基于RS485總線和RFID的智能門禁系統(tǒng)實現(xiàn)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)，特別是射頻通信識別技術(shù)的進(jìn)步，門禁系統(tǒng)在安全性、方便性、易管理性等方面也得到了長足的發(fā)展，成為確保小區(qū)及其它重要部門出入口安全的有效措施，已廣泛應(yīng)用于交通、物流管理等多個領(lǐng)域[1-3]。

RS485總線主機(jī)調(diào)度網(wǎng)以其組網(wǎng)容易、造價低、軟硬件豐富、添加節(jié)點方便快捷、數(shù)據(jù)傳輸可靠穩(wěn)定、誤碼率較低及傳輸距離適中等優(yōu)點，仍是目前中小型網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的主流形式。本工作研究了一種基于RS 485總線和RFID技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)方案。

1 系統(tǒng)整體構(gòu)成

系統(tǒng)總體框圖見圖1，其結(jié)構(gòu)采用集散式控制形式，各下位機(jī)分別監(jiān)控各自節(jié)點內(nèi)的操作狀況，又統(tǒng)一受上位機(jī)的監(jiān)控。該系統(tǒng)采用PC機(jī)作為上位機(jī)，主要負(fù)責(zé)住戶信息的數(shù)據(jù)庫管理、各節(jié)點住戶實時操作的監(jiān)控與信息記錄等，具體信息包括：RFID卡信息、住戶個人信息、密碼信息、實時操作信息和歷史記錄及系統(tǒng)時間等。各下位機(jī)采用WINBOND公司生產(chǎn)的W77E58單片機(jī)作為微處理器，負(fù)責(zé)本節(jié)點內(nèi)RFID卡的管理、用戶權(quán)限的判定及門狀態(tài)的控制等。各節(jié)點內(nèi)的485收發(fā)器MAX485負(fù)責(zé)接收來自485總線的PC機(jī)控制數(shù)據(jù)或者通過總線向上位機(jī)發(fā)送實時操作信息見圖2。各門禁控制器通過一個串口讀取RFID卡信息，并通過另一個串口與485總線通信。上位機(jī)通過串口并經(jīng)232—485電平轉(zhuǎn)換后連接至485總線，統(tǒng)一管理各門禁控制器。

圖1 智能門禁系統(tǒng)總體框圖

系統(tǒng)工作過程為：用戶將持有的RFID卡接近讀卡器時，讀卡器識別卡信息并通過串口將卡信息傳送給單片機(jī)控制器。用戶也可以通過鍵盤輸入密碼，單片機(jī)控制器將卡信息或鍵盤信息與外部EEPR0M 中存儲的信息比較，驗證用戶權(quán)限，進(jìn)而控制門狀態(tài)。單片機(jī)通過另一個串口經(jīng)由485收發(fā)器通過總線與上位機(jī)通信，將卡信息、各時刻操作信息、鍵盤信息等傳送到總線上，上位機(jī)通過總線對這些信息進(jìn)行文件和數(shù)據(jù)庫的存儲；同時，上位機(jī)對各住戶的卡、密碼及個人信息以注冊或者注銷等形式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理，以便于查詢。

圖2 485收發(fā)器電路

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2．1硬件組成

上位機(jī)硬件是PC機(jī)和232—485轉(zhuǎn)接卡。下位機(jī)硬件主要包括RFID讀卡器、485收發(fā)器和門禁控制器。下位機(jī)節(jié)點結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 下位機(jī)門禁控制器總體框圖

下位機(jī)的核心部分是W77E58單片機(jī)微控制器，其主要特點是具有兩個獨立的串行通訊口。

RFID讀卡器采用周立功公司的ZLG500CMifare卡讀寫模塊嘲，利用單片機(jī)控制器的P1．4引腳作為其復(fù)位信號。讀卡器與控制器的接口引線還包括電源線、地線及RXD、TXD 串口數(shù)據(jù)線，二者為串行通信方式。