CN105476194A - 一种基于rfid技术并具有计步功能的电子校徽及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽及其控制方法，电子校徽包括低频电线、低频触发器模块、电源VCC、2.4GHz天线、晶振、核心控制模块、加速度传感器模块，所述低频电线无线连接低频触发器模块，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块、2.4GHz天线都连接核心控制模块，所述低频触发器模块、核心控制模块、加速度传感器模块都连接电源VCC，控制方法包括计步程序、发射程序、***程序，本发明带有计步功能，其功能不单一；本发明功耗低，耗电量少，本发明的加速度传感器采用了自主中断处理，无需微处理模块的干预，就实现了运动唤醒、静止休眠模式的自动切换，反应快，计步更加准确。

Description

一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽及其控制方法。

背景技术

现有的电子校徽以佩戴在胸前，安置在校门口的感应器将捕捉电子校徽的信息，把学生进出校门的时间传输给终端服务器。为老师、家长和学生之间搭建起信息交流平台，及时掌握孩子情况，让学校安心，家长放心。然而现有的电子校徽耗电量大，而且并不具有计步功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品中不足，提供一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，包括低频电线、低频触发器模块、电源VCC、2.4GHz天线、晶振、核心控制模块、加速度传感器模块，所述低频电线无线连接低频触发器模块，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块、2.4GHz天线都连接核心控制模块，所述低频触发器模块、核心控制模块、加速度传感器模块都连接电源VCC。

本发明的核心控制模块包括无线发射器和微处理模块，所述无线发射器连接2.4GHz天线，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块都连接微处理模块。

本发明的所述加速度传感器模块包括ADXL362加速度传感器U1、电容C30、电容C31，所述ADXL362加速度传感器U1的MISO端口、MOSI端口、CS端口、SCLK端口、INT1端口、INT2端口都连接核心控制模块，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口和ADD-IO端口都连接电源VCC，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口通过电容C30连接ADXL362加速度传感器U1的GND端口，所述ADXL362加速度传感器U1的GND端口连接地信号GND，所述电容C30与电容C31相并联。

本发明的所述低频触发器模块包括AS3933低频触发器U2、电感L1、电感L2、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C20、电容C21、电阻R1、电阻R2，所述AS3933低频触发器U2的GND端口和VSS端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的WAKE端口、DAT端口、CL_DAT端口、SDO端口、SDI端口、SCL端口、CS端口都连接核心控制模块，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口通过电容C20连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口连接电源VCC，所述电容C20与电容C21相并联，所述AS3933低频触发器U2的XIN端口连接电源VCC，所述AS3933低频触发器U2的LFN端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口通过电感L1连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电感L2连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口还通过电容C12连接地信号GND，所述电容C12与电容C13相并联，所述电容C13与电阻R1相并联，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电容C10连接地信号GND，所述电容C10与电容C11相并联，所述电容C11与电阻R2相并联。

本发明的核心控制模块、低频触发器模块、加速度传感器模块都为低功耗模块。

本发明的一种基于权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽的控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤A、计步程序，计步程序为：所述核心控制模块初始化，所述微处理模块开始运行，所述加速度传感器模块一直输出采样值，当加速度高于加速度传感器模块内设的阈值时，则加速度传感器模块向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则进行计步操作；当加速度低于加速度传感器模块内设的阈值时，所述加速度传感器模块就没有向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则停止进行计步操作，得到计步数值并退出计步程序；

步骤B、发射程序，所述发射程序为：所述低频天线就将低频唤醒信号传输给低频触发器模块，所述低频触发器模块向微处理模块发送低频唤醒信号，若低频天线没有收到发射信号，则跳出发射程序，否则微处理模块判断连续两次收到的发射信号是否一致，若微处理模块判断连续两次收到的发射信号不一致，则跳出发射程序，否则判断连续两次收到的发射信号的时间间隔是否大于预设值或收到了新的发射信号，若连续两次收到的发射信号的时间间隔大于预设值或收到了新的发射信号，那么微处理模块进入发射操作，否则跳出发射程序；所述发射操作为首先微处理模块记录发射标志以确保发射操作状态，并把计步数值的数据传输给无线发射器，然后通过2.4GHz天线发射计步数值的数据，接着清除发射状态的标志并记录计步操作的执行状态标志。

步骤C、***程序，所述***程序为：打开微处理模块内的RTC时钟，电子子校徽进入低功耗休眠模式，若低频触发器产生了低频唤醒信号并将信号输送给微处理模块，则跳转到步骤A，否则电子校徽继续保留在低功耗休眠模式。

