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基于非接触式ID卡技术设计的巡更系统

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:389

随着生活水平的不断提高,人们对自己的居住环境要求愈来愈高,其中居住环境的安防设施如:可视对讲、监控、巡更、安防报警等系统便是智能小区的基本设施。现在应用比较多的巡更系统是采用接触式技术采集信息,这种巡更系统如果使用的时间和次数到一定程度时,信息钮与采集器之间的接触部位便会因磨损或生锈而导致数据采集错误、失效。采用非接触式id卡技术便可以避免这种缺点。

非接触id卡的数据读取具有非接触性,即根据不同的硬件电路设计,可以在距离非接触id卡4~10 cm处读取数据。因此,读取非接触式id卡数据无需机械接触即可完成,避免了接触式数据读取而产生的卡的损伤、时间长久而生锈,从而大大提高了卡的使用寿命。此外,非接触式id卡还可以按不同的应用采用一行封装,如硬币型、柱型,并可以将其预埋于目的位置。

2 非接触式id卡及读卡头gp-8的主要特性

内部都有激光可编程rom,卡号便存储在其中。读卡头主要有台湾集嘉公司的gp-8和gp-20们都采用125 khz的典型工作频率,调制方式为曼彻斯特码(manchester)调制,位数据传输周期为512μs。  

读卡头在工作时产生一个125 khz的电磁场来扩展他的距离,当射频卡(非接触id卡)放于读卡头的附近,他从电磁场提取感应电,感应能足以够他内部使用。射频卡的数据以调幅形式发射,读卡头可检测到这些信号并将他们转变成原数据。 读卡头gp-8在最低工作电压5v便有好的读距离。基本输出部件可构成多种通用格式,包括韦更(wiegand)、磁卡仿真,所以他可升级现役的安装。表1为gp-8的管脚介绍。gp-8的输出接口可被用户定制,如表2所示。

本例应用他的serial asdii(rs232)数据输出格式,serial ascii(rs232)数据格式如下(均为十六进制数表示):

stx:起始字,为02h。

data:数据主体,10个字节,均为hexascii码。 

checksum:校验和,2个字节。如校验和为04fh,则checksum为“4”(ascii码034h)和“f”(ascii码046h)。

etx:结束字,为03h。

3 巡更系统之信息采集器工作原理

巡更系统(离散式)主要由信息采集器、信息钮、管理软件组成。信息采集器的主要功能就是采集信息钮号(卡号)和采集时间,他的时钟数据由计算机系统时间设定,然后将所采集的信息送给计算机。信息采集器的原理结构框图如图1所示。

(1)工作原理过程1:信息采集

信息采集器与信息钮(非接触式id卡)非接触感应,信息钮的数据以调幅形式发射给gp-8读卡头,读卡头将数据接收并还原之后以波特率9600 b/s发送给89c2051单片机接收口,单片机将数据压缩处理,即将2个ascii码字节压缩成1个hex码,如卡号为“123400abcd”可以压缩成5个hex字节,如:12h,34h,00h,abh,cdh,以节约e2prom-24c32的存储空间,然后读取pcf8563时间数据,与压缩后的卡号一同存储到e2prom-24c32中,并更新地址指针。

(2)工作原理过程2:数据发送给计算机并刷新时间

将信息采集器与计算机连接(rs232口),打开计算机管理软件。计算机给信息采集器发送数据采集指令,信息采集器响应后将数据还原成ascii码,并将数据一簇一簇(卡号+采集时间)地发送给计算机,直到地址指针所指位置。然后计算机更新信息采集器的时钟数据,信息采集器更新地址指针为0。

4 信息采集器硬件设计

用单片机89c2051来实现对gp-8读卡头的数据采集、对e2prom-24c32存储器数据存储、对时钟芯片pcf8563时间读取控制。数据通过max232电平转换发送给计算机。为了确保时钟芯片pcf8563的连续工作,用一个3 v电池给他供电,并在其电源端并接一个大电容以备换电池时继续工作。因为24c32和pcf8563都是i2c器件,可以共用同一数据线和时钟线,但本例中89c2051的接口资源还有富余,所以将他们分开,以便软件设计。单片机的p1.0,p1.1脚分别作为e2prom-24c32存储器的串行数据/地址和串行时钟线;单片机的p1.2,p1.3脚分别作为pcf8563时钟芯片的串行数据/地址和串行时钟线。图2是信息采集器的主要电路原理图。


