USB接口轉換器在門禁考勤系統中的應用

目前越來越多的公司已經將門禁考勤做為一種自動智能的企業信息管理方式。市場上大多門禁考勤設備采用RS232，RS422，RS485或USB等串行通信接口。

一般的IC卡門禁考勤系統也使用RS-232 接口與PC機通信.如果將USB技術應用于IC卡門禁考勤系統與PC機之間的數據通信,這樣,不僅能使IC卡門禁考勤設備具備USB通信的諸多優點,而且對PC機而言還可以節余1個RS-232串口為其它通信所用.

為了實現IC卡門禁考勤系統中RS-232-USB接口轉換器,需要1臺支持USB的主機,同時還要提供主機 上用于與外設通信的驅動,一般由操作系統提供.此外,還需開發在主機上執行的客戶端應用程序. 在設備端,需要提供具有USB接口的主控制器芯片,以及編寫主控制器上執行的USB通信代碼和用于 執行外設功能的相關代碼.

設備要求

主機必須能夠通過設備驅動接收USB數據,并且使這些數據對處理這些請求的應用程序有效.在主 機中必須有一個驅動負責處理USB傳輸、辨識設備、向USB設備收發數據;同時,還需要有一個設備 驅動-虛擬化串行口,仿效真實的串口.這個驅動必須能夠像真實的串口接收和發送USB數據.

從應用的觀點,設備驅動必須能收發數據,可以通過使用一個虛擬化的串口或通過轉化為USB 數據 實現.微軟提供了一個叫作USB POS的設備驅動,它允許應用程序訪問USB設備時,好像它們連接到 標準串口上一樣.系統大致結構方框圖如下圖所示.

在定義即將使用的微控制器時,必須說明一些通信要求,如:通信速率、頻率、傳輸的數據量等.考 慮到IC卡門禁考勤系統有效的通信速率,可以把USB接口轉換器作為一個低速的設備使用,低速設備通信 速度可以在10~100 Kb/s的范圍變化.考慮到傳輸的數據量和傳輸的頻率, 此系統中使用中斷的 傳輸類型.中斷傳輸可以在2個方向進行,但不能同時進行,這種類型的傳輸要求在規定的時間里 完成相當大數據量的傳輸任務.

　　對于轉換模塊,它可以用于PC機的數據收發,操作系統提供了HID驅動, 允許使用中斷傳輸模式.對于低速設備的一個事務,中斷傳輸最大的包容量是 8字節,如果需要發送大量的數據.則必須把 它分割為很多事務.

　　轉換模塊要定義的另一個特性是所需端點數.如上所述, 端點是微控制器在USB通信過程中所用來發送和接收數據的緩沖區.此系統中,該轉換器定義了2個端點：一個端點(端點0)用來控制 傳輸,另一個端點是中斷輸入端點,定義為發數據給PC機.

圖2為IC卡門禁考勤系統USB通信實現硬件方框原理圖.

一般串行口的有效波特率的范圍在300~19200 bps,我們按處于最大波特率19200 bps的情況來考慮,傳輸1個字符需要時間接近0.75ms;而1個輸入中斷大約每10 ms送1個8字節的數據包,USB接口轉換對于改進IC卡門禁考勤系統起到了非常大的作業，而目前深圳宇泰科技自主研發生產的各類接口轉換器（rs232接口轉換器、rs485接口轉換器、rs232轉485轉換器）和光電隔離保護器在國內性價比很高。