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基于无线传输的智能小区门禁系统设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:358

  门禁系统是新型现代化公共安全管理系统,它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体,涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术和生物技术等诸多新技术,是重要部门出人口实现安全防范管理的有效保障。随着无线射频识别(radio frequency identification)技术和ic卡技术的发展,非接触式ic卡凭借其卓越的应用特性和优越的市场前景,已成为住宅、楼宇弱电系统的重要组成部分,并成为智能小区现代化管理的重要标志。现有的门禁系统中,各控制器同pc机的通信一般是通过rs一232,rs-485总线或can总线进行的,设备之间的物理连接复杂,网络改造施工困难,对于新增用户来说新增布线更是繁琐。应用无线传输模块构建门禁传输网络,克服了上述困难,实现了计算机对智能小区出人口的管理。

1 系统结构

系统框图见图1。本系统主要由主控设备、无线数据传输模块(简称无线模块)、读卡模块、卡片、电控锁和管理pc机等组成嘲。主控设备是门禁系统的核心部分,通过无线传输模块与计算机通信,下载用户卡号、序列号及小区广播等信息,并上传读卡信息、时间信息和报警信息。用无线传输方式代替有线传输方式,实现pc机和主控设备之间的通信;读卡模块负责渎取非接触式id卡中的数据 ,并以曼彻斯特码的形式发送给主控设备,主控设备接收曼彻斯特码并根据卡的特性解码得到卡号;门禁管理pc机是系统的中央管理机构,它负责数据库的建立、管理、维护和系统数据库下载,负责收集、记录各主控设备上传的信息,并以广播方式向各个主控设备发送信息。

2 硬件电路设计

2.1 读卡模块

读卡模块采用了rf001模块,它从工作频率为125 khz的em4100卡中读取数据。外接线圈由线径为0.21 mm 的漆包线绕制而成,其形状为正方形,面积为81 cm ,共65匝。系统上电后,当em4100卡进人读卡工作区域后,卡内lc振荡电路产生串联谐振,内部电容充电并最终获得1.5~7.5 v 的工作电压,这时em4100卡内数据被连续发送出去。读卡模块接收、解调信息,通过引脚输出ttl电平的曼彻斯特码给主控设备。

2.2 无线数据传输模块

无线数据传输模块选用了ptr2000,该模块满足无线管制的要求且无需使用许可证,采用抗干扰能力较强的fsk调制/解调方式。设计中,通信频率设定为434.33 mhz(pin2置为高电平)。系统运行中,模块始终处于工作状态(pin6置为高电平)嘲,ptr2000与管理pc机串口的接口电路见图2。


2.3 液晶显示模块

显示部分采用点阵式液晶块tm12864aba,其行列控制器分别为hd61202和hd61203,驱动电路见图3。软件管理平台向各主控设备发送广播时,主控设备接收显示命令和数据,查询字库,并在液晶屏上显示相应的广播信息。为减少传输字节数,自制了以大容量串行e—flash mm36sb020为载体的16× 16点阵字库,mm36sb020采用两线串行总线方式与单片机相连。设计中用vb6.0编写提取字模的程序,将gb2312—8o中的hzk16第1、第2级常用字及偏旁部首共计6 763个字模,经过纵向取模、字节倒序处理后存储到了e-flash上。

2.4 随机密码键盘模块

系统设计中采用管理键盘专用智能控制芯片hd7279a[ ,管理12个按键。通过调用c函数库中的srand()函数和rand()函数产生随机数。方法如下:取上限为9,下限为0,利用srand(r)产生种子值,其中,r是用于产生种子的变量(该变量的初始值设置为主控设备的地址值),种子值随变量r改变。筛选函数choose()用来筛选rand()函数产生的随机数,得到o~9的随机序列,将这个序列显示在lcd上,用户根据键盘与lcd的对应关系进行按键输入操作。密码输入完成后,下一次产生的o~9的随机序列会发生变化。这样在一定程度上防止了密码被人偷窥。

2.5 电锁驱动电路

图4为电锁驱动电路。主控设备接收卡号后,判断卡号的合法性,若卡号合法,执行开门动作,即将单片机的p2.7置为低电平,光电隔离器工作,测试点a 变为高电平,三极管导通,继电器线圈被驱动,开关闭合,电锁打开;当p2.7置为高电平时,继电器掉电,电锁闭合。

3 软件设计

3. 1 通信协议

pc机与主控设备间的通信包括:下载合法的卡号和序列号、下载注销卡号、上传读卡信息和读卡时间、发布小区广播。其中下载合法序列号和卡号的数据格式是:

