基于嵌套矩阵式读取电子标签系统及其读取方法技术方案

技术编号:21247624 阅读:32 留言:0更新日期:2019-06-01 07:46
本发明专利技术涉及一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,主控器与多个分控器连接,主控器用于命令各分控器同时采集电子标签的数据并上传和显示,各分控器分别通过数据总线与各自对应的接口板单元连接;各接口板单元具有矩阵排列的多个接口板,各接口板上连接有呈矩阵排列的多个电子标签;各分控器的分控MCU上具有多根横向和纵向GPIO总线,各根横向GPIO总线分别与对应同行接口板上的同一行的电子标签的接地引脚连接、各根纵向GPIO总线分别与对应同列接口板上的同一列的电子标签的IO引脚连接形成矩阵总线控制结构。本发明专利技术能大幅度节约总线资源,有效地降低功耗和成本,减少物理延时,提高读取电子标签的数据效率和准确性以及系统稳定性。

Electronic Tag Reading System Based on Nested Matrix and Its Reading Method

The invention relates to an electronic tag reading system based on nested matrix. The main controller is connected with multiple dividers. The main controller is used to command each divider to collect data of the electronic tag at the same time and upload and display it. Each divider is connected with its corresponding interface board unit through a data bus. Each interface board unit has multiple interface boards arranged in matrix, and each interface board is connected with a plurality of interface boards. A number of electronic tags arranged in matrix are arranged; the MCU of each divider has many horizontal and vertical GPIO buses, each horizontal GPIO bus is connected with the ground pin of the same row of electronic tags on the corresponding peer interface board, and each vertical GPIO bus is connected with the IO pin of the same row of electronic tags on the corresponding peer interface board to form a matrix bus control structure. The invention can greatly save bus resources, effectively reduce power consumption and cost, reduce physical delay, improve data efficiency and accuracy of reading electronic tags and system stability.

【技术实现步骤摘要】
基于嵌套矩阵式读取电子标签系统及其读取方法
本专利技术涉及一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统及其读取方法,属于光通信

