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門禁系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化公共安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，是重要部門出人口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效保障。隨著無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification)技術(shù)和IC卡技術(shù)的發(fā)展，非接觸式IC卡憑借其卓越的應(yīng)用特性和優(yōu)越的市場(chǎng)前景，已成為住宅、樓宇弱電系統(tǒng)的重要組成部分，并成為智能小區(qū)現(xiàn)代化管理的重要標(biāo)志。現(xiàn)有的門禁系統(tǒng)中，各控制器同PC機(jī)的通信一般是通過RS一232，RS-485總線或CAN總線進(jìn)行的，設(shè)備之間的物理連接復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)改造施工困難，對(duì)于新增用戶來說新增布線更是繁瑣。應(yīng)用無線傳輸模塊構(gòu)建門禁傳輸網(wǎng)絡(luò)，克服了上述困難，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)智能小區(qū)出人口的管理。 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)框圖見圖1。本系統(tǒng)主要由主控設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(簡(jiǎn)稱無線模塊)、讀卡模塊、卡片、電控鎖和管理PC機(jī)等組成嘲。主控設(shè)備是門禁系統(tǒng)的核心部分，通過無線傳輸模塊與計(jì)算機(jī)通信，下載用戶卡號(hào)、序列號(hào)及小區(qū)廣播等信息，并上傳讀卡信息、時(shí)間信息和報(bào)警信息。用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和主控設(shè)備之間的通信；讀卡模塊負(fù)責(zé)瀆取非接觸式ID卡中的數(shù)據(jù) ，并以曼徹斯特碼的形式發(fā)送給主控設(shè)備，主控設(shè)備接收曼徹斯特碼并根據(jù)卡的特性解碼得到卡號(hào)；門禁管理PC機(jī)是系統(tǒng)的中央管理機(jī)構(gòu)，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、管理、維護(hù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)下載，負(fù)責(zé)收集、記錄各主控設(shè)備上傳的信息，并以廣播方式向各個(gè)主控設(shè)備發(fā)送信息。 2 硬件電路設(shè)計(jì) 2．1 讀卡模塊 讀卡模塊采用了RF001模塊，它從工作頻率為125 kHz的EM4100卡中讀取數(shù)據(jù)。外接線圈由線徑為0．21 mm 的漆包線繞制而成，其形狀為正方形，面積為81 cm ，共65匝。系統(tǒng)上電后，當(dāng)EM4100卡進(jìn)人讀卡工作區(qū)域后，卡內(nèi)LC振蕩電路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，內(nèi)部電容充電并最終獲得1．5～7．5 V 的工作電壓，這時(shí)EM4100卡內(nèi)數(shù)據(jù)被連續(xù)發(fā)送出去。讀卡模塊接收、解調(diào)信息，通過引腳輸出TTL電平的曼徹斯特碼給主控設(shè)備。 2．2 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊選用了PTR2000，該模塊滿足無線管制的要求且無需使用許可證，采用抗干擾能力較強(qiáng)的FSK調(diào)制／解調(diào)方式。設(shè)計(jì)中，通信頻率設(shè)定為434．33 MHz(PIN2置為高電平)。系統(tǒng)運(yùn)行中，模塊始終處于工作狀態(tài)(PIN6置為高電平)嘲，PTR2000與管理PC機(jī)串口的接口電路見圖2。 2．3 液晶顯示模塊 顯示部分采用點(diǎn)陣式液晶塊TM12864ABA，其行列控制器分別為HD61202和HD61203，驅(qū)動(dòng)電路見圖3。軟件管理平臺(tái)向各主控設(shè)備發(fā)送廣播時(shí)，主控設(shè)備接收顯示命令和數(shù)據(jù)，查詢字庫(kù)，并在液晶屏上顯示相應(yīng)的廣播信息。為減少傳輸字節(jié)數(shù)，自制了以大容量串行e—Flash MM36SB020為載體的16× 16點(diǎn)陣字庫(kù)，MM36SB020采用兩線串行總線方式與單片機(jī)相連。設(shè)計(jì)中用VB6．0編寫提取字模的程序，將GB2312—8O中的HZK16第1、第2級(jí)常用字及偏旁部首共計(jì)6 763個(gè)字模，經(jīng)過縱向取模、字節(jié)倒序處理后存儲(chǔ)到了e-Flash上。 