[发明专利]基于非接触与无线模式的双模读卡器

说明书

技术领域

本发明为两种无线网络模式的非接触式读卡器的智能应用，属于射频通信领域。

背景技术

目前，读卡器在POS机方面的应用，主要为公交IC刷卡POS机、加油卡收费机、企事业与小区门禁、商场收费刷卡机、金融POS机等等。在车载方面有GPRS与GPS结合实现定位功能的应用。但这些读卡机具，读卡数据主要靠人工或WIFI局域网或GPRS网络这种单一的数据传输方式取数。GPRS+WIFI双模非接触式无线读卡器方案，可实现更灵活的应用，具有广泛的实际应用价值，同时也可以将这种双模方案移植在更多的应用领域中。

GPRS(General Packet Radio Service)通用分组无线业务是一种基于数据包的无线通讯服务，是基于GSM网络，具有实时在线、自动登录、流量计费等关键特点。WIFI为无线局域网的通讯，具有带宽较宽、无需布线、没有费用、传输速率高等关键特点。

●WIFI网络有着宽带宽、流量免费、传输速率高，但是WIFI的覆盖范围较低，传输距离较小。

●GPRS网络带宽相对较窄，传输数据的流量较小，并且GPRS网络存在着持续收费的问题。但是GPRS的覆盖范围广，因此它的数据传输的实时性相对WIFI来说要高得多。

基于这两种无线网络的特点，取长补短，并结合具体的应用环境，优势互补，则可实现更大的应用空间。在一些要求数据实时管理的应用中，既可以节约成本，又可以实现数据传输方式的的灵活选择。二者结合应用研究可以大大丰富无线模块的应用。

发明内容

根据以上两种无线网络的特点，结合具体的应用环境，在网络数据的传输通道选择上做了较为合理的策略，提出了GPRS与WIFI相结合的双模读卡器方案，这种方案可通过自由切换网络模式，实现灵活选择数据传输方式的应用。GPRS技术可现实数据实时传输，可以将关键数据(如黑名单)实时上传，以便后台服务器能够及时处理，但是如果实现全部刷卡数据的实时管理，对后台管理服务器要求高，投入的成本高，所以这时可以选择WIFI数据传输方式集中上传，减少了上传次数、节省了流量费用。

本应用系统是基于13.56MHz非接触式读卡器，实现GPRS与WIFI两种无线数据传输方式，系统结构主要由微控制器、读卡射频芯片、WIFI无线模块、GPRS无线模块、天线以及一些必要的外围电路设计组成。其中系统CPU、Reader RF、与读卡器天线(刷卡区域)组成一个非接触读卡器，无线模块(GPRS、WIFI)分别通过CPU串口与非接触读卡器进行数据传输。系统CPU通过串口发送指令对GPRS、WIFI模块实现通信控制，在读卡器非接触区域刷卡，Reader RF读取卡片信息，经过CPU数据处理，判断读卡信息数据类型，自动选择数据的上传方式(黑名单数据采用GPRS方式实时上传，批量数据与服务器采用WIFI方式集中上传)。从而实现了数据自由选择的无线传输功能。图1所示为GPRS+WIFI非接触式读卡器系统电路结构。

双模自动切换方式可依据两种策略：一种通过判断数据的类型，另一种通过检测信号的网络状态。根据不同应用场景，对双模读卡器的网络切换策略也可以做不同的调整。

依据判断数据类型实现自动切换模式的应用场景，以公交POS机应用为例。普通城市公交刷卡，大致有两种数据需要传输：一种是刷卡记录数据，一种是黑名单数据。这两种数据的特点是：黑名单数据实时性要求较高，需要GPRS网络及时传回后台服务器处理；对于刷卡记录数据，由于数据量较大，实时性要求不高，根据数据特点，在公交车进站后通过WIFI网络，自动将刷卡数据集中传输到后台服务器进行处理。

依据通过检测信号的网络状态，实现自动切换模式的应用场景，以道路两侧停车管理使用的手持POS机为例。刷卡的数据量不大，并且黑名单数据量的实时性要求也不太高，因此在这种应用场景，选用WIFI优先的联网方案。读卡器在检测到WIFI网络时，采集数据通过WIFI网络进行传输；在检测不到WIFI网络的环境中，读卡器则打开GPRS网络模式进行数据传输。

在自动切换模式实现的同时，实现了系统的关键节能设计。对处在工作状态的模块实时开启，空闲状态的模块及时关闭，实现了关键的节能控制。

目前，系统设计实现了对GPRS、WIFI两种网络自由切换选择传输。以考勤应用，实现了数据双向传输的功能应用。

通过对GPRS+WIFI双模非接触式读卡器的应用研究，GPRS+WIFI双模非接触式读卡器在两种网络下，实现了自由选择传输模式的应用。同时针对两种网络传输模式，采用无线配置参数的方式，实现了更灵活的应用。