技术介绍
随着全国光纤基础网络的海量建设,这就使得ODN网的用户端产生出海量的光纤线路需要进行配线调度维护管理。传统光纤管理采用人工识别纸质文档和纸质标签的模式进行施工和维护,这使得管理成本非常高,效率较低。人工管理出现疏漏,就会使得网络数据与实际网络状况出现不一致的错误,后续的网络维护难度就会大幅上升。智能ODN的光配线管理技术,是以电子标签为基础,为每个光纤活动连接器配备一个具有全球唯一码的电子标签,通过对电子标签的信息采集,可实现对光纤配线的高效管理。引入智能ODN系统,实现光纤管理技术由原来的人工和纸件向电子化自动化转型。端口电子化标记,光路由自动计算,施工软件工具可视化指导,自动回单闭环管理,资源准确率和效率提升。由于ODN大多数处于无源化的应用环境,因此需要采用一种低功耗、低成本、高效的控制方式,读写成百上千个电子标签,来组建一个可靠的智能ODN系统。现有电子标签的读取控制,通常采用点对点总线控制,这种方式下MCU控制的电子标签数量非常有限,而一个智能光纤总配线架满容量有上千芯,MCU的用量很大,这使得成本非常高。其次,现有的读取电子标签系统,也有通过CPU的GPIO总线连接CPLD/FPGA扩展接口,再通过驱动芯片或场效应管连接电子标签的I/O端口,进行读写操作的。而扩展芯片及驱动芯片的增加,将会提高了硬件电路的成本和功耗。这种结构逻辑控制较为复杂,由于具有两级物理延时,不仅影响读取电子标签的数据正确性,而且系统稳定性不高。当CPU对上千个电子标签进行数据读取时,遍历周期较长,会影响检测电子标签的实时性和读取数据准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统及其读取方法,通过数据总线控制两层矩阵结构,能大幅度节约总线资源,有效地降低功耗和成本,减少物理延时,并通过分级控制使所有分控器同时工作,提高读取电子标签的数据效率和准确性,能提高系统稳定性。本专利技术为达到上述目的的技术方案是:一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:包括主控器、多个分控器以及多个接口板单元和多个电子标签;所述的主控器具有主控MCU,主控器的主控MCU与多个分控器的分控MCU连接,用于命令各分控器同时采集电子标签的数据,接收各分控器上传电子标签在线信息,并命令各分控器显示电子标签在线信息;所述的各分控器具有各自对应的分控MCU,且各分控器的分控MCU分别通过数据总线与各自对应的接口板单元连接;每一个接口板单元具有矩阵排列的多个接口板,每一个接口板上连接有呈矩阵排列的多个电子标签;每一个分控器的分控MCU上具有多根横向GPIO总线和多根纵向GPIO总线,且各根横向GPIO总线分别与对应同行接口板上的同一行的电子标签的接地引脚连接、各根纵向GPIO总线分别与对应同列接口板上的同一列的电子标签的IO引脚连接并形成矩阵总线控制结构;各分控MCU通过各横向GPIO总线控制各行电子标签的接地引脚,使各行电子标签依次换行工作,并通过各纵向GPIO总线控制当前行工作的电子标签的IO引脚进行读取操作,各分控器将实时读取到各电子标签的数据与设定电子标签的数据进行分析比对,得到各电子标签在线信息并上传至主控器,主控器控制各分控器实时显示各电子标签在线信息。本专利技术基于嵌套矩阵式读取电子标签系统的读取方法,其特征在于:按以下步骤进行,⑴、主控器输出信号给各分控器,命令各分控器采集各接口板单元的电子标签的数据;⑵、各分控器同时接收指令开始读取,且每一个分控器的分控MCU控制任意其中一根横向GPIO总线输出打开信号,同时其它多根横向GPIO总线输出关断信号,连接在打开信号的横向GPIO总线对应一行各电子标签的接地引脚被统一接低电平而工作,其它行各电子标签不工作,当前工作一行的各电子标签的IO引脚被连接的多根纵向GPIO总线控制,分控MCU读取当前行各电子标签的ROM数据并以二维数组存放,分控MCU在完成第一次读取后进行行切换,分控MCU控制这根横向GPIO总线输出关断信号使这一行各电子标签不工作;⑶、各分控器的分控MCU控制下一根横向GPIO总线输出打开信号,同时其它多根横向GPIO总输出关断信号,连接在打开信号的下一根横向GPIO总线对应一行各电子标签的接地引脚被统一接低电平而工作,其它行各电子标签不工作,当前工作一行的各电子标签的IO引脚被连接的多根纵向GPIO总线控制,分控MCU读取当前行各电子标签的ROM数据并以二维数组存放,分控MCU在完成第二次读取控制这一横向GPIO总线输出关断信号使这一行各电子标签不工作,以此循环,至到完成最后一行读取;⑷、各分控MCU在设定时间内,读取各自对应接口板单元内各行电子标签的ROM数据,并在判断所有电子标签的数据读取完毕后,对存放的二维数组整合匹配处理并形成三维数组存放在存储单元内,得到与各接口板单元、各接口板上每一个电子标签一一对应的电子标签的数据,将读取到电子标签的数据与存储单元设定的电子标签的数据进行分析比对,得到各电子标签在线信息,并不断循环刷新读取到的电子标签的数据,各分控器向主控器实时上传得到电子标签在线信息,主控器控制各分控器实时显示各电子标签在线信息。本专利技术的嵌套矩阵读取电子标签系统包括主控器和多个分控器,主控器具有主控MCU,而分控器上具有各自的分控MCU,各分控器分别通过数据总线与各自对应的接口板单元连接,而各接口板单元具有矩阵排列的多个接口板,而每一个接口板上又连接有呈矩阵排列的多个电子标签,因此通过分控MCU直接将多根横向GPIO总线分别与各行接口板上各行电子标签的接地引脚连接,同时多根横向GPIO总线与各列接口板上各列的电子标签的IO引脚连接,形成双层GPIO总线控制结构,接口板单元内的各接口板仅用于连接电子标签,并通过数据总线与分控器连接,接口板上不设微处理器,故分控器无需扩展接口,分控MCU控制GPIO总线直接对连接并控制多个电子标签进行读写操作,无需要驱动芯片或场效应管驱动,较现有设计的硬件成本大幅降低,并同时有效地降低了功耗,减少了物理延时,提高读取电子标签的数据效率以及实时性和准确性高,提高了系统稳定性。本专利技术各行接口板上同一行的多个电子标签的接地引脚分别连接在对应的一根横向GPIO总线上,而各列接口板上同一列的多个电子标签的IO引脚连接在对应的一根横向GPIO总线上,接口板上多个电子标签能形成一个小的矩阵控制结构,而多各接口板组合后又形成大矩阵控制结构,故而双层矩阵总线控制结构能大幅度节约总线资源,有效减少了端口在分控器和接口板上所占用空间,减少了导线的连接和使用,不仅降低了成本,增加了硬件电路的可靠性,可实现对上千个电子标签的准确读取,实现端口电子化标记,对光纤配线进行高效管理。本专利技术的嵌套矩阵读取电子标签的系统在读取时,采用分级控制,所有分控器同时工作,采集完各对应接口板单元内电子标签的数据后,向上传递给主控器,实时更新各个端口上电子标签在线信息并显示,能有效提高了电子标签读写、存储数据效率,大大缩短了遍历周期,有效地增强了电子标签的检测实时性。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的详细描本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:包括主控器、多个分控器以及多个接口板单元和多个电子标签;所述的主控器具有主控MCU,主控器的主控MCU与多个分控器的分控MCU连接,用于命令各分控器同时采集电子标签的数据,接收各分控器上传电子标签在线信息,并命令各分控器显示电子标签在线信息;所述的各分控器具有各自对应的分控MCU,且各分控器的分控MCU分别通过数据总线与各自对应的接口板单元连接;每一个接口板单元具有矩阵排列的多个接口板,每一个接口板上连接有呈矩阵排列的多个电子标签;每一个分控器的分控MCU上具有多根横向GPIO总线和多根纵向GPIO总线,且各根横向GPIO总线分别与对应同行接口板上的同一行的电子标签的接地引脚连接、各根纵向GPIO总线分别与对应同列接口板上的同一列的电子标签的IO引脚连接并形成矩阵总线控制结构;各分控MCU通过各横向GPIO总线控制各行电子标签的接地引脚,使各行电子标签依次换行工作,并通过各纵向GPIO总线控制当前行工作的电子标签的IO引脚进行读取操作,各分控器将实时读取到各电子标签的数据与设定电子标签的数据进行分析比对,得到各电子标签在线信息并上传至主控器,主控器控制各分控器实时显示各电子标签在线信息。...

