信息钮扣的概念和信息钮扣的一线总线串行传输协议以及基于信息钮扣技术的安全
巡检管理系统的总体规划和软硬件设计的思路

张阿卜

蔡志峰

龚荣盛

Xiamen University Institutional Repository

《微型机与应用》!""! 年第 # 期（接上页）参 考 文 献! 谢 玲 ，黄 彪 "单 片 机 #$%&’()’ 在 快 速 寻 北 系 统 中 的 应 用 "北 京 兵 工 自 动 控 制 学 会 )* 年 学 术 交 流 会 ，!))** 孙 涵 芳 "+,-./ !0 位 单 片 机 "北 京 ：北 京 航 空 航 天 大 学 出 版社 ，!))12 +,-./ $345346-73,"’($!)08$ 9:.4;: #6,<6/"!))=>收 稿 日 期 ：*((*&(*&*’?! 信息钮扣简介信 息 钮 扣 >7@<--3,?是 A6//6: 半 导 体 公 司 生 产 的 新 型存 储 芯 片 。 它 是 一 个 封 装 在 扁 圆 型 不 锈 钢 外 壳 中直 径 为!0BB 的 微 型 计 算 机 晶 片 。 它具 有 双 向 通 信 功 能 ，数 据 传输使用独特的一线总线协议，使引脚数目降至最低（! 根数据线和 ! 根地线）。利用不锈钢封装的内圈圆面作数据端，外圈圆面作为地线。信息钮扣同其读写器的信息传递只需短暂接触即可完成。最高传输速率可达 !C*8D5:。同现今较流行的磁卡、+$ 卡、射频卡等信息存储介质相比，具有存储量大、速度高、安全性高、成本低和寿命长等优点。信 息 钮 扣 种 类 繁 多 、性 能 多 样 。在 每 个 信 息 钮 扣 的 晶片 上 都 刻 有 全 球 独 一 无 二 的 注 册 号 。 号 码 在 生 产 过 程 中用 激 光 工 艺 永 久 刻 在 EF# 上 并 加 了 保 护 层 ，具 有 不 可 伪造性 >C’ 比特共 *’! ((( ((( ((( ((( 个串行码?。任 何 企 图更 改 此 号 码 的操作都 会 使 $E$ 校 验 过 程 出 错 。 而 信 息 钮扣 内 置 的 GH%EI# 存 储 器 ， 可 存 放 文 字 或 数 字 化 的 图像 。 任 何 时 刻 只 要 短 暂 的 触 碰 就 可 更 改 存 放 的 信 息 。 此外 ，一 些 钮 扣 含 有 实 时 计 时 钟 来 记 录 系 统 时 间 ，该功 能 可用 于 检索 维 修 记 录 、产 品 担 保 等 。" 一线总线串行通信一 线 总 线 是 A6//6: 半 导 体 公 司 推 出 的 总 线 标 准 ，是带 +A 标 识 的 一 线 器 件 的 数 据 传 输 协 议 。这种通信形式采用 单 根 数 据 线 和 地 线 构 成 半 双 工 通 信 ，给 移 动 数 据 采 集的 接 口 设 计 带 来 极 大 的 方 便 。 一 线 器 件 与 一 线 总 线 相 连时 应 该 外 接 上 拉 电 阻 ， 在 总 线 空 闲 时 ， 数 据 线 保 持 高 电平 。一 线 总 线 通 信 的 读 写 操 作 均 采 用 低 位 在 前 、高 位 在 后的 传 输 顺 序 。信 息 钮 扣 在 通 信 中 处 于 从 属 地 位 ，每 次 通 信由 主 动 通 信 端 如 微 机 首 先 发 出 低 电 平 脉 冲 信 号 ， 随 后 总线 上 才 是 有 效 的 数 据 信 息 。 其操 作 时 序 可 分 为 以 下 2 种类 型 。>!?启 动 访 问 时 序通 信 的 启 动 由 主 通 信 端 发 出 复 位 脉 冲 信 号 开 始 ，清除 起 始 条 件 ，实 现 主 从 设 备 间 的 时 间 同 步 。复 位 脉 冲 的低电平至少持 续 C’(!:，然 后 置 成 持 续 时 间 至 少 为 C’(!: 的高 电 平 ，等 待 通 信 端 应答 。信 息 钮 扣 在 得 到 总 线 上 的 初 始化 脉 冲 后 ，以 它 作 为 同 步 脉 冲 ，等 待 !J!1!: 后 ，发 回 一 个宽 度 为 0(J*C(!: 的 负 脉 冲 作 为 存 在 脉 冲 ，以表 示 启 动 成功 。随 后 主 通 信 端 就 可 以 对 信 息 钮 扣 进 行 读 写 操 作 。复 位与 存 在 脉 冲 时 序 如 图 ! 所 示 。>*?读 时 序从 信 息 钮 扣 读 出 ! 个 二 进 制 位 是 从 主 通 信 端 发 出“读 脉 冲 ”开 始 。