CN109684266A - 一种多功能学生卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能学生卡。所述学生卡包括：主控模块，与主控模块相连的GPRS天线、GPS天线、显示单元、键盘模块、支付与考勤模块。主控模块用于实现与服务器的GPRS通信，实现GPS‑基站‑IP综合定位功能，生成用于实现支付功能的二维码和条形码，向显示单元输出与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息；支付与考勤模块用于实现支付二维码和条形码扫码及考勤通信。本发明能够实现基于GPS定位、基站定位和IP定位的综合定位功能，大大提高了定位功能与精度；能够基于定位功能显示与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息。

Description

一种多功能学生卡

技术领域

本发明属于电子卡片技术领域，具体涉及一种多功能学生卡。

背景技术

学生卡(又称电子学生证)作为一种学生身份证件和考勤工具，己被广泛的应用到各种学校。随着电子技术不断更新和发展，学生卡己由传统的纸质标识牌逐渐向电子学生卡及智能学生卡方向过渡，以期实现诸如考勤、定位、信息发送、短信、求救等功能。

但是，现有智能化学生卡还存在功能少，定位方式单一等问题。例如，仅具有GPS定位功能，定位可靠性不高；没有支付功能；不具备天气预报通知功能等。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种多功能学生卡。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能学生卡，包括：主控模块，与主控模块相连的GPRS天线、GPS天线、显示单元、键盘模块、支付与考勤模块。主控模块用于实现与服务器的GPRS通信，实现GPS-基站-IP综合定位功能，生成用于实现支付功能的二维码和条形码，向显示单元输出与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息；支付与考勤模块用于实现支付二维码和条形码扫码及考勤通信。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置主控模块以及与主控模块相连的显示单元、按键模块、GPS天线、GPRS天线、支付与考勤模块，能够实现与服务器的GPRS通信，实现二维码和条形码扫码支付及考勤操作。本发明能够实现基于GPS定位、基站定位和IP定位的综合定位功能，大大提高了定位功能与精度；能够基于定位功能显示与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息。

附图说明

图1为本发明实施例一种多功能学生卡的组成框图。

图中：1-主控模块，2-GPRS天线，3-GPS天线，4-显示单元，5-键盘模块，6-支付与考勤模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例一种多功能学生卡的组成框图如图1所示，包括：主控模块1，与主控模块1相连的GPRS天线2、GPS天线3、显示单元4、键盘模块5、支付与考勤模块6。主控模块1用于实现与服务器的GPRS通信，实现GPS-基站-IP综合定位功能，生成用于实现支付功能的二维码和条形码，向显示单元4输出与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息；支付与考勤模块6用于实现支付二维码和条形码扫码及考勤通信。

在本实施例中，所述学生卡主要由主控模块1以及与主控模块1相连的GPRS天线2、GPS天线3、显示单元4、键盘模块5和支付与考勤模块6组成。

主控模块1是所述学生卡的控制与数据处理中心，主要实现以下功能：通过GPRS天线2实现与服务器之间的GPRS通信，多种方式的综合定位功能，基于定位功能接收服务器推送的与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息，生成二维码和条形码完成支付功能。多种方式的定位功能包括GPS定位、基站定位和IP定位。GPS定位属于卫星定位。卫星定位的优点是精度高，但能耗大，而且仅限室外卫星信号覆盖良好的地方使用，信号遮挡严重的地方工作不稳定，出现丢星现现象。基站定位是通过接收三个位置不同的基站信号计算学生卡所在位置。基站定位的误差550米左右，适合在室内、地铁等卫星信号不能覆盖的地方使用。根据IP地址能够确定学生卡位置的所属县区实现概略定位，可用于定位纠偏。通过将学生卡的位置信息发送至服务器，可以获得由服务器推送的与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息。还可以根据位置信息绘制学生卡的轨迹，以及实现电子围栏功能。

显示单元4用于显示各种信息。比如，开机时屏幕第一屏主要显示天气预报和空气质量内容，包括气温、天气描述及对应的天气图标、风向，风力级别、空气质量等级及对应的颜色；第二屏为学生信息，包括电池电量、信号强度、***时间、学生头像、学生姓名、年级、班级等；第三屏为教师发送的信息；第四屏为家长发送的信息。进行支付操作时，还显示二维码和条形码及绑定提示等信息。

支付与考勤模块6主要用于实现短距离无线通信，如实现支付扫码和考勤操作时，学生卡与扫码枪和考勤机的无线通信。

键盘模块5用于实现人机交互操作，比如开关机、换屏等。

作为一种可选实施例，所述学生卡还包括与主控模块1相连用于实现手机短信服务的SIM(Subscriber Identification Module)卡。

在本实施例中，还设置了与主控模块1相连的SIM卡(图1中未画出)。SIM卡唯一标识一个客户，SIM卡应用在GSM***中，可使卡和手机分离，实现手机短信服务。本实施例的SIM卡为Nano SIM，尺寸为12.3mm×8.8mm×0.7mm。

