门禁控制（精选12篇）
门禁控制 篇1
1 概述
近年来, 不法分子利用对各种假证非法进入企业、住宅和写字楼进行盗窃等违法行为, 为了保障人生和财产安全, 非常有必要在楼宇的出入通道进行管制, 对进出人员登记进行严格把关[1,2,3]。针对目前智能楼宇安全防范的要求, 该文采用具有独特的64位二进制序列号的信息载体i Button作为身份识别手段设计了一套门禁控制系统, 对智能楼宇的出入口通道进行管控, 能够给楼宇的安全管理提供保证。
2 硬件设计
门禁控制系统的总体结构框图如图1所示, 其主要由电源、单片机、身份识别模块、时钟模块、数据存储模块、显示模块和电控锁继电器控制模块组成, 系统单片机选用常见的51系列, 并可通过具体按键实现设定时间和多用户管理功能。
身份识别模块是门禁系统的核心, 起到对通行人员的身份进行识别的作用, 实现身份识别的方式和种类很多, 目前常用有卡证类、密码类、生物识别类以及复合类等, 相比而言, 具有坚固不锈钢外壳的接触式智能化信息载体i Button既具有非接触式IC卡的易操作性, 又具有接触式IC卡的廉价性, 是当前用于身份识别性价比较优的载体。因此, 该文选用i Button系列中的DS1990为身份信息存储介质, 它采用采用单线协议通讯, 通过瞬间碰触完成数据读写, 整个器件接口只有1根数据线和1根地线, 既传输时钟信号又传输数据, 并还提供寄生电源, 具有节省I/O端口资源、结构简单的优点, 而且还具有抗撞击、耐腐蚀、抗电磁干扰、防折叠、防爆、防潮、防煤尘、唯一的64位光刻序列号、使用温度范围宽 (-40~+85℃) 且便于携带等特点, 存储于其中的数据信息具有相当高的安全可靠性, 提高了智能楼宇门禁控制系统的性能, 成本低廉且便于维护使用[4]。DS1990与单片机的接口电路如图2所示, 其中, P3.2连接DS1990的数据线, 并外接一个5.1K的上拉电阻来提高输出电平。
记录人员的进出时间是门禁控制系统的一项重要功能, 采用单片机通过中断和软件编程实现的实时时钟的精度较差, 因此本系统选用串行时钟芯片DS1302设计实时时钟, 该芯片工作的外围电路简单, 仅需三根线就可以和单片机通信, 可以提供年到秒的时间信息[5]。时钟芯片DS1302的串行接口和单片机的连接如图3所示, 复位端RST和P0.0相连, 高电平时允许I/O端进行数据传输, 低电平时I/O端呈高阻状态;数据输入/输出引脚I/O和P0.1相连, P0.2接SCLK, 用来模拟同步时钟脉冲;此外是DS1302工作的外围电路, 主要包括32.768k Hz外接晶振和备用电池电路。
由于系统要求能将多用户的i Button卡信息和进出时间保存起来, 系统采用E2PROM (AT24C02) 存储记录, 该器件具有内含256×8位存储空间、具有工作电压宽 (2.5~5.5V) 、擦写次数多 (大于10000次) 、写入速度快 (小于10 ms) 、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点[6]。AT24C02采用了I2C总线接口, 能够方便地与单片机连接, 占用很少的I/O口线。在本系统中, 与单片机的接口电路如图4所示。单片机的P0.3口接AT24C02的SDA, 作为串行数据的输入出端口;P0.4口为24C02提供串行时钟信号。由于时钟引脚SCL和数据引脚SDA在作为输出引脚时是开漏极结构, 为了提高电压电平, 设计中P0已接了一个5.1K排阻。
为了实时显示系统当前的工作状态, 如待机显示时间、当出入时显示对应的标识名、提示和错误信息等, 系统需具备显示功能。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点, 在低功耗应用系统中应用广泛[7]。字符型液晶显示模块LCD1602可以显示两行, 每行16个字符, 采用+5V电源供电, 外围电路配置简单, 具有很高的性价比, 因此选用LCD1602来实现显示功能。液晶显示模块和单片机的接口主要包括数据/指令选择端RS、读写信号线R/W、使能信号E控制线和数据线DB0~DB7, 本系统中单片机采用直接驱动方式, 和液晶模块的电路连接如图5所示。
3 软件设计
单片机软件是实现门禁控制系统功能的保证。系统要求开机时可读取系统时间或设定时间, 并由显示模块显示。正常工作时, 系统首先读取i Button的身份信息并判断是否合法, 如果不合法, 则显示错误的用户信息并且继电器不工作, 蜂鸣器发出无效提示音;如果判断为合法用户, 则把信息和时间保存到系统中同时继电器工作 (开门) , 蜂鸣器发出有效提示音。软件采用单片机C语言模块化设计, 首先初始化单片机、液晶显示模块, 然后读取并显示系统的时间, 软件主要由身份识别模块、时钟模块、存储模块和液晶显示模块等组成, 下文介绍模块的设计思路。
3.1 身份识别模块
身份识别模块读写功能的软件设计主要解决i Button与单片机的数据交换和读写基本操作的实现问题。正常工作时, 单片机循环扫描DS1990, 检测是否存在, 首先发出一个“复位”脉冲, 启动总线, 延时500us后, 通过检测应答脉冲, 查询是否在线, 如果在线, 并写入读ROM命令 (0x33) , 然后从DS1990读入8个字节的数据 (即64位序列号) , 并保存到缓冲区, 读取后再判断读入的序列号是否有效, 如有效, 则进一步访问序列号存储区, 将读入的序列号和存储区中的序列号进行比对, 过程如下:首先读取外存中存储的序列号个数, 再逐个读取保存在外存中的序列号并进行比较, 如果相等, 则调用显示函数, 显示“Welcome”和“卡号”, 并控制电锁继电器开门, 如果未找到, 显示“Unregistered”。
3.2 时钟模块
时钟模块DS1302的操作软件设计就是对其具有特定地址的内部寄存器进行读写操作。首先通过模拟SPI设计写一个字节到DS1302和从DS1302读取一个字节的驱动函数, 即通过单片机程序制造上升沿和字节右移一位来逐位传送一个字节, 需要注意的是DS1302的数据和地址都是从最低位开始传输的;在上述基础上, 通过调用写入字节和读取字节函数分别实现向指定地址写数据和从指定地址读取数据, 在设计这两个功能函数时, 需要保证在读写期间复位引脚为高, 再依次传输命令字确定要读取或写入的时间/日历地址, 然后读取或修改时间/日历数据, 最后根据本系统的要求分别设计设置初始时间和读取DS1302当前时间的函数, 供主程序调用。
3.3 存储模块
存储模块为系统的运行保存已授权i Button的序列号和出入的时间, 所以必须设计可靠的存储器读写软件, 单片机通过模拟I2C实现读写存储芯片AT24C02, 主要包括开始位、停止位和应答位的编程。根据AT24C02的时序[6], 表示“开始位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平, SDA由高电平变为低电平;表示“停止位”的函数编写顺序依次为:SCL拉为高电平, SDA由低电平变为高电平;需要注意的是上述过程需要一定的建立时间, 在程序编写时要加入延时函数。“应答位”则是通过先将SDA拉高、再查询SDA的状态来实现的, 通常在传送一个字节数据后调用, 在此基础上根据读取和写入数据格式设计字节写操作和读操作函数。
3.4 液晶显示模块
门禁控制系统的设计要求在没有访问者时液晶显示模块显示当前时间, 如果有人员进出或设置操作时, 显示使用和管理信息、操作提示信息。显示模块的单片机软件即通过读写命令控制液晶显示器的基本配置和字符显示, 主要包括写指令数据到LCD、设定显示位置和写显示数据到LCD, 该部分的设计方法文献[7,8]有详细介绍, 该文不再赘述。
4 结论
样机试运行表明, 该文设计的智能楼宇门禁控制系统, 电路简单, 使用方便, 可靠性高、系统维护方便、适用范围广且价格低廉, 可用于学生宿舍、停车场、仓库等场合。
参考文献
[1]金鑫.基于单片机控制的门禁系统的设计与实现[J].电脑知识与技术, 2010, 6 (6) :1480-1481.
[2]张洁, 刘苹, 冉会中.智能门禁控制器的设计与实现[J].现代电子技术, 2012, 35 (14) :14-15.
[3]朱正伟, 顾浩.基于AVR单片机的多功能门禁控制器的设计与实现[J].常州大学学报 (自然科学版) , 2012, 24 (4) :58-62.
[4]李琳琳, 周伟, 邓黎黎.基于DS1990A的智能巡更系统[J].兵工自动化, 2008, 27 (5) :61-63.
[5]冯大捷.基于DS1302电子时钟的设计[J].科技视界, 2012 (2) :118-120.
[6]卢旭锦.基于Keil C的AT24C02串行E2PROM的编程[J].现代电子技术, 2007 (8) :154-157.
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[8]常昭诠.基于单片机和SMC1602的超声波测距系统设计[J].电子元器件应用, 2008, 10 (1) :33-35.