读 脉 冲 是持 续 时 间为 !J!1!: 的 低 电 平 脉冲 。在 这 之 后 的 0(J!*(!: 内 ，信 息 钮 扣 将 被 读 位 的 内 容送 到 总 线 上 。如 果读位 内 容 为 !，则 总 线 保 持 高 电 平 不 变 ；如 果读位 内 容 为 (，则 总 线 变 为 低 电 平 ，并 要 维 持 (JC1!:的 时 间 间 隔 ，使 其 电 压 回 到 上 拉 值 。 同 时 还 要 有 至 少 !!:的 恢 复 时 间 为 读 写 下 一 位 做 准 备 ， 以 满 足 与 慢 速 微 处 理信息钮扣及其在安全巡检管理系统中的应用厦门大学自动化系!"#$%%&’ 龚荣盛 张阿卜 蔡志峰杭州浙江工业大学计算机系!"$%%"(’ 陈铁明摘 要： 信息钮扣的概念和信息钮扣的一线总线串行传输协议以及基 于 信 息 钮 扣 技 术 的 安 全巡检管理系统的总体规划和软硬件设计的思路。关键词： 信息钮扣 一线总线 安全巡检!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!硬件纵横— !) —《微型机与应用》!""! 年第 # 期事件簿 便携式数据收集器中心管理计算机巡逻人员管理人员!"#$$%图 & 系 统 结 构 图器 之 间 通 过 一 线 协 议 进 行 通 信 的 定 时 需 要 。此 后 ，信 息 钮扣 释 放 总 线 ，总 线 变 为 高 电 平 ，准 备 下 一 位 的 位 操 作 。 读时 序 图 如 图 ’ 所 示 。()*写 时 序向 信 息 钮 扣 写 入 # 个 二 进 制 位 以启动主 通 信 端 发 出“写 脉 冲 ”。这 个 负 脉 冲 的 宽 度 为 #+#,!-。若 写 入 %，则主通 信 端 将 维 持 信 号 线 低 电 平 .%+#’%!-， 然 后 恢 复 高 电平 ；若写 入 #，则 在 写 脉 冲 之 后 立 即 将 信 号 线 拉 成 高 电 平并 维 持 这 个 状 态 .%+#’%!-，且在 这 段 时 间 内 完 成 二 进 制位 的 写 入 过 程 。与 读 时 序 类 似 ，写 时 序 也 要 有 至 少 #!- 的恢 复 时 间 为 读 写 下 一 位 做 准 备 。 写 时 序 图 如 图 ) 所 示 。! 基于信息钮扣技术的安全巡检管理系统在 安 全 责 任 区 内 ，保 卫 人 员 必 需 及 时 巡 逻 （特 别 是一 些 事 故 多 发 地 带）， 才 能 保 证 责 任 区 内的 安 全 。 但 目前 尚 没 有 一 套 有 效 的 监 督 和 管 理 系 统 来 提 高 安 全 责 任区 内 的 工 作 效 率 及 保 证 工 作 质 量 。 针 对 以 上 问 题 ，笔 者以 信 息 钮 扣 作 为 信 息 载 体 ，采用 信 息 钮 扣 技 术 来 确 保 保安 人 员 巡 逻 路径 的 记 录 ，开 发 出 一 套 小 区 安 全 巡 检 管 理系 统 。管理系 统 结 构 图 如 图 & 所 示 。粗 箭 头 指向 为 数 据 传 输方 向 ，细 箭 头 指 向 为 设 备 管 理 者 。信 息 钮 扣 体 积 小 可 直 接安 装 于 墙 体 任 何 位 置 ，且 无 需 电 源 不 易 被 人 发 现 ，其 坚 硬的 不 锈 钢 外 壳 可 最 大 程 度 保 证 不 被 破 坏 。 保 安 人 员 巡 逻时，必须 随 身 携 带 便 携 式 信 息 钮 扣 数 据 收 集 器 和 由 多 个 代表 各 类 事 件 的 信 息 钮 扣 !"#$$% 组 成 的 事 件 簿 。巡 逻 到 某一 点 时 ， 只 要 用 收 集 器 与 安 装 于 该 巡 逻 点 的 信 息 钮 扣 轻触 ，数 据 收 集 器 便可 自 动 记 录 下 该 钮 扣 的 /! 码 并 读 取 时钟 芯 片 记 录 当 前 时 间 。对 于 发 生 的 损 坏 及 意 外 事 件 ，巡 逻人 员 同 样 只 需用 数 据 收 集 器 轻 触 事 件 簿 上 表 达 该 类 事 件信 息 的 信 息 钮 扣 ，即 可记 录 该 地 点 所 发 生 的 情 况 。所 有 信息 按 设 定 好 的 数 据 结 构 存 储 于 数 据 收 集 器 的 非 易 失 性 存储 器 !"#$$. 中 。 每 隔 一 段 时 间 或当存 储 器 满 时，可 将 巡更 记 录 下 载 到 中 心 管 理 计 算 机 ，以 便 形 成 报 表 ，据此可考核 每 个 保 安 人 员 的 工 作 出 勤 情 况 。