5 时钟芯片pcf8563t

pcf8563是phi

随着生活水平的不断提高,人们对自己的居住环境要求愈来愈高,其中居住环境的安防设施如:可视对讲、监控、巡更、安防报警等系统便是智能小区的基本设施。现在应用比较多的巡更系统是采用接触式技术采集信息,这种巡更系统如果使用的时间和次数到一定程度时,信息钮与采集器之间的接触部位便会因磨损或生锈而导致数据采集错误、失效。采用非接触式id卡技术便可以避免这种缺点。

非接触id卡的数据读取具有非接触性,即根据不同的硬件电路设计,可以在距离非接触id卡4~10 cm处读取数据。因此,读取非接触式id卡数据无需机械接触即可完成,避免了接触式数据读取而产生的卡的损伤、时间长久而生锈,从而大大提高了卡的使用寿命。此外,非接触式id卡还可以按不同的应用采用一行封装,如硬币型、柱型,并可以将其预埋于目的位置。

2 非接触式id卡及读卡头gp-8的主要特性

内部都有激光可编程rom,卡号便存储在其中。读卡头主要有台湾集嘉公司的gp-8和gp-20们都采用125 khz的典型工作频率,调制方式为曼彻斯特码(manchester)调制,位数据传输周期为512μs。  

读卡头在工作时产生一个125 khz的电磁场来扩展他的距离,当射频卡(非接触id卡)放于读卡头的附近,他从电磁场提取感应电,感应能足以够他内部使用。射频卡的数据以调幅形式发射,读卡头可检测到这些信号并将他们转变成原数据。 读卡头gp-8在最低工作电压5v便有好的读距离。基本输出部件可构成多种通用格式,包括韦更(wiegand)、磁卡仿真,所以他可升级现役的安装。表1为gp-8的管脚介绍。gp-8的输出接口可被用户定制,如表2所示。

本例应用他的serial asdii(rs232)数据输出格式,serial ascii(rs232)数据格式如下(均为十六进制数表示):

stx:起始字,为02h。

data:数据主体,10个字节,均为hexascii码。 

checksum:校验和,2个字节。如校验和为04fh,则checksum为“4”(ascii码034h)和“f”(ascii码046h)。

etx:结束字,为03h。

3 巡更系统之信息采集器工作原理

巡更系统(离散式)主要由信息采集器、信息钮、管理软件组成。信息采集器的主要功能就是采集信息钮号(卡号)和采集时间,他的时钟数据由计算机系统时间设定,然后将所采集的信息送给计算机。信息采集器的原理结构框图如图1所示。

(1)工作原理过程1:信息采集

信息采集器与信息钮(非接触式id卡)非接触感应,信息钮的数据以调幅形式发射给gp-8读卡头,读卡头将数据接收并还原之后以波特率9600 b/s发送给89c2051单片机接收口,单片机将数据压缩处理,即将2个ascii码字节压缩成1个hex码,如卡号为“123400abcd”可以压缩成5个hex字节,如:12h,34h,00h,abh,cdh,以节约e2prom-24c32的存储空间,然后读取pcf8563时间数据,与压缩后的卡号一同存储到e2prom-24c32中,并更新地址指针。

(2)工作原理过程2:数据发送给计算机并刷新时间

将信息采集器与计算机连接(rs232口),打开计算机管理软件。计算机给信息采集器发送数据采集指令,信息采集器响应后将数据还原成ascii码,并将数据一簇一簇(卡号+采集时间)地发送给计算机,直到地址指针所指位置。然后计算机更新信息采集器的时钟数据,信息采集器更新地址指针为0。

4 信息采集器硬件设计

用单片机89c2051来实现对gp-8读卡头的数据采集、对e2prom-24c32存储器数据存储、对时钟芯片pcf8563时间读取控制。数据通过max232电平转换发送给计算机。为了确保时钟芯片pcf8563的连续工作,用一个3 v电池给他供电,并在其电源端并接一个大电容以备换电池时继续工作。因为24c32和pcf8563都是i2c器件,可以共用同一数据线和时钟线,但本例中89c2051的接口资源还有富余,所以将他们分开,以便软件设计。单片机的p1.0,p1.1脚分别作为e2prom-24c32存储器的串行数据/地址和串行时钟线;单片机的p1.2,p1.3脚分别作为pcf8563时钟芯片的串行数据/地址和串行时钟线。图2是信息采集器的主要电路原理图。


5 时钟芯片pcf8563t

pcf8563是phi

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