门禁控制 篇2
克立司帝控制系统（上海）有限公司
Crest Control System（Shanghai）Co., Ltd.智能门禁管理控制系统功能说明
目 录
1.技术解决方案...............................................................3 2.系统说明...................................................................4 3.系统技术说明...............................................................5
3.1外形美观...............................................................................................................................5
3.2硬件看门狗...........................................................................................................................5 3.3人性化管理...........................................................................................................................5 3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备...........................................................5 3.5丰富实用的报警模式...........................................................................................................5 3.6强制关门...............................................................................................................................5 3.7紧急开门功能.......................................................................................................................6 3.8双门互锁...............................................................................................................................6 3.9防潜回、防尾随设计...........................................................................................................7 3.10里外校验开门模式.............................................................................................................7 3.11支持多种识别设备.............................................................................................................7 3.12灵活丰富的多时段设置.....................................................................................................7 3.13多种保护电路设计.............................................................................................................7 3.14强大的跨网段功能.............................................................................................................7 4.软件功能简述...............................................................8
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1.技术解决方案
根据项目技术要求，克立司帝提供一种“分体式智能门禁管理系统”，其以综合布线系统为基础，以计算机网络为桥梁，全面实现对通讯系统、办公自动化系统的综合管理。
系统以非接触式智能卡为出入介质，任何外来人员不能随意开启门锁。所有门禁管理终端通过网络与电脑连接，所有有效卡及用户权限通过软件下载至门禁管理终端，保证脱机、脱网状态下的人员刷卡正常出入。
由于安全性和高效率管理的需要，分体式智能门禁管理控制系统的设计应遵循下列原则： 实用性
整个门禁系统方案在符合客户基本需求的基础上，遵循实用的原则，实现高效的利用率和可操作性。另外，系统门禁管理终端和管理软件相互配合，达到使用系统的最大优化性，管理人员只需具备电脑初级操作水平，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领。 稳定性
门禁系统的运用在我们的工作和生活中起着相当重要的作用，且门禁是一个长期不间断运行的系统，所以系统的稳定性显得极其重要。克立司帝的分体式智能门禁管理控制系统终端设备采用全贴片技术，所有电子器件均选用工业级，软件自主研发，在规划与设计方面遵循功能模块化设计原则，使得程序运行更加高效与稳定。本公司的门禁系统经过专业机构检验，并获得相关检验报告，产品自上市以来经过现场应用的检验，拥有相当成功的应用案例、固定客户群和相应的客户服务体系。 安全性
分体式智能门禁管理控制系统强大的实时监控与联动功能为使用者带来了可靠的安全性，特别是在对安全性要求严格的场所，比如：银行、监狱等，门禁管理控制系统必须保证在非理想状态下正常有效的工作，充分保证用户的安全性。 可扩展性
智能化建筑已成为这个时代的建筑特征，用户的需求也不仅仅限于门禁系统，为了达到各系统间的相互兼容、相互配合，在系统的设计方面我们除了考虑管理系统的扩展外，在满足用户需求的情况下，也最大程度的保证了某一管理系统故障后不影响其他系统的正常运行。
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2.系统说明
拓朴图注解：
1、图中以单门双向门禁控制器、双门双向门禁控制器和四门单向门禁控制器为例，展示了各种门禁控制器与读卡器及门锁和开门按钮的连接方式及关系；
2、整个系统数据服务中心可连接不限数个基础单元管理工作站，所有管理工作站通过交换机与服务器连接，实现信息交换与共享；
3、每个门禁控制器都支持TCP/IP通讯方式，针对不同的现场环境选择不同的门禁控制器，所有管理电脑通过分配给每个门禁控制器固定IP地址来识别和管理门禁控制器；
4、所有系统中使用的卡片可集中到服务器上去发行。
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3.系统技术说明
3.1外形美观
外形美观、细致、坚固耐用，由欧洲设计师专为中国市场打造；独有的多重认证方式，保证刷卡资料的正确性。
3.2硬件看门狗
硬件看门狗，保证机器工作稳定，死机后能自动重启。
3.3人性化管理
一张感应卡可以代替所有的大门钥匙，且具有不同的通行权限，在权限范围内的大门，刷卡才可进入，同时也要遵循时间段及期限的限制。所有人员的进出情况都将在电脑中记录，便于针对具体事件的发生进行查询及落实责任。
3.4方便使用及管理，无需因为卡片丢失而更换设备
当卡片遗失可在系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该卡片也无法进入，您不必为了安全起见重新换锁，为每个人重新配钥匙。对于辞职离开的人员可采用卡片禁用（挂失或退卡）方式，该员工卡片以后都无法刷卡进入。
3.5丰富实用的报警模式
所有的报警都会在总控制电脑上实时显示红色闪动记录，并驱动计算机音箱提醒管理者注意，通过报警输出和消防联动扩展板，还可以驱动警笛警灯等予以现场报警。
非法闯入报警：门被人非法强行破坏打开。
门长时间未关闭：人员进入后，门没有关好，超过一定时间予以报警提醒进入的的人员或者控制室的管理员安排关好该门，该时间可以自定义设置。
非法卡刷卡报警：该功能可以有效地提醒管理员有人试图重试一些卡片来开门。胁迫报警：工作人员被人胁迫要求打开某些门，如果该工作人员拒绝开门或者强行报警会被犯罪份子进行人身伤害，所以此时工作人员可以假意顺从犯罪份子，输入特定的反胁迫密码，此时门被自然打开，系统可以不动声色地将被胁迫的报警信息发送给中央控制人员的电脑，并驱动报警，及时采取措施。并同时保障了被胁迫工作人员的人身安全。
3.6强制关门