数 据 收 集 器 和 中 心 管 理 计 算 机 的 数 据 传 输 通 过 一 个0"’)’ 一 线 总 线 转 换 器 完 成 。 该 转 换 器 使 用 时 占 用 中 心管 理 计 算 机 的 # 个 串 行 口 。 依 据 中 心 管 理 计 算 机 的 管 理软 件 建 立 的信 息 钮 扣 /! 码 与 实 际 地 点 对 应 表 、事 件 钮 扣/! 码 及事 件 名 称 对 应 表 和 保 安 人 员 信 息 表 ， 设 计 规 定 的巡 查 路 线 。 对 数 据 收 集 器 进 行 时 间 校 准 并对 收 集 到 的 数据 进 行 分 析 后 ，形 成 各 种 工 作 报 表 并 打 印 。由 于 数 据 收 集 器 采 用 电 池 供 电 ，在 硬 件 设 计 过 程 中 ，应 充 分 考 虑 到 如 何 降 低 功 耗 ，以 满 足 实 际 需 要 。为此 123采 用 低 功 耗 的 2/1#’1,%4，只 有 在 读 取 数 据 时 ，才 由 接 触的 信 息 钮 扣 唤 醒 ，平 时 工 作 在 睡 眠 模 式 下 。数 据 存 储 器 和实 时 时 钟 采 用 自 带 锂 电 池 的 !"#$$. 和 !"#$$&，其 数 据不 会 因 为 电 池 断 电 而 丢 失 ，可 以 保 持 #% 年 。软 件 编 写 过 程 中 对 信 息 钮 扣 的 读 写 操 作 严 格 按 照 上文 描 述 的 一 线 总 线 时 序 进 行 。 中 心 管 理 计 算 机 的 管 理 程序 定 义 了 收 集 器 收 集 到 的 各 种 二 进 制 代 码 的 意 义 ， 并 对其 进 行 电 子 化 管 理 。 程 序 用 !56789,:% 开 发 ，主 要 由 以 下功 能 模 块 组 成 ：(#*指 定 巡 逻 位 置 的 钮 扣 /! 信 息 管 理 模 块 。包 括 已 有巡 逻 位 置 钮 扣 /! 更 改 、删 除 和 查 找 ，添 加 新 位 置 的 钮 扣/!。(’*事 件 簿 中 钮 扣 /! 信 息 管 理 模 块 。包 括 已 有 事 件 的钮 扣 /! 更 改 、删 除 和 查 找 ，添 加 新 事 件 的 钮 扣 /!。()*保 安 人 员 考 勤 管 理 模 块 。 包 括 保 安 人 员 基 本 情 况管 理 、出 巡 记 录 管 理 、提 供 报 表 的 输 出 和 打 印 功 能 ，并作为 保 安 人 员 奖 罚 的 重 要 依 据 。(&*治 安 情 况 管 理 模 块 。根 据 收 集 到 的 信 息 ，生 成 每 个巡 逻 地 点 在 一 段 时 间 内 的 治 安 情 况 数 据 库 ， 并 能 做出 分析 报 告 ，对 某 些 需 要 加 强 巡 逻 的 地 点 特 别 提 示 。该 部 分 是保 安 大 队 制 定 更 加 完 善 的 巡 逻 路 线 的 关 键 。" 结束语本 安 全 巡 检 管 理 系 统 是实现 安 全 管 理 的 一 种 新 模 式 ，在 小 区 安 全 管 理 方 面 有 较 好 的 推 广 价 值 和 市 场 前 景 。 信息 钮 扣 的 诸 多 优 点 ，必 将 在 各 个 领 域 得到广 泛 应 用 。参 考 文 献# !;66;- "5<9=>?@A=B>C 1>C7>C;B9>?:DAB><;B9= /@5?B9E9F=;B9>? !;B; G>>H，#$$4(收 稿 日 期 ：’%%’F%’F’I*硬件纵横— ’% —

信息钮扣及其在安全巡检管理系统中的应用

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/8392/%e4%bf%a1%e6%81%af%e9%92%ae%e6%89%a3%e5%8f%8a%e5%85%b6%e5%9c%a8%e5%ae%89%e5%85%a8%e5%b7%a1%e6%a3%80%e7%ae%a1%e7%90%86%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e4%b8%ad%e7%9a%84%e5%ba%94%e7%94%a8.pdf?sequence=1&isAllowed=y

信息钮扣及其在安全巡检管理系统中的应用

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