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车库门禁集中控制系统的设计
发布人:游客 分布时间:2010-5-30 点击:1
 

车库门禁集中控制系统的设计

来源:中国一卡通网        

摘   要:介绍了一种基于微处理器STC89C52软件模拟PT2262编码的车库门禁集中控制系统,改进了传统的PT2262/2272编译码一对一遥控操作模式的车库门禁系统,采用LCD显示与双色LED指示,提供了良好的人机界面,操作方便,实现了车库门禁集中控制。实践证明,系统运行稳定、可靠,对现有的门禁遥控改造有较好的推广价值。

    为了极大地节省人力、物力、财力的成本,车库集中控制成为了物业管理的一个有效的环节。传统的车库门禁系统主要是单一车库遥控操作模式,当车库数量较多时,管理人员需要耗费大量时间寻找相应车库的遥控器,一方面给管理人员增加了工作强度,另一方面也不能及时响应车库开门,同时每个车库遥控器的保管以及定期的电池更换,都将给物业管理部门带来人、财、物的消耗。

    1车库门禁集中控制系统结构

    目前,车库门禁系统的遥控操作,大多运用PT2262/PT2272编译码技术,并借助315 MHz或433 MHz射频网络对车库门实现开与关的控制。PT2262/2272在遥控编译码操作中,务必保证地址码的一致性,当采用一个遥控编码芯片控制多个解码芯片时,就需要对不同解码芯片进行相应地址码的切换,实际应用中可以采用继电器触点和三态门两种切换方式,试验发现,当频繁切换地址码时,多位地址代码中只要含有“01”或“10”的形式,几次或几十次连续遥控操作后,地址码的唯一性将破坏,无法完成遥控编、译码功能。所以,当“单点”对“多点”控制且采用PT2272译码操作时,切实可行的手段就是借助单片机技术模PT2262编码。

    车库门禁集中控制系统采用单片机模拟编码,对于接收译码既可以是PT2272硬件译码方式,也可以是单片机软件译码方式。如图1所示,车库门禁集中控制系统结构框图,分五个基本单元:键盘、微处理器基本系统、非易失性SRAM、显示、315 MHz发射模块.键盘实现地址码与数据码的输入给定;微处理器基本系统主要是模拟PT2262产生8位地址码、4位数据码和同步码的调制信号,通过光电隔离驱动315 MHz发射模块;车库状态信息通过双色LED指示,如红色代表车库已存车,绿色代表车库未存车,所有车库的状态信息一方面通过非易失性DS1225SRAM保存,另一方面通过LCD滚动显示,以实现车库集中动态管理。


图1系统整体结构图

    2硬件设计

    2.1单片机及其外围电路

    单片机选型采用MCS51系列单片机,考虑到微处理器的抗干扰能力以及源代码容量,选用flash ROM为8K的STC89C52作为系统的控制器,硬件接口电路如图2.由于键盘输入需要提供0-9十个数字以及开门、关门、暂停、解密、在库等5个功能按键,P1口作为用户4x4矩阵键盘输入接口,并通过CD4046产生键盘使能信号形成外部中断。

 

图2单片机及其外围电路

    微处理器晶振频率的选择较为重要,考虑到软件模拟编码,对于硬件译码的方式,晶振频率的高与低,对编译码影响的关系并不大;但对于软件译码方式,时序要求较高,晶振频率较高比较理想。这里选用24 MHz晶振,扩展的可编程并行口82C55最多可以提供24个I/O 口,用于双色LED显示使能。由于每个车库状态对应于一个红绿双色二极管,当车库有车时,二极管为红色,车库处于空闲状态时,一极管为绿色,可见车库存车状况要么已存车,要么未存车,是一种“乒乓”方式。考虑到LED 总处于显示状态,即便一个LED只需要5 mA的电流,则要求82C55提供至少600 mW 的输出功率,可见82C55输出口同时驱动24个LED 显示是不现实的,这里在82C55的输出口接一个反相器如74LS06以提供显示驱动,如图3双色LED显示电路图所示,当A点为高电平,B 点为低电平,二极管发红色光,反之,当A点为低电平,B点为高电平,二极管发绿色光。82C55的片选端CS接单片机的P2.6。而实际设计中共需要25个双色LED显示驱动,则直接采用单片机的P2.7实现一位双色LED显示驱动。