本发明的有益效果如下：本发明带有计步功能，其功能不单一；本发明的核心控制模块、低频触发器模块、加速度传感器模块都为低功耗模块，因此功耗低，耗电量少，使得本发明发明使用周期长，寿命长，本发明的加速度传感器采用了自主中断处理，无需微处理模块的干预，就实现了运动唤醒、静止休眠模式的自动切换，反应快，计步更加准确。

附图说明

图1为本发明的***框图；

图2为本发明的加速度传感器模块的电路原理图；

图3为本发明的低频触发器模块的电路原理图；

图4为本发明的程序流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1、图2、图3所示，一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，包括低频电线、低频触发器模块、电源VCC、2.4GHz天线、晶振、核心控制模块、加速度传感器模块，所述低频电线无线连接低频触发器模块，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块、2.4GHz天线都连接核心控制模块，所述低频触发器模块、核心控制模块、加速度传感器模块都连接电源VCC。核心控制模块包括无线发射器和微处理模块，所述无线发射器连接2.4GHz天线，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块都连接微处理模块。所述加速度传感器模块包括ADXL362加速度传感器U1、电容C30、电容C31，所述ADXL362加速度传感器U1的MISO端口、MOSI端口、CS端口、SCLK端口、INT1端口、INT2端口都连接核心控制模块，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口和ADD-IO端口都连接电源VCC，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口通过电容C30连接ADXL362加速度传感器U1的GND端口，所述ADXL362加速度传感器U1的GND端口连接地信号GND，所述电容C30与电容C31相并联。低频触发器模块包括AS3933低频触发器U2、电感L1、电感L2、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C20、电容C21、电阻R1、电阻R2，所述AS3933低频触发器U2的GND端口和VSS端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的WAKE端口、DAT端口、CL_DAT端口、SDO端口、SDI端口、SCL端口、CS端口都连接核心控制模块，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口通过电容C20连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口连接电源VCC，所述电容C20与电容C21相并联，所述AS3933低频触发器U2的XIN端口连接电源VCC，所述AS3933低频触发器U2的LFN端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口通过电感L1连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电感L2连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口还通过电容C12连接地信号GND，所述电容C12与电容C13相并联，所述电容C13与电阻R1相并联，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电容C10连接地信号GND，所述电容C10与电容C11相并联，所述电容C11与电阻R2相并联。所述核心控制模块、低频触发器模块、加速度传感器模块都为低功耗模块。

加速度传感器，通过程序控制管理以及设置的静止、运动阀值自动判断传感器的运动和静止状态。如果是静止状态则加速度传感器模块进入超低功耗休眠模式，如果检测到运动状态，加速度传感器模块就进入工作状态，并给微处理模块发送运动唤醒信号，同时把三轴的采样数据传送给微处理模块，以备计步处理。

核心控制模块控制管理低频触发器模块和加速度传感器模块，并与这两个模块实现数据交互。该核心控制模块整体采用超低功耗唤醒的模式，即在无低频唤醒信号和运动唤醒信号的时候，电子校徽处于超低功耗休眠模式。一旦收到任何一种唤醒信号，核心控制模块都会开启工作状态。其次核心控制器开启内部RTC时钟，该时钟每隔2秒唤醒一次核心控制器，并运行***诊断程序，该功能保证了***的安全性、可靠性。

如图4所示，一种基于权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽的控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤A、计步程序，计步程序为：所述核心控制模块初始化，所述微处理模块开始运行，所述加速度传感器模块一直输出采样值，当加速度高于加速度传感器模块内设的阈值时，则加速度传感器模块向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则进行计步操作；当加速度低于加速度传感器模块内设的阈值时，所述加速度传感器模块就没有向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则停止进行计步操作，得到计步数值并退出计步操作；若加速度传感器模块向微处理模块发送运动唤醒信号，则计步操作没有被中断，则进行计步操作。若加速度传感器模块没有向微处理模块发送运动唤醒信号，则微处理模块记录中断操作标志，计步操作被中断，则微处理模块则停止进行计步操作得到计步数值并退出计步程序。

步骤B、发射程序，所述发射程序为：所述低频天线就将低频唤醒信号传输给低频触发器模块，所述低频触发器模块向微处理模块发送低频唤醒信号，若低频天线没有收到发射信号，则跳出发射程序，否则微处理模块判断连续两次收到的发射信号是否一致，若微处理模块判断连续两次收到的发射信号不一致，则跳出发射程序，否则判断连续两次收到的发射信号的时间间隔是否大于预设值或收到了新的发射信号，若连续两次收到的发射信号的时间间隔大于预设值或收到了新的发射信号，那么微处理模块进入发射操作，否则跳出发射程序；所述发射操作为首先微处理模块记录发射标志以确保发射操作状态，并把计步数值的数据传输给无线发射器，然后通过2.4GHz天线发射计步数值的数据，接着清除发射状态的标志并记录计步操作的执行状态标志。