开始符(0xf1)+序列号(2字节)+卡号(10字节)+结束符(0xe1)+lcr校验(1字节),

  门禁系统是新型现代化公共安全管理系统,它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体,涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术和生物技术等诸多新技术,是重要部门出人口实现安全防范管理的有效保障。随着无线射频识别(radio frequency identification)技术和ic卡技术的发展,非接触式ic卡凭借其卓越的应用特性和优越的市场前景,已成为住宅、楼宇弱电系统的重要组成部分,并成为智能小区现代化管理的重要标志。现有的门禁系统中,各控制器同pc机的通信一般是通过rs一232,rs-485总线或can总线进行的,设备之间的物理连接复杂,网络改造施工困难,对于新增用户来说新增布线更是繁琐。应用无线传输模块构建门禁传输网络,克服了上述困难,实现了计算机对智能小区出人口的管理。

1 系统结构

系统框图见图1。本系统主要由主控设备、无线数据传输模块(简称无线模块)、读卡模块、卡片、电控锁和管理pc机等组成嘲。主控设备是门禁系统的核心部分,通过无线传输模块与计算机通信,下载用户卡号、序列号及小区广播等信息,并上传读卡信息、时间信息和报警信息。用无线传输方式代替有线传输方式,实现pc机和主控设备之间的通信;读卡模块负责渎取非接触式id卡中的数据 ,并以曼彻斯特码的形式发送给主控设备,主控设备接收曼彻斯特码并根据卡的特性解码得到卡号;门禁管理pc机是系统的中央管理机构,它负责数据库的建立、管理、维护和系统数据库下载,负责收集、记录各主控设备上传的信息,并以广播方式向各个主控设备发送信息。

2 硬件电路设计

2.1 读卡模块

读卡模块采用了rf001模块,它从工作频率为125 khz的em4100卡中读取数据。外接线圈由线径为0.21 mm 的漆包线绕制而成,其形状为正方形,面积为81 cm ,共65匝。系统上电后,当em4100卡进人读卡工作区域后,卡内lc振荡电路产生串联谐振,内部电容充电并最终获得1.5~7.5 v 的工作电压,这时em4100卡内数据被连续发送出去。读卡模块接收、解调信息,通过引脚输出ttl电平的曼彻斯特码给主控设备。

2.2 无线数据传输模块

无线数据传输模块选用了ptr2000,该模块满足无线管制的要求且无需使用许可证,采用抗干扰能力较强的fsk调制/解调方式。设计中,通信频率设定为434.33 mhz(pin2置为高电平)。系统运行中,模块始终处于工作状态(pin6置为高电平)嘲,ptr2000与管理pc机串口的接口电路见图2。


2.3 液晶显示模块

显示部分采用点阵式液晶块tm12864aba,其行列控制器分别为hd61202和hd61203,驱动电路见图3。软件管理平台向各主控设备发送广播时,主控设备接收显示命令和数据,查询字库,并在液晶屏上显示相应的广播信息。为减少传输字节数,自制了以大容量串行e—flash mm36sb020为载体的16× 16点阵字库,mm36sb020采用两线串行总线方式与单片机相连。设计中用vb6.0编写提取字模的程序,将gb2312—8o中的hzk16第1、第2级常用字及偏旁部首共计6 763个字模,经过纵向取模、字节倒序处理后存储到了e-flash上。

2.4 随机密码键盘模块

系统设计中采用管理键盘专用智能控制芯片hd7279a[ ,管理12个按键。通过调用c函数库中的srand()函数和rand()函数产生随机数。方法如下:取上限为9,下限为0,利用srand(r)产生种子值,其中,r是用于产生种子的变量(该变量的初始值设置为主控设备的地址值),种子值随变量r改变。筛选函数choose()用来筛选rand()函数产生的随机数,得到o~9的随机序列,将这个序列显示在lcd上,用户根据键盘与lcd的对应关系进行按键输入操作。密码输入完成后,下一次产生的o~9的随机序列会发生变化。这样在一定程度上防止了密码被人偷窥。

2.5 电锁驱动电路

图4为电锁驱动电路。主控设备接收卡号后,判断卡号的合法性,若卡号合法,执行开门动作,即将单片机的p2.7置为低电平,光电隔离器工作,测试点a 变为高电平,三极管导通,继电器线圈被驱动,开关闭合,电锁打开;当p2.7置为高电平时,继电器掉电,电锁闭合。

3 软件设计

3. 1 通信协议

pc机与主控设备间的通信包括:下载合法的卡号和序列号、下载注销卡号、上传读卡信息和读卡时间、发布小区广播。其中下载合法序列号和卡号的数据格式是:

开始符(0xf1)+序列号(2字节)+卡号(10字节)+结束符(0xe1)+lcr校验(1字节),

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