 

图3 双色LED显示电路示意图

    LED只能对单一车库的存车状态给予指示,对于全部车库存车动态信息采用LCD给予宏观显示.LCD选用SMG12864A,其内核为ST7920,内置中文字库,采用I/O口控制方式,8位数据并行口接单片机P0口,控制线RS、R/W、E和RST分别接单片机的P3.0、P3.1、P3.3和复位电路高电平输出。系统上电时,LCD复位,当E为高电平,LCD使能,RS为数据和命令选择端,RS=I时,为读写数据,RS=0时,表示读写指令或读状态字,R/w=1进行读操作,R/W=0进行写操作。键盘若无任何操作,LCD滚动显示在库库号和空库库号信息。

    为了避免系统掉电时,车库状态集中管理信息丢失,设计时扩展了非易失性SRAM 芯片DSl225AD,它可以在没有外部电源的情况下最少可以保存数据l0年,掉电期间数据被自动保护,并且,没有写次数限制,DS1225AD 的片选端 接单片机的P2.5。

    2.2315MHz射频单元

    单片机比对PT2262编码方式模拟的数据输出信号,由P2.4通过光耦TIL117隔离后与发射模块相连。射频模块选用深圳科讯生辉公司制作的315MHz或433 MHz的ASK发射模块,实验发现,绕射距离相对较远,空旷发射距离更远,这也是一般ASK发射模块所不及的。该模块采用9 V供电,声表谐振器SAW 稳频,两级放大的大功率发射驱动,保证了较好的发射距离。

    考虑到射频模块对单片机系统运行的影响,P2.4输出的数据通过同轴电缆引出,对射频单元采取屏蔽措施,提高了系统的稳定性。

    3系统软件设计

    3.1系统初始化

系统的初始化主要是:P1口赋0FOH;单片机定时器TO定义为方式1;外部中断0定义为边沿触发方式;82C55的A、B、C口定义为方式0输出模式;SMG12864A的初始化。

    3.2模拟PT2262编码生成

    PT2262及其兼容芯片一帧数据包括12位地址/数据码和同步码.本设计一帧数据的格式为8位地址码,4位数据码和同步码,1位地址/数据宽度位是32个振荡周期ɑ,如图4所示,PT2262编码时序图,位0、位1和高组态f通过改变脉冲占空比的不同区分,其中位0在32个振荡周期ɑ中由两个占空比为0.25的脉冲所组成;位1在32个振荡周期中由两个占空比为0.75的脉冲所组成;位f在32个振荡周期ɑ中由占空比为0.25和占空比为0.75的两个脉冲所组成。

    如图5所示,PT2262同步码时序图,同步码在128个振荡周期ɑ内,其占空比为1/32,且先高电平后低电平模式。本设计中振荡周期ɑ为50μs,系统每次重复发送4帧数据以确保接收能正确识别。


图4 PT2262编码时序图

 

图5 PT2262同步码时序图

    3.3程序流程图

 

图6主程序流程图

 

图7中断服务程序流程图

    系统程序包含三部分:键盘扫描、模拟编码生成、LCD显示,源代码采用C51编写。主程序流程如图6所示,上电后系统初始化,从DS1225中读出关电源前各车库状态,刷新LED指示,每隔一段时间对系统“名称界面1”、“空车库号统计界面2”、“车在库号统计界面3”滚动显示。统计界面一屏可显示l5个车库号,当空车库号统计数或车在库号统计数超过l5,则需要相应界面的统计内容更新。为了确保显示界面美观,对LCD操作时需要暂时关闭外部中断。键盘输入时,响应外部中断0服务程序,中断服务程序流程如图7所示。扫描键盘,获取数字键与功能键的键值,显示车库号,并生成模拟2262的数据帧,即地址码+数据码+同步码,执行开门、关门、暂停、解密等命令。

    4结论

    本设计基于单片机软件模拟PT2262编码,实现了对多车库门的遥控操作,改变了原有单一门禁遥控操作方式,并提供了良好的人机界面,便于操作,达到了车库门禁集中控制目的。实践证明,系统运行稳定、可靠,对现有的门禁遥控改造有较好的推广价值。

 

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