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:包括主控器、多个分控器以及多个接口板单元和多个电子标签;所述的主控器具有主控MCU,主控器的主控MCU与多个分控器的分控MCU连接,用于命令各分控器同时采集电子标签的数据,接收各分控器上传电子标签在线信息,并命令各分控器显示电子标签在线信息;所述的各分控器具有各自对应的分控MCU,且各分控器的分控MCU分别通过数据总线与各自对应的接口板单元连接;每一个接口板单元具有矩阵排列的多个接口板,每一个接口板上连接有呈矩阵排列的多个电子标签;每一个分控器的分控MCU上具有多根横向GPIO总线和多根纵向GPIO总线,且各根横向GPIO总线分别与对应同行接口板上的同一行的电子标签的接地引脚连接、各根纵向GPIO总线分别与对应同列接口板上的同一列的电子标签的IO引脚连接并形成矩阵总线控制结构;各分控MCU通过各横向GPIO总线控制各行电子标签的接地引脚,使各行电子标签依次换行工作,并通过各纵向GPIO总线控制当前行工作的电子标签的IO引脚进行读取操作,各分控器将实时读取到各电子标签的数据与设定电子标签的数据进行分析比对,得到各电子标签在线信息并上传至主控器,主控器控制各分控器实时显示各电子标签在线信息。2.根据权利要求1所述的基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:所述的接口板具有多个用于连接各电子标签的多个插座,电子标签可拆安装对应的插座上,且接口板单元上设有线排插座。3.根据权利要求1所述的基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:所述各分控器的分控MCU的GPIO口的数量大于或等于与对应各接口板单元连接的横向GPIO总线和纵向GPIO总线的数量总和。4.根据权利要求1所述的基于嵌套矩阵式读取电子标签系统,其特征在于:所述分控MCU控制横向GPIO总线使各行电子标签延时1~2ms换行。5.一种根据权利要求1所述的基于嵌套矩阵式读取电子标签系统的读取方法,其特征在于:按以下步骤进行,⑴、主控器输出信号给各分控器,命令各分控器采集各接口板单元的电子标签的数据;⑵、各分控器同时接收指令开始读取,每一个分控器的分控MCU控制任意其中一根横向GPIO总线输出打开信号,同时其它多根横向GPIO总线输出关断信号,连接在打开信...

【专利技术属性】
技术研发人员:石俊伟马敏娟廖磊石新根任献忠吴锦辉王立军
申请(专利权)人:常州太平通讯科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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