智能门禁控制器的设计与实现

智能门禁控制器的设计与实现

刘洋陈靖媛

沈阳城市学院（沈阳城市学院建筑工程学院大学生创新创业项目训练）辽宁沈阳110000

摘要：本文主要针对智能门禁控制器的设计展开探讨，分析了智能门禁控制器的设计方法，以及具体的设计方案，并对其实现的方法，以及具体的要点进行了探讨，希望能够为今后智能门禁控制器的设计和应用带来参考。

关键词：智能门禁控制器；设计；实现

前言

目前，智能门禁控制器越来越广泛，在得到广泛使用的过程中，应该进一步提高区使用的效果，就必须要在设计的过程中，确保其设计更加符合要求，因此，需要对其设计和实现的方法进行整体总结。

1、智能门禁应用情况概述

在计算机软硬件进入高速并行发展的今天，门禁系统安全防护研究已经成为时下的焦点和热点。并且，随着计算机专业技术的发展，当传统的卡式门禁系统所暴露的安全问题日呈弊端的同时，以生物识别技术为控制基础的门禁系统却因其运行维护成本很高，难以应用于智能化小区或其它人员流动频繁的常规社会活动场所。

门禁系统已由早期单纯的门道及钥匙管理，发展为一套完整的出入管理系统。在非接触式IC卡应用日益广泛的今天，由于其具有安全、可靠、高效、灵活和方便等特点逐渐取代现有的各类门锁成为当前门禁系统的主流方式。小区中的住户只需要携带一张IC卡就可以打开小区门口和单元门口，直达自己家中。小区门禁系统具有对门户出入控制、保安防盗、报警等功能，主要方便内部员工和住户出入，杜绝外来人员随意出入，既方便了管理，又增强了内部的保安。该文中介绍的门禁系统会自动记录相应卡片的开门记录，在物业的小区管理中心中可以查看开门记录，并且可以自动上报门禁的异常情况到管理中心，这样就提升了小区的安全性。

智能小区是将计算机和自动控制等技术合理运用于住宅小区，并通过有效的信息传输网络、各系统的优化配置和综合应用，而向住户提供先进的安全防范、信息服务、物业管理等方面的功能，从而为居住者创造安全、舒适、便捷、高效的生活空间。其中，一个安全、便捷的门禁控制系统则是智能小区生活安全的最佳保障。而蓝牙通信技术的发展和移动智能终端的普及则为基于蓝牙的智能门禁控制系统发展创造了良好条件。

2、智能门禁控制器软件设计

当前国内的门禁系统主要采用单机控制型和总线通讯型。单机通讯型是一种最简单的类型，一个设备控制一个门，不与管理中心机和其他设备相连；这种方式管理不方便，无法实现信息的及时共享；但是价格相对低廉，安装简单。总线通信方式是使用专用线路将门禁控制器和管理中心相连，可以进行集中管理；但是缺点是不能方便地移动管理中心的位置。

其中，控制器是门禁系统的核心，由一台ARM的嵌入式系统。读卡器读到IC卡中存储的信息后，将卡的信息通过串口发送给控制器，控制器决定此卡是否为有效卡，是否有开门权限，从而控制电控锁是否打开。门磁传感器可以反应门的实时状态，通过门磁信号，控制器可以判断门是否是被非法打开或移动。如果是非法打开，门磁会发出相应的报警信号。

本文智能门禁管理系统主要采用客户机/服务器结构，并利用互联网通过UDP协议进行实时传输。门禁系统在软件设计主要包括门禁控制、参数设置、云台控制以及视频联动等，以便能够实现远程门禁控制。

2.1门禁控制。门禁模块主要负责控制门锁以及数据信息的传输，控制器通过查询数据链表判断识别卡是否有效，并根据指令做出相应的控制动作。另外，门禁控制模块还能够及时确认报警信息，并记录刷卡信息。控制系统与智能门禁之间的通信主要采用RS485串口通信，但RS485通讯协议并没有对传输数据进行自动校验，因此为了保证数据的正确性，我们在门禁模块和控制器之间设计了一套通信协议，即起始符（0X55、0XAA）+地址+命令+数据长度+数据内容+校验和。根据通信协议设计了一套数据校验算法以保证数据传输内容的正确性。

2.2门禁与视频联动。嵌入式智能安防的一大特色就是实现门禁与视频联动。其特点主要体现在以下几方面：1.体现在分类标识上。即视频采集系统可以将录像通道和录像时间进行分类标识，一旦某个通道发生故障或发生报警事件，则该录像文件将会被系统进行特殊标识，以便于工作人员及时进行翻阅、查询。录像功能主要以录像通道和录像时间进行保存。当服务器端检测到门禁模块有刷卡信息或警告信息时，会发出相应的指令以控制门锁的开关或上传报警信息。2.实时检测录像画面。当录像采集画面运动强度过高时，能够及时保存录像，以有利于非正常情况下系统的监控。3.门禁控制系统一旦捕捉到异常信息会及时将现场情况录像进行保存，并通过互联网将现场画面传送到控制室，以便相关工作人员能够及时处理现场情况。

2.3云台控制功能。本门禁控制系统集成多种云台控制协议，主要包括ADR8086、Pelcol-p、Pelco-d等。门禁控制系统可通过RS485串口将数据指令发送到云台控制器，以便能够方便的控制镜头焦度。另外，管理者还可以利用云台控制功能全方位对被检对象进行录像和监控。

2.4智能管理功能。智能门禁系统提供客户端管理功能，主要包括：识别卡的添加、删除以及卡号信息的存储等，同时还可以对远程服务器端历史数据进行下载，以便工作人员进行查询、保存。

3、智能门禁控制器硬件设计

该门禁控制系统硬件主要由主控芯片STM8L152C8T6、射频读卡芯片RC5000、显示器、通信接口max485、键盘以及门锁驱动电路等。

3.1主控芯片STM8L152C8T6。该门禁控制系统主控芯片采用STM8L152C6T6，具有2个全双工异步串行口，4K内部存储单元，低功耗。主控芯片主要分析读卡器传输信息并以此做出相应的门锁控制动作。还可以接收服务器端指令，以实现远程控制。

3.2射频读卡设备。射频卡也称射频识别卡。其主要特点是可以非接触采集数据。RFID卡主要有调谐电路、IC卡芯片组成，其完全密封在PVC卡片中，具有数据处理、加密以及存储功能。射频读卡设备主要是读取RFID卡中数据信息，并与控制系统建立数据连接，实现数据传输功能。但每种射频读卡设备只能读取有效频段的谐振电路（即读卡设备发送的载波频率与谐振电路频率相同）。

3.3门锁驱动电路。门锁驱动电路主要是有固态继电器和达林顿管组成，控制系统通过控制门锁驱动电路实现控制门禁的开启、关闭。

3.4通信接口电路。通信电路主要是利用MAX485实现上位机与下位机驱动控制和云台控制之间的数据传输。上位机PC串口电平为RS232电平，而单片机引脚电平为TTL电平，MAX485电路实现了PC串口RS232电平和TTL电平之间的转换。另外，利用485总线可以实现最多128个设备之间的通信，降低了系统成本，提升门禁控制系统的安全性和可控性。

4、结束语

综上所述，智能门禁控制器的设计和实现都需要相关的技术，所以本文对智能门禁控制器的设计方法和设计的要点进行了总结，并对其实现和应用的措施进行了进一步的研究，可供参考和借鉴。

参考文献

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