专利名称：一种校园卡防丢失防遗忘装置及方法
技术领域：
本发明涉及电子通信技术领域，特别涉及一种校园卡防丢失防遗忘装置及方法。
背景技术：
人类生活进入刷卡时代，日常生活中离不开各种卡公交卡，校园消费卡，等等。我们经常会遇到这样的情况，公交卡、校园卡会经常遗忘在某处。或者刷完卡走的时候经常忘了将校园卡从刷卡机上拿走。如果能有一个提醒装置便能解决这一问题。随着感应技术的发展，将感应技术运用到卡套上，可以有效的解决这个问题。
发明内容
为此，本发明提出一种校园卡防丢失防遗忘装置及方法，本发明使用无线模块进行发射和接收信号。在卡套上安装无线接收装置，在校园卡上贴上发射装置。当卡与卡套的距离超出了一定距离时，提醒装置发出报警，提醒持卡人忘记取卡，防止丢卡的现象发生。本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。本发明提供了一种校园卡防丢失防遗忘装置，所述装置包括校园卡和卡套，其特征在于，在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路；所述发射电路和接收电路均包括无线收发模块、控制器和蜂鸣器，所述无线收发模块和蜂鸣器均与所述控制器连接;
所述发射电路中的无线发射模块被设置为发射模式，所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式，所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，则所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。优选的，所述发射电路和接收电路均还包括LED灯，当校园卡和卡套超出设置的安全范围时，所述控制器控制LED灯闪烁报警。优选的，所述发射电路和接收电路中的控制器为3V单片机89LE52，所述发射电路和接收电路中的无线收发模块为nRF24L01射频芯片。优选的，对所述nRF24L01射频芯片的收发射频信号的距离进行设置，以设置所述校园卡和卡套的安全距离。优选的，所述安全距离为3 - 10m。优选的，所述nRF24L01射频芯片作为发射模块发射射频信号时，首先将所述nRF24L01射频芯片配置为发射模式，然后把发射数据按照时序由SPI接口写入nRF24L01缓存区，将所述nRF24L01射频芯片的CE管脚置为高电平并保持IOy S，延迟130 y s后发射数据；开启自动应答，所述HRF24L01射频芯片在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号，如果收到应答，则认为此次通信成功，如果未收到应答，则自动重新发射该数据，若重发次数达到上限，则认为此次通信失败。优选的，所述nRF24L01射频芯片作为接收模块接收射频信号时，所述nRF24L01射频芯片配置为接收模式，然后延迟130 y s进入接收状态等待射频数据的到来，当接收到发射模块发送的射频数据时，开启自动应答，则所述nRF24L01射频芯片进入发射状态向发射模块回传应答信号。本发明还提供了一种校园卡防丢失防遗忘方法，所述方法包括
在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路；所述发射电路和接收电路均包括无线收发模块、控制器和蜂鸣器，所述无线收发模块和蜂鸣器均与所述控制器连接；
将所述发射电路中的无线发射模块设置为发射模式，将所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式；
所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，则所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。优选的，所述发射电路和接收电路均还包括LED灯，当校园卡和卡套超出设置的安全范围时，所述控制器控制LED灯闪烁报警。优选的，所述发射电路和接收电路中的控制器为3V单片机89LE52，所述发射电路和接收电路中的无线收发模块为nRF24L01射频芯片。优选的，对所述nRF24L01射频芯片的收发射频信号的距离进行设置，以设置所述校园卡和卡套的安全距离。优选的，所述安全距离为3 - 10m。优选的，所述nRF24L01射频芯片作为发射模块发射射频信号时，首先将所述nRF24L01射频芯片配置为发射模式，然后把发射数据按照时序由SPI接口写入nRF24L01缓存区，将所述nRF24L01射频芯片的CE管脚置为高电平并保持IOy S，延迟130 y s后发射数据；开启自动应答，所述HRF24L01射频芯片在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号，如果收到应答，则认为此次通信成功，如果未收到应答，则自动重新发射该数据，若重发次数达到上限，则认为此次通信失败。优选的，所述nRF24L01射频芯片作为接收模块接收射频信号时，所述nRF24L01射频芯片配置为接收模式，然后延迟130 y s进入接收状态等待射频数据的到来，当接收到发射模块发送的射频数据时，开启自动应答，则所述nRF24L01射频芯片进入发射状态向发射模块回传应答信号。本发明使用nRF24L01射频芯片作为无线收发模块进行发射和接收信号。在卡套上安装无线接收电路，在校园卡上贴上无线发射电路。当卡与卡套的距离超出了一定距离时，卡和卡套上的蜂鸣器均可发出报警，提醒持卡人忘记取卡，从而可有效的防止丢卡的现象发生。