2．4 隨機(jī)密碼鍵盤模塊 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用管理鍵盤專用智能控制芯片HD7279A[ ，管理12個(gè)按鍵。通過調(diào)用C函數(shù)庫(kù)中的srand()函數(shù)和rand()函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。方法如下：取上限為9，下限為0，利用srand(r)產(chǎn)生種子值，其中，r是用于產(chǎn)生種子的變量(該變量的初始值設(shè)置為主控設(shè)備的地址值)，種子值隨變量r改變。篩選函數(shù)choose()用來篩選rand()函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，得到O～9的隨機(jī)序列，將這個(gè)序列顯示在LCD上，用戶根據(jù)鍵盤與LCD的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行按鍵輸入操作。密碼輸入完成后，下一次產(chǎn)生的O～9的隨機(jī)序列會(huì)發(fā)生變化。這樣在一定程度上防止了密碼被人偷窺。 2．5 電鎖驅(qū)動(dòng)電路 圖4為電鎖驅(qū)動(dòng)電路。主控設(shè)備接收卡號(hào)后，判斷卡號(hào)的合法性，若卡號(hào)合法，執(zhí)行開門動(dòng)作，即將單片機(jī)的P2．7置為低電平，光電隔離器工作，測(cè)試點(diǎn)A 變?yōu)楦唠娖剑?a href="http://m.qingdxww.cn/keyword/三極管" target="_blank" class="relatedlink">三極管導(dǎo)通，繼電器線圈被驅(qū)動(dòng)，開關(guān)閉合，電鎖打開；當(dāng)P2．7置為高電平時(shí)，繼電器掉電，電鎖閉合。 3 軟件設(shè)計(jì) 3. 1 通信協(xié)議 PC機(jī)與主控設(shè)備間的通信包括：下載合法的卡號(hào)和序列號(hào)、下載注銷卡號(hào)、上傳讀卡信息和讀卡時(shí)間、發(fā)布小區(qū)廣播。其中下載合法序列號(hào)和卡號(hào)的數(shù)據(jù)格式是： 開始符(0xF1)+序列號(hào)(2字節(jié))+卡號(hào)(10字節(jié))+結(jié)束符(0xE1)+LCR校驗(yàn)(1字節(jié))，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為15字節(jié)。 主控設(shè)備向PC機(jī)發(fā)送請(qǐng)求應(yīng)答指令后，等待PC機(jī)的應(yīng)答，得到應(yīng)答后進(jìn)行相應(yīng)的操作；若在設(shè)定的T 時(shí)間內(nèi)沒有接收到應(yīng)答信號(hào)，表明網(wǎng)絡(luò)忙(這種情況容易在多個(gè)主控設(shè)備同時(shí)向PC機(jī)發(fā)送請(qǐng)求應(yīng)答指令時(shí)出現(xiàn))。解決方案是采用隨機(jī)延時(shí)方法，即主控設(shè)備再次發(fā)送請(qǐng)求指令，并根據(jù)其地址值產(chǎn)生一個(gè)初始種子值，產(chǎn)生0-255的隨機(jī)數(shù)，這個(gè)隨機(jī)數(shù)與 (設(shè)為5 ms)相乘得到隨機(jī)的延時(shí)時(shí)間 。延時(shí)等待T。后若仍未得到PC機(jī)應(yīng)答，則再次發(fā)送請(qǐng)求指令，以此類推，直到得到應(yīng)答信號(hào)。 3．2 門禁管理軟件 該系統(tǒng)采用Visual Basic 6．0為前臺(tái)開發(fā)工具，主要由通信處理模塊、卡片管理模塊、控制器管理模塊、權(quán)限管理模塊等組成。各模塊均以SQL SERVER為后臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)，利于實(shí)現(xiàn)各模塊之間的數(shù)據(jù)操作和共享。通信處理模塊，主要完成控制指令的發(fā)送和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的接收；卡片管理模塊，發(fā)放或注銷序列號(hào)、卡號(hào)；人員管理模塊，用于建立持卡人員的信息庫(kù)；權(quán)限管理模塊，可分層設(shè)定操作者的各項(xiàng)權(quán)限；報(bào)表處理模塊，具有強(qiáng)大的報(bào)表處理功能。 4 結(jié) 論 采用無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)主控設(shè)備與PC機(jī)的信息交互，減少了施工難度，利于日后管理者對(duì)門禁網(wǎng)絡(luò)的改造。因此，基于無線傳輸?shù)闹悄苄^(qū)門禁系統(tǒng)定會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。(fengminxing) |
