单片机门禁系统设计.doc

单片机门禁系统设计 中图分类号：tn 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2008）12-00 摘要：本文介绍了智能小区的门禁系统，即可视对讲系统的设计原理以及软、硬件的实 现方式；提出了针对智能小区可视对讲系统的解决方案。 关键词：lon works 可视对讲 单片机 随着智能化住宅小区的出现，传统的门铃已经远不能适应现代的家庭。从最初的普通单 元门对讲，到可视单元门对讲，发展到联网管理，智能楼宇对讲系统已成为一种兼容性 强大的综合系统。可以说，智能楼宇对讲系统不仅仅是方便住户和访客的电控门系统， 也是小区物业管理和安防管理必不可少的有效手段，是现代化住宅小区必不可少的设施 。 一、lon works总线技术 一般的可视对讲系统大多由单片机与rs- 485总线构成，虽然成本低，但受到rs一485总线的限制，在无中继的情况下，通信距离 不能太远，通信速率也不能太高，而采用中继则会提高成本，增大设计开发和施工维护 的难度。如果采用单纯的lon works总线，又会降低网络对其他总线设备的兼容性，增加开发成本和设计困难。笔者采 用基于单片机与lon works的可视对讲技术，不仅可以克服以上缺点，而且能更好地发挥二者的优势。整个系 统由门口单元主机和户内可视分机组成，在网络上视其为不同的通信节点。对于lon works网络中设备的通信，则只需要采用一种称为lon talk的网络标准语言实现。lon talk协议又称为ansi/eia709.1控制网络标准，它提供了一系列通信服务，使得设备中的 应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文，而无需知道网络的拓扑结构或者网 络的名称、地址，或其他设备的功能。lon talk协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受 限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其 他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和 启动/停止/复位设备的应用程序。 二、系统结构设计 对于整个园区，采用星型分级网络；对于较大型的小区通信系统，可以采用域的管理方 式。 （1）cpu。节点的cpu采用工业级at89s52和neuron chip家族的tmpn3150b1af，3150芯片不带程序存储空间，因而需要外接外部ram，存放包 括lon talk协议、neuron c库函数和任务调度程序的系统映象，存放包括neuron c编译器产生的用户应用程序代码和其他特定应用参数的应用映象。3150芯片有11个应用 i/0引脚，这些引脚可以各种方式配置并提供具有最小外扩电路的灵活i/0功能，可通过 软件设置成34种可选的工作方式。在本系统中，将其设置成方式2，即位输出（bit output），用以控制继电器构成的视音频切换器。 （2）收发器。选用echelon公司的fft-10a，通信速率为78 kb/s，带有变压器隔离耦合和一个曼切斯特编码器，支持多种网络拓扑结构。 （3）程序存储器。选用win bond公司的w27c512-45，可以很方便地利用lon maker来直接下载应用映象，其大容量也为将来的功能扩展提供了便利。由于采用了单片 机与lon works技术相结合的办法，不仅兼容了户内传统的监控设备，同时也提高了网络的通信效 率和传输速率，简化了整个系统。 三、节点软件设计 1、lon works部分。neuron芯片的编程语言为neuron c，它是从ansic派生出来的，并对ansi c进行了删减和增补。例如，neuron c由事件的发生来驱动任务的执行；neuron的芯片提供了毫秒和秒这2种类型的软件计时 器。主程序主要完成的任务如下:首先对i/o对象和软件计时器的定义以及设置变量初始 值，判断是否有"开锁"信号，并启动计时器开始计时，计时器终止时，neuron芯片接受 新的定时任务仁。神经元芯片（neuron chip）是lon works技术的核心所在，它是一个带有多个处理器、读写/只读存储器（ram/rom）以及通 信和i/o接口的单芯片系统。只读存储器包含一个操作系统、lon talk协议和1/0功能库。neuron c是一种基于ansi c并为神经元芯片设计的一种编程语言，它对ansi c进行了扩展以直接支持neuron芯片的固件例程。neuron c语言包括一个内部多任务调度程序、一个run- time函数库，采用的是事件驱动编程结构。整个接点的软件功能都是由若干个事件驱动 完成。 2、单片机部分。单片机部分cpu采用atmel公司生产的工业级at89s52芯片，这种芯片是 at89c51的工业版本，具有抗干扰能力强和价格低廉的特点。单片机系统软件需要实现的 基本功能如下：（1）待机功能。平时 门禁系统是现代智能建筑的重要组成部分，特别是在住宅小区中，其安全性、便利性和智能化程度备受关注。本文将探讨一种基于单片机与Lon Works技术的智能门禁系统设计，该系统集成了可视对讲功能，旨在提升住宅区的安防管理水平。 Lon Works总线技术是一种先进的现场总线技术，其Lon Talk协议提供了高效且灵活的通信服务。在传统可视对讲系统中，RS-485总线受限于通信距离和速率，而Lon Works总线则能克服这些局限，提供更远的通信距离和更高的通信速率，同时保持网络的稳定性和兼容性。结合单片机，该系统能够实现门口单元主机和户内可视分机间的高效通信，确保门禁控制的实时性和准确性。 系统结构设计方面，采用星型分级网络布局，对于大型小区可采用域管理模式。CPU选用工业级AT89S52和TMPN3150B1AF芯片，后者需外接RAM以存储系统和应用映象。收发器使用FFT-10A，支持78kb/s速率和多种网络拓扑，增强了系统的通信性能。程序存储器选用W27C512-45，方便程序下载并为未来功能扩展预留空间。 在软件设计中，Lon Works部分使用Neuron C语言，这是一种为Neuron芯片定制的编程语言，具备事件驱动的编程结构，便于处理网络通信和设备管理。Neuron芯片自身包含了操作系统、Lon Talk协议和I/O功能库，能够进行多任务调度和网络管理。单片机部分，采用Atmel公司的AT89S52，实现基本功能如待机模式，以及与Lon Works部分的协同工作。 这个门禁系统结合了单片机的控制能力和Lon Works的网络优势，实现了高效、稳定、安全的门禁控制。系统不仅兼容传统监控设备，还提升了通信效率，降低了建设和维护成本，是现代化住宅小区的理想选择。通过这样的设计，智能门禁系统不仅方便了住户与访客的交流，还为物业管理提供了有力的技术支持，增强了小区的安全保障。