非接触式无线巡更系统能够在规定的值勤时间按照严格的巡更路线和巡更时间段，在有效时间段采集、保存巡逻人员读巡更点的时间和巡更点信息；在非有效时间内，有人读巡更点时检验巡更点是否有效、是否在允许的时间段，巡更点有效且在允许的时间段则进行相应的标记，并保存该巡更事件的良好情况，否则标记为违纪行为提示信息。

　　它可识别不同类别的标签（巡更点），控制不同值勤人员的巡逻时间及允许的值勤范围和路线等；可以完成巡逻人员登记操作，也可对不同值勤人员的巡逻时间及允许的值勤范围、路线等进行设定，以有效地控制巡逻有效性。系统配有便捷的上位机管理软件，可完成设定、查询、统计和自动生成报表等功能，方便管理人员按部门或日期查询统计出勤、出差、请假等各种记录，真正实现考勤巡更情况的自动化管理。拥有硬件管理员权限的人员可对巡更机进行各种硬件设置，通过按键和液晶显示器上的菜单选项设置巡更机。另外，作为一个独立的手持系统，巡更机能完成采集、保存和查询数据等操作，并且耗电少、配有可重复充电的大容量电池，可持续长时间正常工作。

　　系统硬件设计

　　１　系统总体结构

　　非接触式无线巡更系统由ｐｃ、巡更机、ｒｓ２３２／　４８５及ｕａｒｔ转ｕｓｂ接口设备、巡更点标签等部分组成。ｐｃ安装数据库管理系统和值勤人员考勤管理软件，通过ｒｓ２３２、ｒｓ４８５或ｕｓｂ接口与巡更机相联接，对巡更机进行各种设置，从巡更机上采集考勤数据，对考勤数据进行处理，包括设置巡逻点信息、修改和读取巡更机内记录、进行数据分析统计和查询，以及生成各种报表等。巡更机的主要功能是记录值勤人员信息和采集巡更点巡逻时采集的数据，由单片机、　存储器、实时时钟、读巡更点接口模块、按键输入、液晶显示等模块组成。巡更机结构如图１所示。

　　图１　系统硬件结构图

　　２　控制模块

　　巡更机的处理器采用ａｔ８９ｓ５２单片机，它具有价格低廉、功耗低等特点，非常适合用在该系统中。ａｔ８９ｓ５２的ｐ０口与三态地址锁存器形成地址总线的低８位ａ０～ａ７，以及数据总线ｄ０～ｄ７；ａｔ８９ｓ５２的ｐ２口作为地址总线的高８位，即ａ８～ａ１５。ｐ１口和ｐ３口用作其他ｉ／ｏ信号端，包括串行数据端口及ｓｐｉ接口。

　　３　射频无线接口模块

　　射频无线模块是单片机与无线标签之间的通信接口，用于发送控制命令并读取无线标签上的信息。无线模块芯片采用　ｉａ４４２１，ｉａ４４２１是全集成的低功耗、多频道ｆｓｋ收发器，在无须申请注册的４３３ｍ、８６８ｍ、９１５ｍ频段的设计应用完全符合ｆｃｃ和ｅｔｓｉ认证相关规定。ｉａ４４２１能够产生一个时钟信号给微控制器使用，从而避免使用两个晶振。在低功率应用中，ｉａ４４２１内部的唤醒定时器支持低功耗工作，其待机（ｓｔａｎｄｂｙ）电流仅为０．３μａ。ｉａ４４２１与微控制器的接口电路如图２所示。

　　图２　无线模块与微控制器接口图

　　４　串口转ｕｓｂ模块

　　该模块用于实现巡更机与ｐｃ之间的数据通信。本系统中采用了一片　ｃｈ３４１ｔ，提供串口转ｕｓｂ接口，方便无串口的ｐｃ通过ｕｓｂ接口进行数据交换，支持单机运行和联机使用。其中ｒｘｄ、ｔｘｄ作为数据的ｉ／ｏ通道连接单片机串口，完成单片机与ｐｃ之间数据读取操作。

　　５　存储器模块

　　本系统采用ｓｓｔ２５ｖｆ０４０　ｆｌａｓｈ存储器，其存储空间为４ｍｂ，主要存储巡更机采集到的标签数据、操作人员、采集时间等信息。由于采用双向高速ｓｐｉ总线进行传输，只需三根数据线加片选线就可进行数据读写操作，提供数十兆的总线速率，同ｉ２ｃ总线相比只再加几根片选线，就可挂接更多的ｓｐｉ接口器件，既大大节省了地址数据ｉ／ｏ，又提高了系统的总线效率。

　　６　时钟铁电存储缓冲模块

　　该模块为系统提供可靠的时间和数据缓冲区域。ｆｍ３３１６铁电存储器提供内置的实时时钟（ｒｔｃ）模块，只要设置好当前时间，就可以有效使用其内部的日历和周历。ｆｍ３３１６内部具有１６ｋｂ的非易失性铁电存储单元，可用来保存通信接口的地址、读卡时间、读标签数据等数据。ｆｍ３３１６提供可编程定时周期控制信号以刷新ｌｃｄ显示器的时间显示，触发引脚接单片机外部中断引脚，在外部中断服务程序中刷新ｌｃｄ显示器的时间显示。ｆｍ３３１６提供双向ｓｐｉ总线进行传输接口，只需增加一条片选线就能挂载在已有的ｓｐｉ双向总线上。ｆｍ３３１６通过ｓｐｉ总线与单片机之间进行的地址和数据进行传输，通过ｓｐｉ总线单片机可轻松设定和修改系统时间，将人员信息