如果管理员发现某个犯罪份子在某个区域活动，管理员可以通过软件，强行关闭该区域克立司帝控制系统（上海）有限公司 5 地址：上海市松江区荣乐东路552号 电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明 的所有门，使得犯罪份子无法通过偷来的卡刷卡或者按开门按钮来逃离该区域，通知保安人员赶到该区域予以抓捕，犯罪份子注定无处可逃。
3.7紧急开门功能
当工作人员早、晚在金库接送钱箱，或者在非常紧急的情况下（如遇到火警、毒气）按下设置在营业厅的紧急开关按钮控制报警输出和消防联动扩展板，即可实现临时紧急打开某些门。
3.8双门互锁
许多银行的重要通道(例如通往储蓄所工作大厅的通道)设置有两道门，要求两道门予以互锁，以方便有效地控制尾随或者秩序进入。
当第一道门以合法方式被打开后，若此门没关上，则第二道门不会被打开；只有当第一道门关闭之后，第二道门才能够被打开。同样的道理，如果第二道门没有关好前，第一道也不予以刷卡打开。
本系统可以方便便捷稳定地软件设置来启用或者禁用这两个门所辖的控制器的这个功能，无需额外的物理接线。如果使用四门控制器还可以启用三道门，甚至四道门的互锁。
应用案例举例：
前后两道防盗门组成一个全封闭的安全走道，门上装有猫眼或防弹玻璃－观察窗，用于监视通道内的所有情况，正常使用时，职员拿出经过授权的合法卡在读卡器上读一次卡，得到系统主机确认后，系统主机将自动开启公共区域的1号门的电锁，持卡人再用钥匙打开机械锁才能进入1号门，进入中转区域，防盗门的宽度只允许容一个正常人身位通过，防止不法分子尾随进入。进入通道后必须关好第一道门，才能通过刷卡或第二道门外的出门按钮开启防盗门。
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3.9防潜回、防尾随设计
有些特定的场合要求，执卡者从某个门刷卡进来就必须从某个门刷卡出去，刷卡记录必须一进一出严格对应。进入进门未刷卡，尾随别人进来，出门刷卡时系统就不准他出去，如果出门未刷卡，尾随别人出去，下次就不准他进来。或者某人刷卡进来后，从窗户将卡丢给其他人，试图进来，系统也会拒绝该人刷卡进来。如果用户设置启用该功能就可以实现该功能，该功能一般用于部队，国防科研、银行金库等场合。这个功能对于落实谁何时处于某个区域提供了有效证据(适用于某些案件的勘查)，有效地防止尾随，维持良好门禁管理秩序有积极的意义。
3.10里外校验开门模式
某些重要的门需要，外部合法人员刷卡后，经内部人员确认后才予以开门。本系统可以通过以下模式来实现：
外部大门设置一台双路控制器，一路接读卡器校验，二路的按钮输入端接管理员校验信号。两路的输出继电器同时控制电锁。合法人员刷卡后，门并不能打开，通过联动扩展板输出请求信号给管理员。管理员桌面安装一个提示灯或者喇叭，管理员收到请求开门的信号后，对比屏幕上的记录核对身份，甚至可以通过银行原有的视频监视设备核对来访者的身份后，通过本地读卡器刷卡，通过单路控制器输出校验许可信号给大门控制器的二路输入点，打开大门。管理员在没有收到合法请求信号时，刷卡门也不会打开。
3.11支持多种识别设备
支持多种识别设备，如：读卡器、指纹机、掌纹机、乱序密码等；能兼容行业内95%以上的识别技术，如：磁卡、条码、生物特征等。
3.12灵活丰富的多时段设置
可设置在某一时间段内刷卡有效。
3.13多种保护电路设计
多反馈电源保护、二级防雷防电涌设计，大负载继电器输出设计并带有瞬间过压保护，所有输入口光藕隔离，保证了系统的安全性与可靠性。
3.14强大的跨网段功能
运用于不同网段内的门禁数据集中管理，适用于：如互联网中总公司分公司门禁集中管克立司帝控制系统（上海）有限公司 7 地址：上海市松江区荣乐东路552号 电话：+86-21-57743398 传真：+86-21-57742958 智能门禁管理控制系统功能说明
理模式，解决大型集团公司远程管理的问题。
4.软件功能简述
系统以C/S结构运作，规模可以自由伸缩
工作站端提供人机交互接口，完成日常收费事务／管理的具体操作；服务器端存储并管理所有数据，接收工作站端的指令，进行实际的运算处理；服务器端数据库采用SQL Server 2000大型数据库服务软件；整个系统共用一个数据库，保证了数据的完整和数据传输的可靠；即使系统服务器出现故障，各站点仍能按单机操作方式工作，而不会使整个系统瘫痪。 软件两级管理
软件分为“管理中心软件”和“门禁管理软件”两级管理，采用严格的分级管理程序，操作口令和智能卡权限验证设计，有效地避免了非法越级操作，各级的管理权限由客户自己定义。两级管理易于扩展一卡通管理系统架构模式。 支持常开、常闭功能
主要用于出现火灾等紧急疏散情况或特殊情况，通过软件强制打开或关闭某个特定的门，用于紧急或疏通场合。 多种登录方式
可以给不同的操作人员设定不同的用户名和密码。操作人员在登陆软件时可直接读卡或输入用户名+密码来登录。
人事资料管理
操作员可以把持卡人的姓名，电话号码，编号等资料输入电脑，以便在实时监控人员进出时了解进出人员的详细资料，包括姓名、编号、电话号码、地址等。 人员进出权限设定
根据需要可设定人员出权限，如允许进入哪扇门、什么时间可以进入这扇门、是否实行假日管制、是否实行反潜回管制等进出权限设定。本软件提供的强大功能，确保你在使用时得心应手。 快速发卡
通过管理中心软件发好的卡片可在权限内的一卡通子系统中使用，无需重复发卡。
丢卡挂失，严密管理
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持卡人不慎遗失卡片时，在软件中将其挂失作废，当门禁读卡挂失卡片时，可通过软件报警提示管理员。 实时监控、远程开门
实时监控界面方便管理员查看每一个人员的进出资料，包括进出人员的姓名、性别、编号、电话号码及地址，也可以通过实时监控来查看每扇门的开关状态。你可以足不出户，通过软件远程开门。当发生火灾时你可以在1秒钟之内，将系统所有的门打开，方便人员逃离。 电子地图
先进的电子地图功能，方便管理员直观的查看门禁的分布情况及门的开关状态。
一卡通管理中心——设置界面
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门禁管理软件——主界面
门禁管理软件——实时监控
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门禁管理软件——电子地图
门禁控制 篇3
【关键词】门禁系统；实验室；控制器
一、门禁考勤系统组成
门禁考勤系统是许多设备的组合，一般有以下部分组成：控制器、读卡器、转换器、电控锁、感应卡、管理软件系统等组成。控制器是门禁系统的核心部分，一般有接收、运算信息数据、向外发布指令或把实时监控的情况传回主机等功能。控制器可以分为单门、双门、四门等型号，门禁系统的前端设备为读卡器，它主要的功能是读取感应卡的数据，并把读取到的数据信息传输给控制器，目前读卡器的技术已很成熟，供用户选择的种类也很多，用户可根据自身的实际设计情况选择抗电磁干扰性强、信息数据传输距离较长或是感应距离远的读卡器。转换器是计算机与控制器之间进行信息通讯用的设备，为了提高系统的安全性，有些转换器还带有加密功能。电控锁主要是对门进行开、关控制工作，其次还用于接收控制器发来的指令，并通过这些指令来执行，目前电控锁有电插锁、电磁锁等种类。感应卡通过磁力线圈产生一种感应电流，感应卡能过电流把卡内的数据信息传送给读卡器，读卡器通过接收读取信息来判断卡是否合法，感应卡相当于持有人的证件或是开门钥匙，现在产家生产的型号有多种，例如超薄型、钥匙链型等多种型号。门禁系统除了硬件设置外还要有软件系统，软件系统主要完成写入数据信息，对数据进行按受、设置及管理，实现系统对人事的考勤统计、管理等工作。在门禁系统的硬件组成设备里，控制器可谓是系统的心脏，它直接影响着门禁系统的稳定性，影响系统的使用效果。因此接下来本文重点论述控制器的硬件设计及实现。
二、控制器设计要求
门禁控制器分为入口操作和出口操作两种操作，入口操作的流程是先刷IC卡，然后判断卡是否合法，合法的指令门则开启，不合法的指令则禁止进入。出口操作则只要按出门按钮门即开启，延迟一定时间后门再自动闭锁。结合其他门禁控制器的设制，以及从用户的角度考虑，本控制器应该具有的功能和特点如下：一是在宽电压下工作，具有防脉冲干扰设计，在5～18V直流电压范围内可以正常工作；二是可以支持单向出入和双向出入控制，可连接RS485等各种格式的读卡机；三是感应距离在8cm到12cm；四是能够非接触式读取数据，操作要简单，适合任何人使用；五是内带看门狗，具有自我检测功能；六是可以实现脱机、联机工作模式，在线实时监测各门区状态，其次具有丰富的数据接口和通信接口，可以与计算机联机实现管理功能。控制器硬件的选择：根据以上门禁控制器的主要功能、特点及主要技术指标的描述要求，于是对控制器硬件相关器件做了如下选择要求：（1）可以在宽范围的性能要求下实现高集
成度、低成本的单片机作为控制中心；（2）可以编程选择高速、低速晶振和RC振荡方式；（3）具有较宽的操作电压范围；，提供可编程I/O口输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出和内部看门狗定时器；（4）使用串口器件，以减小印制板的大小，降低成本和功耗。依以上的器件选择要求，经过综合方面的考虑，选择了如下的硬件设备：（1）因系统所需控制器所需的功能较少、使用串口器件，于是选用了I/O较少的DIP20封装单片机芯片，这样可以减小印制板的体积、减少布线数量，降低了成本。本系统选择了P87LPC768单片机芯片；（2）读卡器选择了外购PAR-100AS读卡器；（3）通信接口选用了增强型低功耗半双工RS-485收发器（SP481E型号）。
