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        基于RS485總線和RFID的智能門禁系統實現

        作者: 時間:2012-10-24 來源:網絡 收藏

        485總線收發器采用MAXIM 公司的MAX485,其電路原理見圖2。其中加入光隔離以實現抗干擾及保護功能。利用單片機的P2.3引腳對其內部的發送和接收驅動器進行控制,通過單片機的一個串口與之通信。

        2.2 工作原理

        W77E58具有2個串口,這一點在該系統是至關重要的。單片機控制器既要通過串口與讀卡器通信,又要通過串口與485總線控制器MAX485通信,因此選擇具有2個串口的單片機是解決這一矛盾的最佳方案。而且在相同的時鐘頻率下,它的指令執行速度比標準8051快2.5倍,這對于作為門禁控制器核心的單片機來說也是大有優勢的。

        鍵盤具有12個按鍵,各按鍵的功能定義為:數字鍵0-9、確認鍵及取消鍵。用戶可以通過鍵盤輸入密碼信息,也可以通過鍵盤呼叫開門。EEPROM 存儲器AT24C256用來存儲用戶密鑰信息及卡的卡號和密碼信息,它具有IIC總線功能,可以在IIC總線的時序下對它進行讀寫操作;DS1302時鐘芯片用來向系統提供時鐘,為了方便,該時鐘應與上位機一致;另外,采用MAX813看門狗芯片監視程序的運行;采用EA_D20040AR液晶顯示器顯示用戶通過鍵盤輸入的密碼、實時操作信息及系統時間信息等;采用DS2Y—S繼電器控制電門的開關狀態。

        3 系統軟件設計

        系統軟件由上位機管理平臺和下位機門禁控制程序組成。

        上位機管理軟件是在Windows XP操作平臺上,利用Visual C++6.0開發的,功能包括卡注冊注銷、住戶信息添加、刪除、查找、編輯、排序、顯示、實時監控、管理員登錄驗證等,具有友好的人機交互界面,顯示直觀,操作方便。系統運行時,各門禁控制器將采集到的卡信息、鍵盤信息及實時操作信息以TxT文件的形式存儲在上位機中;各小區的單元住戶信息以“樹”視圖的形式顯示在平臺界面的左側窗口中。點擊相應的節點,各單元的住戶信息以數據庫表的形式顯示在平臺界面的右側窗口中。平臺下面的“Tab”控件用來實時顯示各門禁控制器的實時操作信息。

        下位機控制程序采用8OC51語言編程,Wave6000編譯仿真。該部分實現的主要功能包括:按鍵密碼及卡信息的讀取和驗證、液晶LCD及LED顯示、時間設置和讀取、經由485總線接收及發送操作信息等。軟件主程序流程見圖4。

        3.1 485通信

        通信波特率設為9600bit·S-1 。通信協議為起始字符+本機地址+功能字符+數據長度+數據信息+結束字符其中,起始字符為’@ @@ ’,結束字符為’$$$’,本機地址為:0~32(可以按照需要選擇);廣告地址為:Oxffo功能字符為:’0’~’F’。

        3.2 串口中斷處理

        串口的功能包括:其一,向上位機發送操作信息,例如刷卡或者密碼認證信息等;其二,接收上位機發送的密碼修改和卡注冊注銷信息,并依此修改EEPROM 相應內容,達到實時更新。中斷流程見圖5。

        3.3 卡及密碼管理與認證機制

        一般情況下每個門禁控制節點的密碼只有一個,該密碼既存儲在上位機的數據庫里,也存儲在EEPR0M里,當上位機修改此密碼時,將修改信息經由總線發送給下位機,進行同步修改。

        用戶的卡信息存儲方式與密碼相同,不同的是每個節點下的卡號信息不止一個,可以幾十個。當用戶通過上位機注冊或者注銷卡時,需要將改動信息經由總線發送給下位機,實現同步修改。認證過程如下:當住戶通過鍵盤輸入密碼時,控制器將該信息與EEPROM 中的密碼信息進行校對。如果正確,則通過繼電器將門打開,并經由總線按照協議向上位機發送密碼開門正確信息;反之,則操作相反。刷卡操作與密碼大致相同。

        3.4 數據庫與實時信息管理

        對用戶信息(卡、密碼)的管理采用數據庫的形式。利用Access2000創建數據庫,包括所有門禁控制節點的密碼表和各門禁控制節點住戶信息表。通過數據庫類的成員變量In—pSet對數據庫進行讀寫操作,可以通過管理平臺添加或者刪除用戶信息。上位機以文件的形式記錄各門禁節點的實時操作信息,文件格式為TxT格式,共創建4個文件,分別用來存儲:實時操作信息、注冊和注銷信息、卡認證信息和鍵盤操作信息。

        4 結語

        本系統實現了射頻RFID卡識別,門禁系統密碼認證,實時信息顯示,上位機數據庫管理與存儲等功能。該系統具有很大的擴展空間,根據需要不僅可以進行門禁控制器節點的擴展,而且在功能上可以加入攝像頭等監控工具。經實驗證明,系統設計合理、工作可靠、開發成本低、性價比高,具有很強的應用價值和廣闊的市場前景。

        基金項目:國家自然科學基金資助項目(59978018)
        作者簡介:楊莉(1983~),女,吉林大學電子科學與工程學院 碩士研究生.

        參考文獻

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        [4]鄒麗新,朱桂榮,陸家昌,等.基于RS-485總線的多點式空氣潔凈度監測系統I-J].電子技術應用,2006,32(8):135—136.
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