图1为根据本发明实施例的、用于校园卡防丢失防遗忘装置的发射电路和接收电路的结构不意图。
图2为根据本发明实施例的无线收发模块的电路结构示意图。图3 Ca)为根据本发明实施例的发射电路发射射频信号的流程示意图。图3(b)为根据本发明实施例的接收电路接收射频信号的流程示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。本发明所提出的校园卡防丢失防遗忘装置包括校园卡和卡套，其中，在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路。图1为根据本发明实施例的、用于校园卡防丢失防遗忘装置的发射电路和接收电路的结构示意图。如图1所示，安装在校园卡和卡套上的发射电路和接收电路均包括电源、无线收发模块、控制器、蜂鸣器和LED，其中，所述无线收发模块、蜂鸣器和LED分别与所述控制器连接，电源为电路中的其他模块供电，所述发射电路中的无线发射模块被设置为发射模式，所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式，所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。优选的，本发明还包括LED灯，当校园卡和卡套超出安全范围时，控制器(MCU)控制LED灯闪烁，提醒主人注意。具体的，本发明采用3V单片机89LE52作为控制器，通过检测无线收发模块是否能进行正常发射、接收信号而判断所要保护的物品是否在安全范围内。当收发两模块之间的距离在“安全范围”(3 -1Om)时，系统正常工作，数据传输正常；若超出该安全范围，则系统无法进行的正常数据传送，此时校园卡和卡套上的控制器(MCU)会同时控制蜂鸣器发出报
警信号，提醒主人注意。本发明采用单电源系统，单片机和无线模块的工作电源均为3V，因此使用同一电源。该电路的工作流程为首先使接收电路上电，使接收模块处于接收状态，等待数据的到来；然后运行单片机上的程序，将单片寄存器内预先存放的数据发射出去。若发射模块与接收模块的距离在“安全范围”内，接收模块会在I ms内接收到信号，不会报警。若超出“安全范围”，接收模块就会使蜂鸣器鸣叫或者LED灯闪烁报警。下面参照图2对本发明的无线收发模块进行详细介绍。如图2所示，本发明的无线收发模块为nRF24L01射频芯片。nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2. 4 GHz - 2. 5 GHz ISM频段。nRF24L01内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以_6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA ;接收时，工作电流只有12. 3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。nRF24L01作为发射模块发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式，然后把地址和数据按照时序由SPI接口写入nRF24L01缓存区，然后CE置为高电平并保持至少IOy S，延迟130 us后发射数据；若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从发送堆栈中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC_CNT)达到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不会被清除；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，以便通知MCU。最后发射成功时，若CE为低则nRF24L01进入空闲模式I ;若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。nRF24L01作为接收模块接收数据时，首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130iis进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在接收堆栈中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，以便通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式I。图3(a)为根据本发明实施例的发射电路发射射频信号的流程示意图。如图3(a)所示，发射电路上电后，单片机89LE52初始化，nRF24L01也进行初始化配置子程序，然后将nRF24L01激发为发射模式，本发明的无线收发模块的收发射频信号的距离是可调的，因此，可在nRF24L01中选择收发射频信号的距离，如果发射成功，则nRF24L01恢复寄存器状态默认值，并进入下一次发射。图3(b)为根据本发明实施例的接收电路接收射频信号的流程示意图。如图3(b)所示，接收电路上电后，单片机89LE52初始化，nRF24L01也进行初始化配置子程序，然后将nRF24L01激发为接收模式，如果数据接收失败，则由控制器控制蜂鸣器鸣叫，以发出报警信号，根据本发明的另一实施例，当数据发送失败时，控制器还可控制LED等闪烁报警。