三、控制器硬件设计
1.P87LPC768单片机。P87LPC768是20脚封装的单片机，可以在较宽范围下实现高集成度、并且成本较低的解决方案。P87LPC768提供了可编程选择的高低速晶振和RC振荡两种方式，具有较宽的操作电压范围。并提供可编程I/O口输出模式选择，可根据用户需求选择施密特触发输入，LED驱动输出或内部看门狗定时器。P87LPC768具有80C51的加速处理器结构，能够使指令执行速度为80C51 MCU标准的两倍。管脚配置如下图。P87LPC768不支持对外部数据存储器的访问。但用户配置字节可被看作象外部数据存储器一样，通过MOVX指令进行访问。
2.RS-485通讯接口器件芯片的选用及说明。通常的微处理器都集成有1路或多路硬件UART通道，可以非常方便地实现串行通讯。在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域中，也常常使用简便易用的串行通讯方式作为数据交换的手段。RS-485标准通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台。同时，RS-485电路具有控制方便、成本低廉等优点。在过去的20年时间里，RS-485作为一种多点差分数据传输的电气规范，被应用在许多不同的领域，作为数据传输链路。它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。RS-485器件非常适用于点对点的串行通信或有上百个节点的网络中。RS485的信号传输距离可以达到1200m，速率高达20Mbps，并可以用在强噪声的环境中正常工作。Sipex公司生产的RS-485通讯接口器件芯片有全双工收发器件、半双工收发器件和单收、单发收发器件，本系统选用的RS-485通讯接口器件是SP481E型号芯片，SP481E芯片是由业内专业的通讯接口器件厂商Sipex公司设计生产的ESD保护增强低功耗半双工RS-485收发器，能够直接替换通用的RS-485收发器。SP481E完全满足RS-485和RS-422串行协议的要求，具有增强型ESD性能。增强的ESD使得SP481E可承受±15kV人体放电模式和IEC1000-4-2接触放电模式。这两个器件与Sipex的SP481和SP485的管脚互相兼容，同时兼容工业标准规范。和之前的版本一样，SP481E承袭了Sipex的BiCMOS设计工艺，可实现低功耗操作，但不影响其它特性。它们完全符合RS-485和RS-422协议的要求，数据传输速率可高达10Mbps（带负载）。SP481E还包含低功耗关断模式。低功耗半双工RS-485收发器-SP481E特性说明：5V工作电压；低功耗BiCMOS制造工艺；驱动器/接收器满足多分支结构配置；SP481E具有低功耗关断模式；增强型ESD规范。
参 考 文 献
[1]吴国英.非接触IC卡技术在门禁系统中的应用[J].中国安防产品信息.2004（2）
[2]张敬.软件工程教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003
[3]贺利芳，范俊波.感应卡门禁系统的研究与实现[J].信息技术.2004（3）
门禁控制 篇4
关键词：控制系统,数据筛选,安全
门禁系统是安防系统中最重要的子系统之一, 而门禁控制器又是门禁系统的核心。许多生产安防设备的大厂都有自己品牌的门禁控制器, 而且其中不乏国外的产品。这些产品除了拥有我们所需要的稳定性、可靠性之外, 会不会也附带一些安全上的隐患呢?这点需要我们给予充分的关注。
1 门禁控制系统概况
门禁控制器按照结构区分, 基本分成两大类。一类是门禁控制一体机, 另一类是独立的门禁控制器。门禁控制一体机是一种安全性相对比较低的结构类型, 因为这类门禁控制器将门禁系统的身份识别部分和处理控制部分集成在一个设备里。这样在安装设备时, 必然将整机安装在门外, 无形中增加了设备被破坏的可能。而单独的门禁控制器是通过信号线与身份识别部分进行连接, 通过信号线传递识别信息, 完成开门操作。这样在安装设备时, 可将控制器安装在门内, 增加了设备的安全性。在这里我们主要讨论独立的门禁控制器的安全问题。
独立的门禁控制器与前端识别设备之间需要进行通讯, 现在使用的通讯方式基本上为两种, 一种是使用RS485总线进行通讯, 另一种使用韦根线进行通讯。
RS485通讯使用双绞线进行半双工通讯, 采用平衡发送和差分接收, 因此具有抑制共模干扰的能力, 传输距离可以达到数公里, 可实现高速的信息传送。RS485通讯采用总线式的连接方式, 可保证多台设备正常工作, 而且它是串行通讯, 所以每台拄接在总线上的设备有自己的ID地址, 进行数据通讯时, 系统保证总线上只有一台设备发送数据, 其它设备处于接收数据状态;设备之间采用自定义的协议传输数据。
韦根通讯是一种经常在安防系统中使用、通过两芯线进行点对点近距离通讯的通用通讯协议, 最常用的格式有Weigand26, 它通过DATA 0和DATA 1两条数据线分别传送数据“0”和“1”, 每帧传输的数据为26Bit。它利用在两条通讯数据线上分别产生的脉冲生成数据序列, 通讯距离大约10米左右。
2 安全问题提出
比较两种常用的通讯模式。RS485总线通讯采用厂家自己定义的协议, 而韦根采用通用协议。自定义协议会有更多的设计空间, 这里我们主要针对这种通讯模式进行研究和探讨。
由于在门禁系统中, 门禁控制器多数是通过RS485总线连接感应读卡器、键盘、磁卡读卡器、指纹读卡器等前端设备, 而使用RS485串行总线进行通讯的设备需要依照自定义的通讯协议进行数据交换, 因此。生产门禁控制器的生产厂家都会生产与之配套的前端设备。这样就会出现在门禁系统中门禁控制器、前端设备以及它们之间的通讯协议是由一个生产厂家设计生产的情况。在这种情况下, 就不能够排除门禁控制器“后门卡”存在的可能性。这里所说的“后门卡”是指门禁控制器生产厂为了某些目的, 在门禁控制器上预留后门, 当使用某些特定的卡片或是结合某些特定的操作之后, 使用这些未被注册的卡片就可以启动门禁控制器打开门锁。如果门禁系统遭到“后门卡”的攻击, 我们的门禁系统就会在瞬间被轻易攻破, 同时也意味着为加固周界所做的努力瞬间便付之东流。虽然这只是一种推测。但从技术层面来讲, 实现这种“后门卡”功能完全是可能的。这也正是我们的用户, 特别是对安全有着特殊要求的用户, 所担心的一个问题。
3 解决方案
3.1 门禁控制器工作原理
为了阻断“后门卡”的通路。我们必须首先熟悉门禁系统各个设备的工作原理, 了解各个设备是如何协调工作的, 掌握其运行的机制, 这样就可以找到解决问题的办法。
为了说明问题, 我们可以构建一个简化的门禁系统模型。在这个模型中, 使用一个门禁控制器控制管理一个感应读卡器, 设备之间通过RS485进行数据通讯。
系统的工作流程如图1所示。
门禁控制器工作在两种模式之下。一种是巡检模式, 另一种是识别模式。
在巡检模式下, 控制器不断向读卡器发送查询代码, 并接收读卡器的回复命令。这种模式会一直保持下去, 直至读卡器感应到卡片。当读卡器感应到卡片后, 读卡器对控制器的巡检命令产生不同的回复, 在这个回复命令中, 读卡器将读到的感应卡内码数据传送到门禁控制器, 使门禁控制器进入到识别模式。
在门禁控制器的识别模式下, 门禁控制器分析感应卡内码, 同设备内存储的卡片数据进行比对, 并实施后续动作。门禁控制器完成接收数据的动作后, 会发送命令回复读卡器, 使读卡器恢复状态, 同时, 门禁控制器重新回到巡检模式。
3.2 数据筛选器的工作原理
数据筛选器如同门禁控制器一样, 一般工作在巡检模式下, 它不断向感应读卡器发送巡检数据, 并且等待获取感应卡内码数据。在这个过程中, 感应读卡器已经完全和门禁控制器分离, 门禁控制器对它的巡检命令完全由数据筛选器完成。只有当数据筛选器获取到卡信息并通过自身验证之后, 才将数据送到门禁控制器。建立起感应读卡器和门禁控制器的联系。
数据筛选器进行自身验证的数据源是经可靠途径获取的卡片内码数据。“后门卡”的内码不可能被传递到数据筛选器中, 从而阻止了“后门卡”的攻击。
3.3 数据筛选器的硬件实现
根据以上思路, 可使用单片机实现硬件电路设计。单片机的一个串口, 同门禁控制器以及读卡器进行通讯, 这个串口通过切换电路来保证在一个时间点上只能和两种设备之一进行通讯, 所有传送到门禁控制器的命令全部是经过单片机程序确认的合法命令, 这样就可实现数据的筛选和隔离。同时, 单片机还要通过另一个串口, 监听门禁控制器与控制计算机之间的通讯, 通过解析通讯内容, 来获取合法的感应卡内码数据, 并将数据存储在一个大容量E2PROM中, 作为数据比对的依据。
4 结语
门禁控制 篇5
校园门禁管理系统解决方案
一、公司简介
北京泰德汇智科技有限公司是一家专业从事智能卡一卡通(校园、企业)相关通道门禁管理系统的研发、生产、销售、工程安装和技术服务的高新技术企业。在智能卡应用通道门禁管理系统方面产品的研制、应用已达到行业领先水平，泰德公司主要产品均通过了国家强制产品认证（3C认证）。
泰德公司汇聚了一批优秀的科技人才、专业管理人才、卓越的销售人才以及快捷的售后服务队伍，是一个专业化的充满活力的集体。我们将坚持泰德汇智人的经营理念—“用户至上, 信誉第一”，真诚为用户更好的服务。我们坚信，实施严格的ISO9001质量管理体系，优质的产品加上周到的服务是我们持续发展的动力。