作为一种可选实施例，所述学生卡还包括与主控模块1相连接USB接口和USB充电检测模块。

在本实施例中，还设置了USB接口以及USB充电检测模块(图1中未画出)。USB接口用于实现学生与外部存储设备的数据传输及学生卡供电电池的充电。由于学生卡尺寸的限制，所述USB接口采用微型USB接口。USB充电检测模块用于检测电池充电电压和电流。USB充电检测模块可采用BQ21040芯片。

作为一种可选实施例，所述键盘模块5至少包括：用于实现显示单元4开关控制和学生卡开关机控制的第一按键，用于实现支付操作的第二按键，用于实现显示单元4换屏操作的第三按键。

本实施例给出了键盘模块5的一种技术方案。所述键盘模块5主要包括第一按键、第二按键和第三按键，用于实现不同的操作。比如，第一按键短按可开关显示单元4，长按可实现学生卡开关机控制；第二按键实现二维码和条形码支付扫码操作；第三按键用于控制显示单元4换屏操作，按屏显示不同的信息。

作为一种可选实施例，所述显示单元4为TFT LCD(thin film transistor-liquidcrystal display，薄膜晶体管液晶显示器)显示屏。

本实施例给出了显示单元4的一种技术方案。在本实施例中，显示单元4采用薄膜晶体管液晶显示器TFT LCD。TFT显示采用“背透式”照射方式，具有驱动电压低、无辐射、无闪烁等优点。

作为一种可选实施例，所述主控模块1主要由RDA8955型GSM芯片组成。

本实施例给出了主控模块1的一种技术方案。RDA8955拥有世界上相同功能芯片中的最小尺寸，仅为7.5mm×7.0mm。芯片***BOM极大简化，在确保性能的同时做到成本最低；RDA8955支持各种网络协议。

作为一种可选实施例，所述支付与考勤模块6包括NRF52832型蓝牙芯片及与所述芯片相连的NFC(near field communication，近场通信)天线与蓝牙天线。

本实施例给出了支付与考勤模块6的一种技术方案。NRF52832是一款功能强大，高度灵活的超低功耗多协议SoC蓝牙单芯片。NRF52832芯片具有NFC tag和2.4G/蓝牙两种功能，设置NFC天线实现NFC tag与外部NFC设备(如刷卡机)的通信功能；2.4G/蓝牙共用2.4G频段蓝牙天线，实现学生卡与外部2.4G设备(如2.4G考勤机)的通信功能。

作为一种可选实施例，所述主控模块1实现GPS-基站-IP综合定位功能的方法包括：

在卫星信号覆盖的地域，通过GPS天线3接收卫星信号，实现GPS定位；

在卫星信号未覆盖的地域，通过GPRS天线2接收三个位置固定的基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(Time of Arrival，到达时刻)及TDOA(TimeDifference of Arrival，到达时间差)，基于三个基站的坐标，采用三角公式估计算法计算学生卡的位置坐标；

当学生卡移动速度高于设定的阈值时，基站定位失效，根据IP地址确定学生卡的位置。

本实施例给出了实现GPS-基站-IP综合定位功能的一种技术方案。在本实施例中，根据GPS定位精度高的特点，在卫星信号能够覆盖的地域，比如室外开阔地段，采用GPS定位方式确定学生卡的位置；在卫星信号不能覆盖的地域，如地铁内，采用基站定位方式确定学生卡的位置；当学生卡处于高速运动环境中时，如乘飞机飞行，基站定位不可靠，利用IP地址确定学生卡位置。IP地址定位精度虽然不高，只能精确到所属区县，但仍然满足天气预报、空气质量信息对定位精度的要求。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能学生卡，其特征在于，包括：主控模块，与主控模块相连的GPRS天线、GPS天线、显示单元、键盘模块、支付与考勤模块；主控模块用于实现与服务器的GPRS通信，实现GPS-基站-IP综合定位功能，生成用于实现支付功能的二维码和条形码，向显示单元输出与学生卡所在位置对应的天气预报和空气质量信息；支付与考勤模块用于实现支付二维码和条形码扫码及考勤通信。

2.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述学生卡还包括与主控模块相连用于实现手机短信服务的SIM卡。

3.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述学生卡还包括与主控模块相连的USB接口和USB充电检测模块。

4.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述键盘模块至少包括：用于实现显示单元开关控制和学生卡开关机控制的第一按键，用于实现支付操作的第二按键，用于实现显示单元换屏操作的第三按键。

5.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述显示单元为TFT LCD显示屏。

6.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述主控模块主要由RDA8955型GSM芯片组成。

7.根据权利要求1所述的多功能学生卡，其特征在于，所述支付与考勤模块包括NRF52832型蓝牙芯片及与所述芯片相连的NFC天线与蓝牙天线。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的多功能学生卡，其特征在于，所述主控模块实现GPS-基站-IP综合定位功能的方法包括：

在卫星信号覆盖的地域，通过GPS天线接收卫星信号，实现GPS定位；

在卫星信号未覆盖的地域，通过GPRS天线接收三个位置固定的基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA及TDOA，基于三个基站的坐标，采用三角公式估计算法计算学生卡的位置坐标；

当学生卡移动速度高于设定的阈值时，基站定位失效，根据IP地址确定学生卡的位置。