門禁系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化公共安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，是重要部門出人口實現(xiàn)安全防范管理的有效保障。隨著無線射頻識別(RadioFrequencyIdentification)技術(shù)和IC卡技術(shù)的發(fā)展，非接觸式IC卡憑借其卓越的應(yīng)用特性和優(yōu)越的市場前景，已成為住宅、樓宇弱電系統(tǒng)的重要組成部分，并成為智能小區(qū)現(xiàn)代化管理的重要標(biāo)志?，F(xiàn)有的門禁系統(tǒng)中，各控制器同PC機(jī)的通信一般是通過RS一232，RS-485總線或CAN總線進(jìn)行的，設(shè)備之間的物理連接復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)改造施工困難，對于新增用戶來說新增布線更是繁瑣。應(yīng)用無線傳輸模塊構(gòu)建門禁傳輸網(wǎng)絡(luò)，克服了上述困難，實現(xiàn)了計算機(jī)對智能小區(qū)出人口的管理。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    系統(tǒng)框圖見圖1。本系統(tǒng)主要由主控設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(簡稱無線模塊)、讀卡模塊、卡片、電控鎖和管理PC機(jī)等組成嘲。主控設(shè)備是門禁系統(tǒng)的核心部分，通過無線傳輸模塊與計算機(jī)通信，下載用戶卡號、序列號及小區(qū)廣播等信息，并上傳讀卡信息、時間信息和報警信息。用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，實現(xiàn)PC機(jī)和主控設(shè)備之間的通信；讀卡模塊負(fù)責(zé)瀆取非接觸式ID卡中的數(shù)據(jù)，并以曼徹斯特碼的形式發(fā)送給主控設(shè)備，主控設(shè)備接收曼徹斯特碼并根據(jù)卡的特性解碼得到卡號；門禁管理PC機(jī)是系統(tǒng)的中央管理機(jī)構(gòu)，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的建立、管理、維護(hù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫下載，負(fù)責(zé)收集、記錄各主控設(shè)備上傳的信息，并以廣播方式向各個主控設(shè)備發(fā)送信息。

2硬件電路設(shè)計
2．1讀卡模塊
    讀卡模塊采用了RF001模塊，它從工作頻率為125kHz的EM4100卡中讀取數(shù)據(jù)。外接線圈由線徑為0．21mm的漆包線繞制而成，其形狀為正方形，面積為81cm，共65匝。系統(tǒng)上電后，當(dāng)EM4100卡進(jìn)人讀卡工作區(qū)域后，卡內(nèi)LC振蕩電路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，內(nèi)部電容充電并最終獲得1．5～7．5V的工作電壓，這時EM4100卡內(nèi)數(shù)據(jù)被連續(xù)發(fā)送出去。讀卡模塊接收、解調(diào)信息，通過引腳輸出TTL電平的曼徹斯特碼給主控設(shè)備。

2．2無線數(shù)據(jù)傳輸模塊
    無線數(shù)據(jù)傳輸模塊選用了PTR2000，該模塊滿足無線管制的要求且無需使用許可證，采用抗干擾能力較強(qiáng)的FSK調(diào)制／解調(diào)方式。設(shè)計中，通信頻率設(shè)定為434．33MHz(PIN2置為高電平)。系統(tǒng)運行中，模塊始終處于工作狀態(tài)(PIN6置為高電平)嘲，PTR2000與管理PC機(jī)串口的接口電路見圖2。[nextpage]

2．3液晶顯示模塊
    顯示部分采用點陣式液晶塊TM12864ABA，其行列控制器分別為HD61202和HD61203，驅(qū)動電路見圖3。軟件管理平臺向各主控設(shè)備發(fā)送廣播時，主控設(shè)備接收顯示命令和數(shù)據(jù)，查詢字庫，并在液晶屏上顯示相應(yīng)的廣播信息。為減少傳輸字節(jié)數(shù)，自制了以大容量串行e—FlashMM36SB020為載體的16×16點陣字庫，MM36SB020采用兩線串行總線方式與單片機(jī)相連。設(shè)計中用VB6．0編寫提取字模的程序，將GB2312—8O中的HZK16第1、第2級常用字及偏旁部首共計6763個字模，經(jīng)過縱向取模、字節(jié)倒序處理后存儲到了e-Flash上。