21世纪是科技飞速发展的时代，泰德汇智人将以“团结协作、开拓创新、细致高效、持续改进”的企业精神，凭借迅捷可靠的行业信息渠道、丰富的产业管理经验、强大的科研能力和雄厚的资金实力，以高起点、高速度建立起了良好的企业信誉，在智能卡行业保持领先地位。泰德汇智公司将不断提高企业管理水平，提高产品质量和服务水平，在全体泰德汇智人的刻苦努力下，开拓和发展国内智能卡事业，回报社会！
北京泰德汇智科技有限公司提供一系列一卡通软硬件产品： 校园一卡通系统、企业一卡通系统、校园门禁管理系统、企业通道门禁考勤管理系统、宿舍出入（通道）管理系统、节
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水管理系统、通道门禁管理系统、无障碍通道管理系统、收费管理系统、机房计费管理系统、图书管理接口系统、教务管理接口系统、停车场管理系统等相应系统与软件。
二、校园门禁管理系统概述：
对于工地施工现场、校园大门、宿舍公寓出入管理一直是一个难题，一个校园、企业、公寓宿舍楼等每天都有大量的人员要在单位时内快速进出，管理人员都希望在最短的时间了解以下的信息： 1.有谁进出了？
2.他们是否都有合法的身份和权限？ 3.有谁应该来而没有来？
4.而传统手工登记等管理方式，办理缓慢且容易出错，蓝天卡校园门禁管理系统把精巧的机械设计与微处理器控制及各种读写技术有机地融为一体，通过各种读写操作，完成通道门禁通行控制，并能实现有效身份人员的自动识别，杜绝非法出入。
三、校园门禁管理系统产品展示：
校园门禁管理系统技术参数： 产品规格：850*1650*160(mm)适用环境：室内 室外 环境温度：-40。——70摄氏度
环境湿度：10%-90% 工作电压：12v
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通讯方式：RS485 通道宽度：650-750（mm）
机箱材质：不锈钢钢架、亚克力，防水防雷击设计 读卡距离：800——1000（mm）读头数量：2（根据通道型号可扩展）支持卡型：远距离ID;RF-SIM;产品型号细分：BL-5TD-1/L（单通道）、BL-5TD-2/L（双通道）BL-5TD-3/L（三通道）BL-5TD-4/L（四通道）
四、校园门禁管理系统原理：
数据服务器：存放所有人员信息档案以及出入记录日志、通过时抓拍图像。
发卡工作站：持卡人档案管理，配合读卡器完成卡片发放。
通讯、监控工作站：完成校园门禁管理系统进出记录以及24小时监控任务。
校园门禁管理系统：实时反馈进出记录，当非法人员进出时报警。
监控摄像机：对出入人员监控、拍照。
卡片：利用现有学生（员工）手上的校园（员工）卡，进出校园（企业）时，刷卡进入
工作原理简述：通过校园门禁管理上面的四个红外探头，来判断进出人员的方向，同时校园门禁管理系统上的读卡器发出读卡信号，接受通过人员进入时身上所带卡片信息，通过计算机软件进行识别。合法人员通过时，校园门禁管理系统没有任何异常发生，当非法人员通过的时候，不能正常识别时，系统会有报警，并通过摄像机进行抓拍，实时的显示在管理员办公室的电脑上。
五、校园门禁管理系统主要功能：
非法用户报警功能：
外来人员无卡通过校园门禁管理系统时，校园门禁管理系统会发出声光报警，提示保安人员，同时会抓拍无卡通过人员的影像资料。有效的防止非法人员的进入，也能防止本单位的人未登记的出门；
双向进出、自动方向识别：
每路校园门禁管理系统均可入可出，大大提高设备的使用率，人员通过时，系统会自动识别进出方向，为管理者提供更准确的数据，同时也能防止有入进入出又马上出门；
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通过一人识别一张卡：每通过一人，校园门禁管理系统只能识别一张卡，有效的防止了替代刷卡的现象；
快速通过：根据用户实测，双通道每分钟可以通过150人以上，不会发生拥堵的现象； 24小时监控视频联动功能:当有人员通过时，相关管理人员（例如各个部门的办事员）的电脑马上会显示相应的信息；校园门禁管理系统支持远程的视频监控功能，领导可以在办公室内直接监控任意一台摄像机的画面；
数据统计（职工公寓应用）：
①定长时间无进出记录（一段时间内没有刷卡）的公寓人员名单；
②定长时间内有未刷卡记录（偶尔没有刷卡）的公寓人员名单；
③实时统计住宿公寓人员，筛选出夜不归宿人员；
④来访人员控制；
校园门禁管理系统系统组成：
管理微机和管理软件、多组红外传感器、感应天线、通道控制器、声光报警器、线路、组成。
辅助设备：显示屏、摄像机等。
六、典型案例：
1、校园类：
安徽医科大学，天津大学，上海师范学院，杭州师范学院，中华女子学院，沈阳药科大学，徐州建筑职业技术学院，徐州师范大学，哈尔滨工业大学威海分校，内蒙古职业技术学院，青岛大学，西安外事学院，西安航空旅游职业学院,山西大学，天津理工大学，和河北工业大学,秦皇岛卫校，北京交通职业运输学院,北戴河海事学校,湖南交通职业学院36路，贵阳亚太学院，吉林农业科技学院, 姜堰三水学校, 淮北师范学校,河源中学，安徽医科大学，延安大学创新学院，西安思源学院，陕西航空旅游学院，长春师范大学，北京十四中，扬州仪征师范,江苏仪征职业技术学院，南京审计学院，江苏射阳中学，内蒙古锡盟6中，甘肃平凉一中。
2、企业类：
辽宁油田，大唐热电，张家口卷烟厂，石家庄市政府，塘沽口岸，北京市朝阳区劳动局，400-608-2988
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包头少年宫，北京市国土资源局，北京剑江制衣，河北昌黎宏信钢厂，河北唐山联通总部，张家港科技园。
3、地铁类:
北京地铁9号线, 北京地铁10号线, 北京地铁4号线，北京地铁5号线。
大连地铁, 沈阳地铁，郑州地铁。东莞地铁，青岛地铁。
信息来源：北京泰德汇智科技有限公司-小朱
由门禁引发的一则争论 篇6
是年农历八月十二日，慈禧太后命身边的小太监李三顺带着一包礼物，出宫送给自己的妹妹醇王福晋。李三顺行至午门，门卫以未得到敬事房通知为由不予放行。李三顺与门卫发生口角，接着又有了肢体冲突。李三顺一赌气把礼物扔掉，回去向慈禧报告说门卫强行搜身以致物品丢失。慈禧正在病中，心情不好，大怒，遂跑到慈安太后那里大哭，要求杀了护军（门卫）给自己出气。其时，实际掌握朝廷权力的是慈安、慈禧两人。慈安虽然地位高于慈禧，但她性情温和，谨守规矩，不愿过多干涉政事，大多交给慈禧处理。这次为了安慰慈禧，她亲自下令刑部暨内务府嚴查，一定要给慈禧一个说法。
刑部和内务府遵旨查办，三次提交处理意见，但两位太后均不满意。11月28日，递交上来的意见依然跟以前一样，说明相关办事人员还在坚持己见。第二天，太后以皇帝的名义下旨：将护军玉林、祥福革去护军职位，销除旗档（不再是旗人），发往黑龙江充当苦役，遇赦不赦；护军忠和革去护军职位，圈禁五年；护军统领岳林交刑部严加议处。此谕一出，朝野议论纷纷——对护军不惜格外重处，而对违规在先的太监未置一词，偏袒之迹过于明显，有违约定俗成的“王法”。
坊间流传着不少对于此案的反对事迹。《皇室闻见录》中载，恭亲王认为把护军开除公职就可以了，护军统领岳林罪不至死，交给刑部按章处理即可，所谓“严加议处”似嫌夸张。慈禧说，至少也要“廷杖之”。恭亲王说，廷杖乃前明虐政，不可效法。慈禧怒道，你事事与我做对，你到底是替谁干活儿？恭亲王道，我是道光皇帝的第六子（言外之意，我当然是替皇室着想）。太后说，我革了你的职。恭亲王道，但你革不掉我的皇子位置！
这则轶事演绎的成分居多。皇宫中像这样民间味道的对话应不多见，再说以恭亲王的性格，怎么可能跟慈禧如此针锋相对？也有的说是刑部官员起了重要作用。林纾《铁笛亭琐记》中讲，刑部官员提到根据祖制，门卫尽责理所应当，不能杀。慈安说，何曰祖制？我死了不也是你们的祖宗吗？刑部官员抗言上疏曰，皇帝孝，替母出头，因此责护军甚严；太后慈，应该格外加恩，放宽刑罚，这样大家都好。结果打动了慈安和慈禧。不过，此说还是草根味道太浓，亦不符彼此身份。
事实上，当时的两位言官张之洞、陈宝琛的奏疏对事情的转变起了作用。这两份著名的奏疏流传至今，比《铁笛亭琐记》中记载的刑部官员的奏疏严谨和复杂得多，同时又动之以情，晓之以理，很具代表性。
张之洞在奏疏中首先举了个例子：不久前有个叫刘振生的精神病患者闯进皇宫，差点酿成大祸。此人与宫中太监相熟，太监们对他的闯入有着不可推卸的责任。而此次护军惹祸触怒太后，也是由太监引起，李三顺不过是个十五六岁的小毛孩子，竟如此有恃无恐，这样下去可还得了？因此，“惟是两次谕旨俱无戒责太监之文，窃恐皇太后、皇上裁抑太监之心，臣能喻之，而太监等未必喻之，各门护军等未必喻之，天下臣民未必喻之。太监不喻圣心，恐将有藉此案恫吓朝列妄作威福之患；护军等不喻圣心，恐将有揣摩近习谄事貂珰之事”。有人分析这份奏章时，硬说张“没有一句为护军辩护之意，也没有半字触犯太后至高无上的威严，而是紧紧扣住抑制貂珰得势的祖训家法”，刻意以今人视角证明张之洞如何圆融（乃至圆滑），考虑如何周全之类。而事实是，张之奏疏诚然有忌讳的成分，但要说没把矛头指向太后，也是扯淡，像这句：“万一此后太监等竟有私自出入，动托上命，甚至关系政务，亦复信口媒孽，允其流弊所至，岂不可为寒心哉？”已经明显是指向太后了——你不能纵容太监，否则他们会变本加厉——指出问题的核心所在，这是言官的本分，何需畏首畏尾，处处束缚自己。
陈宝琛的奏疏同样提到不处罚太监的危害：“午门兵丁因稽查出入之太监，以致犯宫内忿争之律，冒抗违懿旨之愆，除名戍边，罪且不赦。兵丁势必惩夫前失，此后凡遇太监出入，但据口称奉有中旨，概予放行，再不敢详细盘查以别真伪，是有护军与无护军同，有门禁与无门禁同。”他在附片中还特意提到：“盖旗人销档，必其犯奸盗诈伪之事者也，遇赦不赦，必其犯十恶强盗谋敌杀人之事者也。”而护军尽其职责，却被如此压制，以后谁还会尽责？“本朝宫府肃清，从无如前代太监犯罪而从严者，断无因与太监争执而反得重谴者”，陈宝琛这已经是在赤裸裸地做比较了：你若一意孤行就违背了先人的规矩；然后给你指出一条明路：“臣愚以为此案在皇上之仁孝，不得不格外严办，以尊懿旨。而在皇太后之宽大，必且格外施恩，以抑宦官。”
