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:359

　　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