[发明专利]基于NB‑IoT的阅读器及其进出校判断、定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阅读器，特别是涉及一种基于NB-IoT的阅读器及其进出校判断、定位方法。

背景技术

一种2.4G远距离RFID阅读器，目前主要服务与教育系统，主、副阅读器读取2.4G双频卡的卡号，实现进出校信息的采集。NB-IoT是基于蜂窝网络的窄带物联网技术，聚焦于低功耗广域网，具有广覆盖、低功耗、低成本、大联接等特点，是一种可在全球范围广泛应用的新兴技术。NB-IoT这些优点可以使用到阅读器上。

在一些规模比较大的学校，尤其是不能携带电子设备的学校，学生人数比较多，对放学后学生的位置家长和老师都没有定位的方法。对来接孩子放学的家长因为不知道孩子的位置，经常要盲目的寻找或者一直等到孩子自己找过来，尤其是校门比较多的情况会更加麻烦。虽然可以提前约好位置，但是实际情况可能变化比较大，还是不能第一时间了解到孩子的位置。如果孩子携带了智能设备比若说手机、手表之类的，可以轻松解决这个问题。但是很多时候这些东西是不能带入学校的，所以就需要一种设备，可以定位孩子的位置，给家长和老师一个参考。2.4GHz阅读器就是其中一个方案。

如图1所示，通用的2.4GHz阅读器主要应用在学校进出校考勤上，一般应用需要主副2个阅读器。上级信息机要给主副读头供电，同时与主读头通讯。主读头需要与副读头通讯，接收副读头的读卡信息汇总后发给上级信息机。读头与上级信息机的通讯接口基本上都是485、232或者是以太网，现场施工时，上级信息机主读头与副读头之间需要布线，这就让安装变得复杂。而且因为485、232等接口通讯距离比较近，上级信息机安装位置离阅读器不能太远，否则就会出现通讯异常的问题。通用的2.4GHz阅读器无法来实现校园学生的定位，一个因为布线安装比较复杂，另一个就是所选用的通讯接口距离都不能做到很远。

发明内容

本发明针对现有2.4GHz阅读器安装复杂、通讯能力差的技术问题，提供一种安装简单、通讯能力强的基于NB-IoT的阅读器及其进出校判断、定位方法。

为此，本发明的技术方案是，设有主板、无线天线、2.4G天线和电池，无线天线、2.4G天线和电池分别与主板连接；主板设有SIM卡、NB-IoT模块、CPU和RFID模块，NB-IoT模块通过电压匹配电路与CPU与连接，RFID模块与CPU连接，NB-IoT模块与SIM卡、无线天线连接，RFID模块与2.4G天线连接；

RFID模块设有无线收发芯片，无线收发芯片的SPI接口与CPU的控制引脚连接，无线收发芯片的输出引脚与CPU的GPIO引脚连接；无线收发芯片的天线输出引脚通过天线匹配电路与2.4G天线连接；无线收发芯片的电源输入引脚通过电源控制电路与CPU的输出引脚连接；

电压匹配电路包括电阻R93、电阻R94和二极管D1，电阻R93的一端与NB-IoT模块的数据发送引脚连接，电阻R93另一端与CPU的数据接收引脚连接，电阻R94的一端、二极管D1的正极与NB-IoT模块的数据接收引脚连接，电阻R94的另一端与NB-IoT模块的电源输出引脚，二极管D1的负极与CPU的数据发送引脚连接。

优选地，天线输出引脚包括RFP引脚、RFN引脚；天线匹配电路包括电感L19、电感L15、电感L20、电容C63、电容C64和电容C111，电感L19两端分别与RFP引脚、RFN引脚连接，电容C111、电感L20串联后与RFP引脚连接，电容C64、电感L15和电容C63串联后与RFN引脚连接，电容C63、电容C64的公共端与2.4G天线的输入引脚连接。

优选地，电源控制电路包括电阻R107、电阻R146、电阻R100、三级管Q100和场效应管U100，电阻R107的一端与CPU的电源控制引脚引脚连接，电阻R107的另一端与三极管Q100的基极连接；电阻R146的一端与三极管Q100的基极连接，电阻R146的另一端与三极管Q100的发射极连接；三极管Q100的集电极通过电阻R100与场效应管U100的源极连接，场效应管U100的栅极与三极管Q100的集电极连接，场效应管U100的漏极与无线收发芯片的电源输入引脚连接。

本发明提供一种阅读器的进校判断方法，其步骤包括：

步骤1，选用两个阅读器，分别作为主阅读器、副阅读器，主阅读器面向校门外，副阅读器面向校门内，阅读器内SIM卡的ICCID来作为阅读器的身份ID，接收阅读器上传信息的为信息机；

步骤2，阅读器上电，信息机首先对主阅读器、副阅读器进行校时；