这两份奏疏达到了预期效果。不知是两位太后真的被奏疏打动了，还是终于回过味儿来，总之，当年十二月初七，最后的处罚结果出来了：玉林改为杖一百，流二千里；祥福杖一百，鞭责发落；忠和改为杖一百，实行责打；护军统领岳林，免其再行交刑部严议。更重要的是，太监李三顺也受到了惩罚，责打三十大板；首领太监刘玉祥负连带责任，罚银6个月。
这样的处罚结果虽不尽如人意，但毕竟各方都可接受。掌握权力的人随时都有摆脱束缚的冲动，名臣之为名臣，恰表现在关键时刻敢于坚持己见，给掌权者套上应有的夹板，而非瞻前顾后，见风使舵。此后，张之洞和陈宝琛非但没因此被穿小鞋，反而步步高升，成为清末栋梁。
（作者系文史学者）
门禁控制 篇7
关键词：门禁系统,工作原理,框图
1 门禁系统简单介绍
门禁就是出入口控制, 在人进出重要通道的时候, 进行适当级别的权限鉴别, 以区分是否能通过的一种管理手段。
一般可以通过卡片、指纹、虹膜 (眼睛) 来识别来人的身份, 也代表来人的权限。
门禁系统就是替代钥匙的功能, 在一个公共出入口, 给每个人发放钥匙是很不方便的, 要处理人离职入职、钥匙丢失、身份登记、记录跟踪都有很大的难度;如果派遣专人守卫则存在成本高、管理难、有徇私舞弊的可能。门禁系统很好的解决了这些问题, 是现代社会办公场合的基本要求, 也是发展方向。
门禁系统的发展现阶段主要是ID, 智能IC卡等作为门禁识别手段, 但基于生物识别技术的门禁将成为未来的发展方向。
2 单门门禁系统的典型框图及工作原理
2.1 单门门禁系统的典型框图 (如图1)
ID门禁原理:通过读取RFID卡中的数据来判断用户权限。本文介绍的是对基于H4001芯片的ID卡的读取。H4001芯片的内部电路框图如图2。
线圈感应来的电能通过内部的电荷泵给芯片内部各部分电路工作。ID卡读卡原理框图如图3。
3 基于盛群单片机HT48R30-1的单门门禁控制系统系统
3.1 框图 (如图4)
3.2 原理图 (如图5)
3.3 硬件电路及相关电路原理介绍
高性价比单片机HT48R30A
HT48R30A是盛群半导体推出的一款高性能低价2K (ROM) OTP型单片机, 具有四级硬件堆栈。
U2270B主要功能是:载波时钟产生, 线圈驱动, 对数据信号进行滤波, 放大, 施密特整形。其内部框图如图6。
24C16是一个基于I2C总线的E2ROM, 用来存贮授权卡及用户信息。
电源模块:为各功能模块提供电源。
键盘电路:为用户设置提供接口,
ID门禁实现原理:
(1) 从键盘设置进入ID卡录入状态, ID卡靠近读卡线圈, CPU把ID数据读入并存入E2ROM (24C16) ID卡授权完成。
(2) 正常工作情况下, 当有ID卡靠近读卡线圈时, CPU把ID数据读入RAM, 然后从E2ROM中查找是否有相符合的数据, 如果有就驱动电锁开门, 如果没有就提示出错并退出。
(3) 同理可以通过键盘设置删除已授权的ID卡。
3.4 软件设计
本设计的软件主要集中在对ID数据的读取, 校验以及从I2C读取, 写入数据。其中I2C的通讯部分因其成熟和通用就不在此文另作说明。
数据读取设计:从U2270B输出的是一种曼彻斯特编码 (Manchester coding) , 如图7。
接收程序包括:9个同步位, (4个数据位, 1个行校验位) *10, 4个列校验位, 1个停止位, 共计64位。由于篇幅所限只给出同步位接收程序如下:
门禁控制 篇8
1 系统架构
设计的门禁控制系统采用Mifare卡片开锁方式，在工作状态下，读卡器不断通过其内部的线圈发出一个激发信号，持卡人只需将卡片在读卡器附近快速晃动一下，读卡器就能将卡片中的卡片内码读出并在读卡器内暂存，然后控制器将卡片内码同Flash中存储的内码权限进行比较，即进行卡片合法性的检查，控制器再根据对比结果作出相应的输出动作，即开门、报警或其它可控传动设备。同时系统将卡号、持卡人姓名、开门日期、开门时间等信息记录下来，通过RS485总线，把数据传到到管理中心计算机。系统统结构如图1所示。
2 系统硬件设计
系统的硬件平台主要是由门禁控制器模块、存储器模块、LCD显示模块、读卡器模块、键盘模块、电控锁模块等组成。系统硬件结构框图如图2所示。
2.1 门禁控制器
门禁控制器是整个门禁系统的核心，控制器选用ATMEL公司生产的一种低功耗,高性能的8位CMOS微处理器AT89S52。AT89S52具有40个引脚，8KB Flash片内程序存储器，256KB的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口，两个16位可编程定时计数器，5个中断优先级2层中断嵌套中断，两个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S52价格便宜，容易购买，是一种高性价比的控制器。
2.2 存储器模块
存储器模块主要存储Mifare卡片信息，存储器芯片选用K9F2808U0C芯片，这种芯片是16M×8Bit结构的Flash存储器件,使用128M bits,另外还有4M bits的闲置存储空间。芯片电源电压1.8v或3.3v,它是一款性价比很高的大容量固态数据存储器。上电加压后，即可完成在系统的编程与擦除操作，通过对其内部的命令寄存器写入标准的命令序列，可对Flash进行编程(烧写)、整片擦除、按扇区擦除以及其他操作。当需要将程序代码烧写到扩展的FLASH，则需要运行一个装载程序，该程序的功能是通过串口接收要烧写的数据，然后擦除编程Flash。
2.3 RS485通信接口模块
RS485是一种多点、双向、平衡传输规范,被命名为TIA/EIA-485-A标准。RS485由RS232发展而来,它改进了RS232通信距离短、速率低的缺点。RS485是一种平衡通信接口,传输速率最高可达10Mbit/s,最大传输距离约为1200m,并允许在一条平衡总线上连接最多32个设备，RS485完成了门禁控制器与中心管理机的数据传输。
2.4 读卡器模块
读卡器模块选用的是广州周立功单片机发展有限公司的ZLG500C读卡模块，内部功能由其独立完成，支持自动检测卡功能，当检测到卡时，可输出中断信号和输出串口数据，支持RS232、RS485或RS422总线通信，本系统单片机与读卡器之间RS232进行通信。所以只需控制器对其提供的端口进行简单的设置，发送Mifare读卡模块提供的函数，发出简单命令既可完成读卡和写卡任务。
2.5 键盘模块
该键盘模块用来密码开锁，用户通过键盘可以向系统发送开锁命令。所本系统键盘是一个4*4的行列式键盘，总共定义了16个按键。查看键盘中有无按键按下以及所按的是哪一个键，采用的是“键盘扫描”的方法。
2.6 LCD显示模块
LCD显示模块用来显示用户输入的加密后的密码和呼叫的房号，本系统采用液晶屏AT056TN52，这是一个5.6寸，18bit RGB格式，分辨率为640x480的TFT数字液晶显示屏。
2.7 电控锁模块
控磁锁是门禁系统的执行部件,电控磁锁在断电时呈开门状态,符合消防要求。在本系统中采用的是电控锁成品，只需要用使用一个GPIO口，外加一个高低阻态转换的电子开关即可。
3 软件设计
门禁系统软件设计是在KEIL C51开发环境下开发的，整个软件设计包括主控程序、单片机初始化程序、读卡器初始化程序、读卡程序、RS485传输程序等。
3.1 读卡器模式设置
要想让读卡器发射发出激发信号，必须在系统运行后，设置读卡器的检查模式。下面是设置自动检测模式函数。
3.2 读卡器读取信息函数
当有Mifare卡进入到读卡器的有效范围,读卡器从Mifare卡中读取相关信息，存入存储器中。
3.3 RS485通信接口
单片机与管理中心机之间的串行通信采用RS-485标准接口，PC端接一个RS232/485的转换器，单片机采用RS 485进行串行通信,只需要将TTL电平的串行接口通过芯片转换为RS 485串行接口即可,本系统采用的是MAX485芯片。管理中心机作为主机，各门禁控制器是从机，用RS-485总线进行系统通讯需要对其传输协议做规定,最重要的就是帧结构的设计。本系统数据帧的构造如下：主机发送命令帧格式:地址+类型+数据长度+数据+校验和;从机应答帧格式:帧头+地址+类型+数据长度+数据+校验和+帧尾，除数据帧为N字节外(根据从机传送的数据而定),其余均占1个字节。
主机接收到帧头表示该帧的开始,连续接收从机回送的数据,直到收到帧尾表示该帧的结束,准备接收下一帧，一次通信完成，波特率设置:9600 bit/s;传送帧格式:1位起始位、8位数据位、1位数据/地址标志位、1位停止位。
4 结束语
本文设计的门禁管理系统，电路简单,使用方便,可靠性高、系统维护方便、适用范围广且价格低廉，系统采用了模块化设计，可以稍加裁剪改造，比如，添加指纹模块、语音与视频模块按功能即可以成为可视对讲指纹门禁系统，适用于智能小区、公园景点、多校区图书馆等多种不同场合有很好的应用推广价值。
摘要：针对频繁发生入室偷窃抢劫犯罪的事件,该文提出了一种电路简单,实用性强,成本低,使用方便。效果良好的门禁控制系统解决方案,系统实现了开锁、显示、信息传输等功能,文中给出了系统硬件和软件的实现方案。
关键词：单片机,门禁,读卡器,RS485
参考文献
[1]金文光.安防系统工程方案设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
[2]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.
