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******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******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，晶振频率较比较理想。这里选用24 MHz晶振，扩展的可编程并行口82C55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管，当车库有车时，二管为红色，车库处于空闲状态时，一管为绿色，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点为电平，B 点为低电平，二管发红色光，反之，当A点为低电平，B点为电平，二管发绿色光。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和复位电路电平输出。系统上电时，LCD复位，当E为电平，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。

 
网络自动门禁系统在图书馆管理中的作用
摘   要：自动门禁管理系统是图书馆现代化安防管理的一个必要组成部分。介绍了自动门禁系统的特点、结构、功能及在图书馆管理中所发挥的作用，对提图书馆工作效率和管理水平，提升图书馆数字化、现代化的发展水平具有重要意义。

    本文将结合我馆引用上海华铭智能终端设备有限公司生产的AGM-9905M型蝶形门单向进闸机自动门禁系统设备(以下简称华铭9905M系统)，来具体阐述自动门禁系统的应用及对图书馆管理所发挥的作用。

    1 华铭9905M系统的特点

    1．1 闸机自动读卡

    读者持证由闸机刷卡自动读识，并出闸机和门禁管理计算机作有效性检验，有效卡则闸机开门放行，无效卡则闸机关门禁止通行，整套自动门禁系统(包括设备)由两部分组成，一部分为物理设备，即刷卡进出的闸机，而另一部分则是安装在计算机上的软件产品。

    1．2 识别各类校园卡

   针对多种媒介校园卡的使用，闸机可以识别条码卡和lC卡，其主要原理为通过闸机的条码阅读器获取刷卡读者的条码信息，再将此信息通过串行线或网线送到闸机监控电脑，而闸机监控电脑则通过该条码从数据库中获取读者的有效信息并及时反馈给闸机。

    1．3 与图书馆管理系统联网

    软件产品分两部分，一部分是闸机监控软件， 它安装在闸机监控电脑上，主要用来设置闸机的工作参数，控制闸机的运行、停顿、监控进入人员等。另一部分是用于更新数据库信息及进行统计报表的软件，它主要是用来更新数据库中的读者信息，包括添加、修改、删除记录，以及生成、打印报表、图表等。所有门禁闸机均可与图书馆自动化管理系统联网连接，数据由门禁管理机集中管理，并及时反馈到图书馆自动化管理系统上。

    2 自动门禁系统工作流程

    2．1 门禁物理系统基本结构

    目前，校图书馆使用的卡有IC卡及条形码卡等，自动门禁系统只需读取卡中的有关数据与读者数据进行校验，就能自动决定是否放行，同时生成读者进馆记录并传送至后台主数据库(具体工作流程见下图)，门禁系统在后台电脑系统不能正常运作时，有应急开门功能。
 

 

    2．2 门禁软件系统基本结构

    门禁的软件系统结构是一个客户端／服务器的模式，两套软件系统基于一个共同的后台数据库，这样可以保证数据在更新和修改后的一致性和管理(具体工作流程见下图)。

 

    3 自动门禁系统的功能

    3．1 自动识别

    图书馆入馆采用闸机自动进行管理，闸机自动读卡、验卡和放行，门禁管理计算机负责闸机读卡数据的接收，有效性检验和对读者进馆记录的产生、存储和统计查询。

    3．2 信息提示

    闸机具有完善的通道指示、通行指示、声光报警以有效引导读者通行，读者刷卡验证后有各种信息反馈显示，如“请通过”，“非本馆读者”， “重复刷卡”，“挂失卡”等，对非法闯入者予以声光告警提示。

    3．3 系统管理

    系统能进行灵活的参数设置和运行模式设置，如验卡后等待时间、同一卡重复验卡时间、免检模式、紧急通行模式等。闸机主控模块采用工业控制计算机，性能稳定可靠， 维护方便。

    3．4 信息管理

    实时采集进馆人员数据，产生详细进馆记录，按照要求(如读者类别、单位、时间等)生成统计报表和统计图，同时也可用作图书馆职工考勤，系统有详细的管理软件。

    3．5 后台控制

    后台数据库是整个系统的控制中心，它为整个系统的功能实现可靠的工作平台。管理计算机将进馆记录定时发送到后台主数据库，根据用户要求，还可配置门禁系统后台管理软件。

   3．6 管理设置

    管理计算机能对闸机进行曰期和时间、有效卡的通过时间、重复刷卡间隔时间、闸机模式以及运行状态等相关参数的设置，以保证闸机效而稳定地运行。

    3．7 系统扩充

    系统支持“校园一卡通”，可实现对条码卡、IC卡、磁卡等各类证卡的准确读取， 闸机预留了三种读写器的接口，学校根据需要可以方便地更换卡类型。通信管理器负责闸机与管理计算机的通信，它主要处理完成读卡信息的发送和反馈数据的接收，可以及时掌握读者流量，了解各院系读者的到馆率，并能统计出读者详尽的借阅数据。

    4 自动门禁系统的优势

    4．1 应用范围广

    自动门禁系统在实际运用过程中具有系统扩展性好、系统容量大、系统控制范围广、系统功能强大、系统管理方便等优良性能，它可在系统网络回路上任意增减控制器数量，不仅具有一般的出入口控制功能，还具备报警、延时、遥控和定时开关门等功能，也可任意修改数据，查询记录，进行特殊功能操作，而且系统能自动存储各种历史记录及报告，并可随时打印。

    4．2 安全性能

    自动门禁系统具有度的稳定性和可靠性，具有防破坏功能，如果出现设备的故障或网络中断，不会影响其它设备的正常工作，整个系统仍可正常通信，此时数据库会收到报警信息，提示设备的损坏和网络连线的断路，系统可以脱机运行，正常记录所有进馆人员的详细资料，包括姓名、单位、入馆时间等人员的进出信息，在系统恢复正常运行后，信息会自动上传，操作人员只能在授权的权限内进行操作，门禁点的正常开启和非法开启都由数据库中心电脑记录，且系统对操作人员的每一步操作均可自动记录，以备查询。

    5 自动门禁系统的作用

    自动门禁系统近年来在图书馆的综合管理方面已发挥着越来越大的作用，尤其是它准确的数据统计为图书馆管理层提供了强有力的决策支持。因为系统非常精确而忠实地记载了每天通过闸机读者的详细信息，这就为图书馆提供一个准确了解进馆人员详细信息的资料库，它反映了图书馆在资源使用效率的一个侧面，同时也为图书馆管理层进行相关决策提供了一个真实可靠的数据参考。

    除此以外，自动门禁系统对阅览证的有效期限，尤其是临时阅览证的有效期限的管理尤为适合。因为所有的阅览证都有一个有效的使用期限(如本科生四年、研究生、专科生3年等)。当阅览证的使用期限到期后，读者再持过了期的证件进馆借阅时，工作人员往往不可能一个个去查看每张证件是否有效，这样就会产生一些漏洞。而自动门禁系统则每天会启动一个程序去验证卡的有效性，并对过期卡作标志设置，这样持过期卡的读者就不能进入图书馆，从而避免了由此可能产生的漏洞，完善了图书馆的管理体系。

    在安全性方面，自动门禁系统也承担了一份重要的守卫工作。在此之前，任何人都可以自由进出图书馆，这就给图书馆带来了一定的安全隐患。图书馆引进了自动门禁管理系统以后，只有持有效证件的读者才能进出，这就在一定程度上杜了一些非安全因素的发生。此外，自动门禁系统还忠实地记录了所有进馆人员的详细资料，包括姓名、单位、入馆时间等，再配合图书馆的安防摄像监控系统，这些就给图书馆的安全管理提供了非常重要的信息保障。