2．4隨機(jī)密碼鍵盤模塊
    系統(tǒng)設(shè)計中采用管理鍵盤專用智能控制芯片HD7279A[，管理12個按鍵。通過調(diào)用C函數(shù)庫中的srand()函數(shù)和rand()函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。方法如下：取上限為9，下限為0，利用srand(r)產(chǎn)生種子值，其中，r是用于產(chǎn)生種子的變量(該變量的初始值設(shè)置為主控設(shè)備的地址值)，種子值隨變量r改變。篩選函數(shù)choose()用來篩選rand()函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，得到O～9的隨機(jī)序列，將這個序列顯示在LCD上，用戶根據(jù)鍵盤與LCD的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行按鍵輸入操作。密碼輸入完成后，下一次產(chǎn)生的O～9的隨機(jī)序列會發(fā)生變化。這樣在一定程度上防止了密碼被人偷窺。

2．5電鎖驅(qū)動電路
    圖4為電鎖驅(qū)動電路。主控設(shè)備接收卡號后，判斷卡號的合法性，若卡號合法，執(zhí)行開門動作，即將單片機(jī)的P2．7置為低電平，光電隔離器工作，測試點A變?yōu)楦唠娖?，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈被驅(qū)動，開關(guān)閉合，電鎖打開；當(dāng)P2．7置為高電平時，繼電器掉電，電鎖閉合。[nextpage]

3軟件設(shè)計
3.1通信協(xié)議
    PC機(jī)與主控設(shè)備間的通信包括：下載合法的卡號和序列號、下載注銷卡號、上傳讀卡信息和讀卡時間、發(fā)布小區(qū)廣播。其中下載合法序列號和卡號的數(shù)據(jù)格式是：

    開始符(0xF1)+序列號(2字節(jié))+卡號(10字節(jié))+結(jié)束符(0xE1)+LCR校驗(1字節(jié))，數(shù)據(jù)長度為15字節(jié)。

    主控設(shè)備向PC機(jī)發(fā)送請求應(yīng)答指令后，等待PC機(jī)的應(yīng)答，得到應(yīng)答后進(jìn)行相應(yīng)的操作；若在設(shè)定的T時間內(nèi)沒有接收到應(yīng)答信號，表明網(wǎng)絡(luò)忙(這種情況容易在多個主控設(shè)備同時向PC機(jī)發(fā)送請求應(yīng)答指令時出現(xiàn))。解決方案是采用隨機(jī)延時方法，即主控設(shè)備再次發(fā)送請求指令，并根據(jù)其地址值產(chǎn)生一個初始種子值，產(chǎn)生0-255的隨機(jī)數(shù)，這個隨機(jī)數(shù)與(設(shè)為5ms)相乘得到隨機(jī)的延時時間。延時等待T。后若仍未得到PC機(jī)應(yīng)答，則再次發(fā)送請求指令，以此類推，直到得到應(yīng)答信號。

3．2門禁管理軟件
    該系統(tǒng)采用VisualBasic6．0為前臺開發(fā)工具，主要由通信處理模塊、卡片管理模塊、控制器管理模塊、權(quán)限管理模塊等組成。各模塊均以SQLSERVER為后臺運行數(shù)據(jù)庫，利于實現(xiàn)各模塊之間的數(shù)據(jù)操作和共享。通信處理模塊，主要完成控制指令的發(fā)送和實時數(shù)據(jù)的接收；卡片管理模塊，發(fā)放或注銷序列號、卡號；人員管理模塊，用于建立持卡人員的信息庫；權(quán)限管理模塊，可分層設(shè)定操作者的各項權(quán)限；報表處理模塊，具有強(qiáng)大的報表處理功能。

4結(jié)論
    采用無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)主控設(shè)備與PC機(jī)的信息交互，減少了施工難度，利于日后管理者對門禁網(wǎng)絡(luò)的改造。因此，基于無線傳輸?shù)闹悄苄^(qū)門禁系統(tǒng)定會有廣闊的應(yīng)用前景。