型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述射頻通訊芯片及功率增強模塊為SRWF-106型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述液晶顯示模塊為GYTN0163型，通過串口接口方式與主控模塊連接，獲得主控模塊需要顯示的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，其特征在于，所述IC卡識別模塊為4-R3型。
專利摘要本實用新型公開一種無線實時多通道數(shù)據(jù)采集器，包括主控模塊、射頻通訊芯片及功率增強模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊及殼體和天線等；電源模塊、鍵盤輸入處理模塊、條形碼輸入處理模塊、外部數(shù)據(jù)解碼模塊分別集成在主控模塊電路板上，射頻通訊芯片及功率增強模塊、液晶顯示模塊、IC卡識別模塊分別通過數(shù)據(jù)線連接到主控模塊電路板接口上；直流電源模塊分別與其它各模塊連接。該數(shù)據(jù)采集器能夠集成現(xiàn)在市場上成熟的條形碼掃描器、鍵盤等輸入方式，實現(xiàn)將多種數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)同步采集和無線實時傳送。射頻方式使得低成本、多終端的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在小范圍(50m～1000m)內(nèi)實現(xiàn)快速大量數(shù)據(jù)傳送，克服了空間、數(shù)量和使用成本的限制。
文檔編號G06K7/00GK2904119SQ20062005850
公開日2007年5月23日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者李哲林, 姜立軍 申請人:華南理工大學(xué)