步骤C、***程序，所述***程序为：打开微处理模块内的RTC时钟，电子子校徽进入低功耗休眠模式，若低频触发器产生了低频唤醒信号并将信号输送给微处理模块，则跳转到步骤A，否则电子校徽继续保留在低功耗休眠模式。

本发明带有计步功能，其功能不单一；本发明的核心控制模块、低频触发器模块、加速度传感器模块都为低功耗模块，因此功耗低，耗电量少，使得本发明发明使用周期长，寿命长，本发明的加速度传感器采用了自主中断处理，无需微处理模块的干预，就实现了运动唤醒、静止休眠模式的自动切换，反应快，计步更加准确。

需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。

总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，其特征在于，包括低频电线、低频触发器模块、电源VCC、2.4GHz天线、晶振、核心控制模块、加速度传感器模块，所述低频电线无线连接低频触发器模块，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块、2.4GHz天线都连接核心控制模块，所述低频触发器模块、核心控制模块、加速度传感器模块都连接电源VCC。

2.根据权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，其特征在于，所述核心控制模块包括无线发射器和微处理模块，所述无线发射器连接2.4GHz天线，所述低频触发器模块、晶振、加速度传感器模块都连接微处理模块。

3.根据权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，其特征在于，所述加速度传感器模块包括ADXL362加速度传感器U1、电容C30、电容C31，所述ADXL362加速度传感器U1的MISO端口、MOSI端口、CS端口、SCLK端口、INT1端口、INT2端口都连接核心控制模块，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口和ADD-IO端口都连接电源VCC，所述ADXL362加速度传感器U1的VS端口通过电容C30连接ADXL362加速度传感器U1的GND端口，所述ADXL362加速度传感器U1的GND端口连接地信号GND，所述电容C30与电容C31相并联。

4.根据权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，其特征在于，所述低频触发器模块包括AS3933低频触发器U2、电感L1、电感L2、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C20、电容C21、电阻R1、电阻R2，所述AS3933低频触发器U2的GND端口和VSS端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的WAKE端口、DAT端口、CL_DAT端口、SDO端口、SDI端口、SCL端口、CS端口都连接核心控制模块，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口通过电容C20连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的VCC端口连接电源VCC，所述电容C20与电容C21相并联，所述AS3933低频触发器U2的XIN端口连接电源VCC，所述AS3933低频触发器U2的LFN端口连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口通过电感L1连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电感L2连接地信号GND，所述AS3933低频触发器U2的LF1P端口还通过电容C12连接地信号GND，所述电容C12与电容C13相并联，所述电容C13与电阻R1相并联，所述AS3933低频触发器U2的LF2P端口通过电容C10连接地信号GND，所述电容C10与电容C11相并联，所述电容C11与电阻R2相并联。

5.根据权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽，其特征在于，所述核心控制模块、低频触发器模块、加速度传感器模块都为低功耗模块。

6.一种基于权利要求1所述一种基于RFID技术并具有计步功能的电子校徽的控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤A、计步程序，所述计步程序为：所述核心控制模块初始化，所述微处理模块开始运行，所述加速度传感器模块一直输出采样值，当加速度高于加速度传感器模块内设的阈值时，则加速度传感器模块向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则进行计步操作；当加速度低于加速度传感器模块内设的阈值时，所述加速度传感器模块就没有向微处理模块发送运动唤醒信号，所述微处理模块则停止进行计步操作，得到计步数值并退出计步程序；

步骤B、发射程序，所述发射程序为：所述低频天线就将低频唤醒信号传输给低频触发器模块，所述低频触发器模块向微处理模块发送低频唤醒信号，若低频天线没有收到发射信号，则跳出发射程序，否则微处理模块判断连续两次收到的发射信号是否一致，若微处理模块判断连续两次收到的发射信号不一致，则跳出发射程序，否则判断连续两次收到的发射信号的时间间隔是否大于预设值或收到了新的发射信号，若连续两次收到的发射信号的时间间隔大于预设值或收到了新的发射信号，那么微处理模块进入发射操作，否则跳出发射程序；所述发射操作为首先微处理模块记录发射标志以确保发射操作状态，并把计步数值的数据传输给无线发射器，然后通过2.4GHz天线发射计步数值的数据，接着清除发射状态的标志并记录计步操作的执行状态标志；

步骤C、***程序，所述***程序为：打开微处理模块内的RTC时钟，电子子校徽进入低功耗休眠模式，若低频触发器产生了低频唤醒信号并将信号输送给微处理模块，则跳转到步骤A，否则电子校徽继续保留在低功耗休眠模式。