基于網絡傳輸的無線考勤終端的設計與實現

摘要:基于GPRS或CDMA無線聯網構成“家校通”考勤系統，架構于無線網絡、因特網和綜合信息平臺等，實現對中小學生的監護及家長與學校的無線遠程緊密聯系。文章主要介紹了無線考勤終端的硬件結構、工作原理及主要技術設計。

關鍵詞:無線考勤;射頻雷達;GPRS;微控制器

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)25-7159-02

Wireless Attendance Terminal Design and Realization Based on The Network Transmission

LI Peng

(College of Computer Science， Yangtze University， Hubei 434023， China)

Abstract: GPRS or CDMA-based wireless networking constitutes a \"home-school pass\" Time and Attendance System，architecture in wireless networks， the Internet and integrated information platform， to achieve primary and secondary school students and parents with school care of the wireless remote close contact. This paper introduced the wireless Time and Attendance terminal hardware structure， working principle and the main technology.

Key words: Wireless attendance;RF radar;GPRS;Microcontrollers

無線考勤終端是“家校通”系統的重要組成之一。“家校通”系統架構于一個網絡平臺，該網絡平臺結合了無線網絡、因特網和綜合信息平臺等網絡優勢，整合短信、WAP及上網等多種手段，為學生、家長和老師提供一種全新的交流方式，有效的實現了對學生的監護和管理。

1 無線考勤終端的硬件結構

硬件結構如圖1所示，主要由兩臺射頻雷達、接收控制器、雙端口RAM、發送控制器以及GPRS無線上網模塊組成。

射頻雷達接收學生隨身攜帶的卡號并通過RS485總線傳送到接收微控制器，由安裝在不同區域的兩臺射頻雷達分別接收同一卡號，以確定進出方向。接收微控制器采用雙串口中斷接收技術，兩個串口均以相同波特率接收射頻雷達轉發卡號信息包。接收微控制器將接收到的卡號信息處理后傳送到雙端口RAM緩沖器中緩存，發送微控制器以雙倍于接收控制器的波特率通過串口用RS-232電平與GPRS模塊通信，由GPRS模塊發送數據包，GPRS模塊自動撥號上網，與服務器中心建立通信鏈路，接收發送微控制器送來的信息包，并以TCP/IP協議向服務中心發送數據包，每個數據包最多可達512B，并接收服務器對發送控制器進行聯絡的下行數據包。

2 主要技術設計

2.1 串口及中斷

為了快速無誤地接收卡號，接收微控制器選用具有雙串行接口的W77E58單片機，它是一個快速8位CMOS微控制器，它的內核經過了重新設計，具有每4個時鐘周期為一個機器周期的高速結構，最大時鐘頻率可為40MHZ，內含32KB Flash EPROM，和1KB片上外部數據存儲器，編程方便。

W77E58單片機的雙串口均以中斷方式分別接收A、B射頻雷達傳輸的信息，如表1所示。

表1 串口及中斷的設置

2.2 接收數據包的速率

射頻雷達接收學生隨身攜帶卡號的協議:卡號由7字節組成:1字節包頭+4字節編號+1字節校驗位+1字節包尾，數據包由7幀組成。因為A、B兩射頻雷達并行以1920幀/秒的速率發送卡號信息，則W77E58單片機通過中斷方式以3840幀/秒的速率接收卡號信息，理論上微控制器每秒接收學生卡號:

3840幀/秒÷7幀/卡號=547卡號/秒

一旦學生擁擠在進校門或出校門處，只需要經歷1到幾秒鐘時間就可以接收完成，可實現快速無線考勤。同時，由無線網絡中心服務器端程序通過CDMA或GPRS無線網絡以短消息的方式通知學生家長。

2.3 雙端口RAM緩沖器

在兩個微控制器實現CPU流水線接收、處理及轉發的終端機中，設置快速的雙端口RAM IDT7130，作為處理機流水線中的緩沖。接收與發送微控制器在雙端口RAM中設有各自的握手單元，發送微控制器通過握手信息實現從緩沖器中取出數據，并組成協議包傳送到GPRS或CDMA模塊，再由GPRS或CDMA模塊發射到GPRS或CDMA網絡，只需要對模塊設置一些參數就可以實現將嵌入式系統直接與Internet相連，實現網絡的互連，最終經路由傳送到相應的服務器。

2.4 發送微控制器

發送微控制器以雙倍于接收微控制器的波特率向無線模塊傳送數據包，為了實現對數據的封裝和對鏈路的維護，本系統制定的應用層協議如表2所示。

其中協議號是為了在服務器上處理數據提供的版本識別碼，設備編號是各個學校的編碼，A/B地址區分A、B射頻雷達的數據包，流水號是指卡號的順序，卡號數量一般取1。

參考文獻:

[1] 鐘章隊. GPRS通用分組無線業務[M]. 北京:人民郵電出版社，2001.

[2] 廣州市高科通信技術股份有限公司. SURAT系列S1901G GPRS無線數據終端使用說明書[S].