[3]边海龙,孙永奎.单片机开发与典型工程项目实例详解[M].北京:电子工业出版社,2008.
门禁控制 篇9
1 系统总体设计方案
本控制系统设置在小区每个单元的出入口上, 图1为本系统的总体设计方案。系统主要由M04B指纹识别模块、微控制器AT89S52、音频模块、电磁锁控制电路、键盘输入和显示、对讲模块等部分组成。系统通过M04B指纹识别模块识别用户指纹的真伪, 控制电磁锁的开启。当M04B指纹识别模块因指纹湿、干或是角度不够而无法识别指纹时, 启动音乐模块, 告诉用户出错信息。来访者通过键盘输入拨通所要访问的用户分机, 与住户进行对讲。
2 硬件电路设计
2.1 指纹识别模块与控制器的连接
M04指纹识别模块是长春鸿达光电子与生物统计识别技术有限公司专门为用户的第二次开发和利用而设计的专用指纹模块, 模块由指纹采集仪和指纹处理板组成。指纹采集仪部分采用先进的CMOS图像传感芯片和光学技术制成。指纹处理板是整个模块的核心, 能够在控制发送的指令控制下, 完成指纹图像的采集、特征值提取、比对等功能。M04指纹识别模块与控制器之间的连接方式, 见图2。
因指纹识别模块的输入、输出均采用漏极开路形式, 所以图2中的TXD和RXD引脚各接10KΩ上拉电阻提高电路的驱动能力。指纹采集模块与AT89S52串行通信采用方式1 (10位数据帧格式) , 即1个起始位、8个数据位和1个停止位。通信波特率设置为9600bps, 当定时器T1作波特率发生器时, 选用定时器模式2 (自动重装初值) , 设计中AT89S52的晶体振荡频率为11.0592MHz, 则初始值X为0FDH[1]。
2.2 电磁锁控制电路
电磁锁需12V电源供电, 而控制器的工作电压为5V, 所以通过控制器控制固态继电器实现电磁锁的控制。电磁锁的具体控制电路如图3所示。
2.3 存储器电路设计
本设计采用CAT24WC02存储器。CAT24WC02为2048位 (2K) 串行E2PROM, 在内部组织成256*8 位。图4为控制器和存储器的连接图, A0-A2为地址选择线, 最多可以级连8片存储器。但小区门禁系统所要存储的信息不是很多, 选用一片存储器即可, 所以将A0-A2直接接地。读写选择线接到单片机的P2.1口, 时钟线选接到P2.3口, 数据线连接到单片机的P2.2口[2]。
3 系统软件设计
3.1 指纹采集模块通信协议
控制器和指纹识别模块之间要进行数据的正常交换, 必须遵循通信协议, 而且软件设计时, 首先处理好双方之间的数据发送和接收。
指纹识别模块M04与控制器之间的通讯协议采用应答方式, 即M04模块接收到命令后, 先发送应答指令, 然后再进行相应的操作。应答指令包括6个字节, 即:00H、88H、00H、00H、00H、00H。
控制器控制M04的格式包括先导码、控制指令、控制数1、控制数2……控制数N。其中:
(1) 先导码包括7个字节, 即:00H, AAH, 00H, AAH, 55H, AAH, FFH;
(2) 控制指令包括存储指纹、指纹比对、删除指纹、指纹全部删除、分块删除等功能;
(3) 控制数N根据控制指令的不同操作取相应的值, N的取值范围为1～209;
(4) M04成功接收控制器发出的控制指令与否M04返回相应的应答信息。比如当控制器成功发出存储指纹指令时, 返回值为00H、66H、00H、00H、00H、00H;而失败时返回00H、FFH、00H、00H、00H、00H。
3.1.1 数据发送
控制器向指纹采集模块发送数据时, 字节与字节之的最大接收时间间隔为4mS, 但考虑到稳定性和快速度, 将字节与字节之间的间隔调整为4.8mS。经测试, 在4.8mS间隔操作中, 未出现数据错误和通信失败等情况。
3.1.2 数据接收
因保证数据接收正确, 采用等待无间隔接收方式, 即控制器发送完指令后马上进入等待接收状态, 准备接收来自己指纹采集模块的数据。接收分为两种格式, 一种是固定字节接收, 共12个字节, 即6字节应答码和6字节返回码。另一种格式为6字节应答码加上N字节返回码, 再加上两字节的FFH结束标志码。
3.2 指纹存储和比对
指纹采集模块的程序主要分为存储指纹和比对指纹两部分。存储部分是给指纹识别模块输入比对的原像。比对指纹是把采集到的指纹与原像指纹比对, 判断出是哪个住户的主人。用户在存储指纹时应尽量挑选指纹比较清晰的手指进行采集存储, 并且最好存有备用指纹, 以便手指损伤时使用。指纹存储和比对程序流程图如图5和图6所示[3]。
4 结论
本文介绍了利用M04指纹识别模块的小区单元门禁控制系统硬件设计和软件设计。经测试, 本系统的指纹采集和比对时间非常短 (一般小于0.5秒) , 指纹误识率小于万分之一, 整体性能稳定, 在智能小区安防系统设计中具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]成都木马科技.单片机原理及应用[M].北京:北京希望电子出版社, 2000.5
[2]先锋工作室.单片机程序设计实例[M].北京:清华大学出版社, 2003.1
门禁控制 篇10
在技术飞速发展的数字时代, 门禁技术得到了迅猛的发展。门禁技术早已超越了单纯的钥匙的作用, 逐渐发展成为一套完整的出入管理系统, 常见的门禁系统有:密码门禁系统、非接触卡门禁系统、指纹虹膜掌型生物识别门禁系统等。近几年, 门禁系统广泛应用于管理控制系统中, 同时也适用于各种部门, 如银行、宾馆、车场管理、机房、机要室、办公室等。
但是, 大多数的门禁系统都需要联网, 对用户的使用范围产生了一定的限制。本设计的门禁系统的特点是:不需要联网, 支持手机操作。我们可以根据用户的数量来进行设置有多少人可以直接控制系统, 用户只需发送短信即可控制门的开锁与上锁。这极大缓解了地理位置对用户的约束, 使用户可以不必近距离的进行控制门的开与关。此外, 本系统还具有余额提醒功能, 当系统SIM卡余额不足时系统会及时提醒用户进行充值, 防止系统因资费问题瘫痪造成损失。
1 系统功能
基于SIM900A的远程控制门禁系统结构如图1所示:
系统工作过程为:首先, 手机用户发送开锁的指令, 短信通过手机的信号基站发送给SIM900A模块, 模块接收到短信指令以后将指令发送给作为主控芯片的ATmega16单片机, 单片机通过指令控制继电器, 使得继电器断电, 从而关闭电磁锁, 进而达到开门的功能。其次, 本系统还具有短信报警的功能。当门在没有钥匙开锁也没短信开门指令情况下被强行打开的时候, 单片机会接到带有反馈电磁锁所发的信息, 通过SIM900A模块将门被强行打开的报警短信发送给用户的手机, 这样用户就能第一时间的得知门被强行打开情况, 然后采取相应的措施。
2 系统硬件设计
系统的硬件组成结构图如图2所示:
2.1 ATmega16 单片机
ATmega16单片机是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间, ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ, 从而可以缓减系统在功耗和处理速度方面的矛盾。
在整个系统中, ATmega16单片机作为主控芯片, 用到的功能有:
(1) 串口通信功能主要负责采集SIM900A模块发送的数据;
(2) I/O口的主要功能是用来控制继电器的开和断;
(3) 单片机的定时器功能主要作为单片机工作的时钟周期。
2.2 以 SIM900A 模块为核心的通信系统
通信系统的硬件部分主要由SIM900A模块、阻抗匹配电路、网关控制器、电源控制器等构成, 以SIM900A模块为核心的通信系统构成图如图3所示:
SIM900A是芯讯通 (SIMCom) 公司推出的新一代无线GSM/GPRS模块, 可以快速安全可靠地实现系统中的数据、语音的传输, 短信服务 (Short Message Service) 和传真等功能。模块的工作电压为3.2-4.8V, 工作频段为EGSM 900 MHz和DCS 1800 MHz。
在本系统中, SIM900A模块起到了关键性的作用。其主要功能是:收发短信、与单片机通信。当用户向系统发送短信命令时, SIM900A模块将接收到的短信信号通过串口发送给单片机, 单片机根据接收到的短信信号将匹配的AT指令发送给SIM900A模块, 进而读取短信的内容做出相应的开锁和上锁的动作。另外, 当单片机检测到门被意外打开的信号后, 也会通过上述类似的操作, 给用户发送报警提醒短信。