如果数据接收成功，则nRF24L01恢复寄存器状态默认值，结束数据的接收过程。本发明所采用的nRF24L01可开启自动应答方式，因此，当作为接收模块的nRF24L01接收到射频信号时，会向作为发送模块的nRF24L01发送应答信号，当射频信号接收失败时，本发明的射频信号发送端和接收端均可检测到数据发送失败，因此，发送端和接收端中的控制器均可控制蜂鸣器或者LED灯进行报警，从而即提醒了校园卡的主人，也可提醒刷卡机附近的人员，帮忙将遗失的校园卡妥善保存。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种校园卡防丢失防遗忘装置，所述装置包括校园卡和卡套，其特征在于，在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路；所述发射电路和接收电路均包括无线收发模块、控制器和蜂鸣器，所述无线收发模块和蜂鸣器均与所述控制器连接； 所述发射电路中的无线发射模块被设置为发射模式，所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式，所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，则所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，所述发射电路和接收电路均还包括LED灯，当校园卡和卡套超出设置的安全范围时，所述控制器控制LED灯闪烁报警。
3.根据权利要求1所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，所述发射电路和接收电路中的控制器为3V单片机89LE52，所述发射电路和接收电路中的无线收发模块为nRF24L01射频芯片。
4.根据权利要求3所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，对所述nRF24L01射频芯片的收发射频信号的距离进行设置，以设置所述校园卡和卡套的安全距离。
5.根据权利要求4所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，所述安全距离为3—10m.
6.根据权利要求3所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，所述nRF24L01射频芯片作为发射模块发射射频信号时，首先将所述nRF24L01射频芯片配置为发射模式，然后把发射数据按照时序由SPI接口写入nRF24L01缓存区，将所述nRF24L01射频芯片的CE管脚置为高电平并保持IOii S，延迟130 ii s后发射数据；开启自动应答，所述nRF24L01射频芯片在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号，如果收到应答，则认为此次通信成功，如果未收到应答，则自动重新发射该数据，若重发次数达到上限，则认为此次通信失败。
7.根据权利要求3所述的校园卡防丢失防遗忘装置，其特征在于，所述nRF24L01射频芯片作为接收模块接收射频信号时，所述nRF24L01射频芯片配置为接收模式，然后延迟130 u s进入接收状态等待射频数据的到来，当接收到发射模块发送的射频数据时，开启自动应答，则所述nRF24L01射频芯片进入发射状态向发射模块回传应答信号。
8.—种校园卡防丢失防遗忘方法，其特征在于，所述方法包括 在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路；所述发射电路和接收电路均包括无线收发模块、控制器和蜂鸣器，所述无线收发模块和蜂鸣器均与所述控制器连接； 将所述发射电路中的无线发射模块设置为发射模式，将所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式； 所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，则所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的校园卡防丢失防遗忘方法，其特征在于，所述发射电路和接收电路均还包括LED灯，当校园卡和卡套超出设置的安全范围时，所述控制器控制LED灯闪烁报警。
10.根据权利要求8所述的校园卡防丢失防遗忘方法，其特征在于，所述发射电路和接收电路中的控制器为3V单片机89LE52，所述发射电路和接收电路中的无线收发模块为nRF2 4L01射频芯片。
全文摘要
本发明公开了一种校园卡防丢失防遗忘装置及方法，所述装置包括校园卡和卡套，其中，在所述校园卡和卡套上分别设置发射电路和接收电路；所述发射电路中的无线发射模块被设置为发射模式，所述接收电路中的无线接收模块被设置为接收模式，所述发射模块向所述接收模块发射射频信号，当所述校园卡和卡套超过设置的安全距离时，接收模块接收不到射频信号，则所述校园卡和卡套上的控制器同时控制所述蜂鸣器发出报警信号。本发明使用nRF24L01射频芯片作为无线收发模块进行发射和接收信号，当卡与卡套的距离超出了一定距离时，卡和卡套上的蜂鸣器均可发出报警，提醒持卡人忘记取卡，从而可有效的防止丢卡的现象发生。
文档编号G08B21/24GK103021141SQ20121049961
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者姚淑娜, 温子怡 申请人:北京联合大学