3 系统软件设计
系统软件设计方面主要包括基于SIM900A模块利用AT指令进行短信的自动收发、短信的编码方式和远程控制门禁系统的软件流程设计。
3.1 AT 指令介绍
AT指令是指终端设备TE和终端适配器TA之间以及数据终端设备DTE和数据电路终端设备DCE之间的接口标准。
所有AT命令[4]从语法上可以分为三类:“基础类”, “S参数类”以及“扩展类”。一些常用的AT指令编码如表1所示:
3.2 短信编码
结合本系统介绍UCS2编码发短信的原理, 以发送开门短信为例, 短信内容事先写入硬件的FLASH内, 在代码中结合Switch语句决定信息内容。若用户手机号为13013559350发送开门的短 信 , 对于UCS2短信编码 字符串为 :0891+683108301105F0+11000B81+5138833983F9+0008A7+04+5F00 (开) +95E8 (门) +0X1a (此处为易读而注“+”, 实际发送中不存在, 汉字要发送其Unicode码格式, 括号内为Unicode码对应的汉字, 实际发送中不存在) , 其中:0891为固定格式1, 683108301105F0是:短信服务中心号码+8613800311500, 5138833983F9是用户号码:15833893389, 04指的是短信长度占4个字节, 5F00是开, 95E8是门, 最后以固定格式0x1a结束。
当发生意外开门的情况时, 系统会发送报警提醒短信给手机用户。编码过程是:单片机检测到电磁锁反馈回来意外开门的信号后, 会将预先定义好的Unicode码发送给SIM900A模块, SIM900A模块将Unicode码转码后把报警短信发送到用户的手机上。
同样, 系统定期检查设备内SIM卡的余额, 当余额少于设定余额时就会进行短信报警提醒, 利用中国移动短信查询功能, 按照上述编码方式即可查询短信余额。具体可通过向10086发送“YE” (Unicode码为00590045) 来实现 (北京地区, 地区不同字母组合有差异) 。
3.3 软件设计
远程控制门禁系统的软件设计流程图如图4所示:首先, 系统初始化, 判断SIM900A模块是否收到短信;当SIM900A模块收到短信后要和预先定义好的几条短信指令进行匹配, 匹配成功后就进行开锁模式和上锁模式的判断, 是开锁模式就执行开锁指令, 是上锁模式就执行上锁指令;匹配不成功要进行判断是否是意外开门, 如果是意外开门系统会发送短信报警, 如果不是就回到初始化循环。
4 控制板展示
控制板展示如图5所示。展示图中正下方的是ATmega16单片机的最小系统, 也就是整个门禁系统的核心, 蓝色小灯代表的是电源指示灯, 灯亮就表明单片机系统处于工作状态。图中右下角两个蓝色方块表示的是继电器模块, 功能就是控制电磁锁的通断电。右上方的带有黑色天线的是SIM900A模块, 该模块可插SIM卡实现收发短信。图中带有长排线的有USB接口的是USBasp单片机下载器, 同时给控制模块供电。
5 结论
本文基于SIMCOM公司的SIM900A模块设计了远程门禁控制系统。将SIM900A模块与ATmega16单片机连接, 根据用户设定的环境参数结合AT指令实现了短信发送、接收和远程控制门的开锁与上锁功能, 同时也实现了门的意外开关报警提醒及设备余额不足提醒等功能。此次设计完成了SIM900A模块短信收发控制门开锁、上锁的硬件设计和软件设计, 改善了传统门禁系统的不足, 在实际的使用中具有良好的效果, 相信远程控制门禁系统将在未来的门禁系统中占据一席之地。
摘要：本文主要是基于SIMCOM公司的SIM900A模块设计的远程门禁控制系统。通过对系统的设置, 使用户可以不受地理位置的限制, 在任何有手机信号的地方都能实现对门的开锁上锁。同时, 系统利用AT指令完成自动收发短信功能, 实现了对意外开关门情况的自动报警功能和设备余额不足的提醒功能。远程门禁控制系统作为GSM在机要安防方面的一个创新设计, 在实际应用中得到了比较满意的效果。
关键词：SIM900A模块,门禁控制,机要安防
参考文献
[1]徐益民.零基础学AVR单片机基于ATmega16、汇编及C语言[J].北京:机械工业出版社, 2011.1.
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未来联网门禁或将一统天下 篇11
非联网型门禁系统现在很少了，本来就是低端市场的产品，摆在电子柜台销售，只是一个过渡型产品。但国外的非联网比较多，用到家庭里去了，而在中国这部分市场还没有开发出来，因此在一些公用性质的项目中间可能不会被接受，会被淘汰，不会有市场，这样的产品出口到国外的比较多。
当前生物识别的门禁系统增长比较缓慢，比如指纹，由光学向活体指纹过渡，光学指纹的市场已经被做透了，现在是一个过渡阶段，是转向活体指纹，还是指纹静脉，还是人像识别，市场还处于一个选择状态，没有决定性地过程。生物识别技术是一卡通系统里面的配套设备，还不是主流设备，主要安全性和操作性方面还存在缺陷，并不是说没有市场，将来是有市场的，技术在往上走，目前中国市场上有的指纹识别产品做得比一卡通还要便宜，一百多块钱都可以买到，但是安全系数非常低。
智能门禁系统的设计 篇12
现代科技在人脸识别领域的研究工作, 已经取得巨大的进步。近十年, 国外各大公司在这方面投入巨大人力物力, 开发了多个人脸识别系统。但在人脸识别嵌入式系统方面产品较少, 大多昂贵。国内方面, 在人脸识别应用方面没有达到世界先进水平。其系统主要是基于PC机, 应用并不广泛, 识别率较低, 不适合大规模的推广。所以当务之急是开发安全高效的人脸识别系统, 赶上世界先进水平。
2 系统的总体设计
系统的总体原理图如图1所示。通过固定的USB摄像头采集到图像, 传送到基于S3C6410A处理器的的ARM开发板上, 本系统使用的开发板为Tiny6410开发板。图像通过Socket套接字传输到监控端的PC机上, PC机通过识别程序完成人脸的识别, 并在人脸库中搜索, 如果搜索到则反馈到开发板端, 通过电控锁开门;如果在人脸库中没有发现, 则发出报警声, 并提示管理员, 发出安全警报。
3 系统的硬件设计
本系统直接使用基于S3C6410A的Tiny6410开发板。Tiny6410是基于SAMSUNG16/32位RISC微处理器S3C6410A的一款开发平台, S3C6410A是基于ARM1176JZF-S核的通用处理器。CPU主频为533MHz, 最高为667MHz, 运行速度较快, 适合运用于对视频、图像等的处理;开发板上含有1路RS485接口, 2路RS232接口, 4路TTL串口, 1路USB Device, 3路USB Host, 采用DM9000网卡芯片, 100/10M自适应, 6路A/D输入通道, 支持10/12-bit精度, 一个CMOS Camera接口。在本系统中, 如果通过人脸识别在人脸库中没有发现目标, 则通过蜂鸣器发出报警声。采用USB接口带红外的摄像头, 这样可以保证在光线不充足的情况下也可以正常工作, 采用CMOS传感器;由于最新的Linux内核中已经包含了USB摄像头万能驱动, 这样就省去了移植驱动的麻烦。
4 系统的软件设计
人脸的采集由安装的摄像头完成, 图像数据的传送采用Linux下的Socket套接字, 采用TCP协议的C/S机制。让开发板运行服务端程序, 一直处于监听状态, 等待PC客户端的请求。在人脸识别阶段, 通过PCA算法计算出人脸向量与平均脸向量的差值, 采用欧式距离分类计算出2个矩阵的欧氏距离, 如果该距离小于设定的阈值, 则该人脸被识别。其系统总流程图如图2所示。
5 结论
经过测试, 本系统能够较好的快速识别人脸, 准确率达到95%。系统具有高效性、准确性、可靠性。系统也有不足之处, 为了提高识别率, 可以使用更加复杂的算法;为了提高识别速度, 可以使用更高级的处理器。
本文设计了人脸识别的门禁系统, 给出了总体的结构原理图、硬件组成、软件流程图, 系统采用Linux系统。本系统适用于大厦、实验室等门禁, 达到安全、管理的目的。
参考文献
[1]黄福珍, 苏剑波.人脸检测[M].上海:上海交通大学出版社, 2006.
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