基于arm的門禁系統設計(已修改)

　

【正文】 基于ARM的門禁系統設計摘要隨著人類生活水平、認知水平和人們對安防要求的不斷提高以及工業自動化的蓬勃發展，智能化管理已經走進了人們的社會生活，而在智能化管理中，門禁監控系統得到了越來越多的應用，門禁，又稱出入管理控制系統，是一種管理人員進出的數字化管理系統。但傳統的門禁監控系統一般采用門禁控制和視頻圖片攝錄相分離的實現辦法，這給現場布線帶來了很多的不便，同時其成本也會大大提高。所以，設計穩定性高、保密性強和易于擴展的較通用型門禁系統具有重要的實際意義。整個系統的設計采用具有豐富多片內外設的 LPC2368 ARM為微控制器，選用 ZLG522S/LT 讀卡模塊為讀卡器（使用 Mifare 卡），并采用 HUIGANG 繼電器作為門鎖開關，同時有門狀態指示燈。系統通過 RS485 總線與上位機進行通信。該系統具有按用戶與時間權限刷卡開門和記錄功能、添加用戶功能、設置時間權限和考勤時間段，并能將記錄信息通過SD 卡導出。該電子門禁系統具有實際應用中的單門門禁考勤系統的主要功能，并具有穩定性、可靠性，保密性強和人機界面友好的優點。關鍵詞：ARM 微控制器，讀卡模塊，RS485，SD 卡概述本設計皆在完成一個管理人員進出的數字化出入管理控制系統。在現今的社會生活中，人們已經逐漸進入并融入到了數字化電子化的生活，社會的各個方面都已經實現或基本實現了數字化，門禁系統作為人們生活中必不可少的管理類應用，在人類的工作中顯得尤為的重要，而對于這樣一個應用，在這樣一個大的背景下，實現其數字化與電子化是十分必要的，智能考勤系統基于現代電子與信息技術，利用智能卡或指紋等生物信息的唯一性來對員工上下班進行現代化高效管理，在各廠礦、機關、銀行等場合已廣泛應用并成為單位管理現代化和信息化的標志。但目前很多門禁系統的核心控制單元主要依賴單片機來實現，它雖然也能完成相應的基本功能，但其擴展能力有限，在性能和存儲容量等方面已不能很好地滿足人們的要求，然而，隨著嵌入式技術的不斷發展，特別是基于ARM 處理器的嵌入式系統由于其可擴展性強、穩定性高、功耗低、性能和價格比較合理等特點已在實際生活中得到了越來越多的應用。因此，決定嘗試做一個基于ARM的電子門禁系統。目前，歐美電子門禁系統市場正逐漸進入成熟階段，其產業的分工已進人細分階段。在國內，電子門禁系統處于成長期和初始階段。第1章系統總體方案概述167。系統采用 LPC2368 ARM 為微控制器，選用ZLG522S/LT 讀卡模塊為讀卡器（使用Mifare 卡），并采用HUIGANG 繼電器作為門鎖開關，具有門狀態指示燈，同時仿效實際產品引出必要的接口，如門磁檢測，門內開關接口，門外鈴聲按鈕接口，RS485 通信接口和電源接口等。系統通過 RS485 總線與上位機進行通信。該系統具有按用戶與時間權限刷卡開門和記錄功能、添加用戶功能、設置時間權限和考勤時間段，并能將記錄信息通過SD 卡導出。上位機在 VC 開發環境下編程，具有一些實際電子門禁系統的主要簡單功能。更詳細的工作原理在下面的軟硬件部分具體給出。167。 設計思想門禁系統由門禁控制器、讀卡器、出門按鈕、通訊集線器、感應卡和管理軟件組成。167。 門禁控制器的選擇門禁控制器有多種控制芯片可以選擇，如 8051 系列單片機、ARM 系列控制器等。由于本門禁考勤系統使用的串行口較多，在速度的要求上較高，而ARM 系列控制器很容易得到滿足。雖然其價格較貴，但綜合考慮，ARM 系列控制器更適合本系統。在眾多的ARM 控制器中，LPC2300 系列較其他系列的優點顯著，十分適用于串行通信的場合。 167。 門禁系統的類型選擇門禁系統一般有以下類型：1. 不聯網門禁：適用場合：已裝修好不便于重新布線，安全性能要求不高的場合。2. RS485 聯網門禁：適用場合：小區、學校、倉庫等人數稍多，門需統一管理，安全性能要求一般的場合。3. CANbus 聯網門禁：適用場合：通信性能穩定性要求高，傳輸速度要求快、傳輸距離要求遠的場合，如金融機構、政府企事業機關等。4. TCP/IP 以太網聯網門禁：適用場合：適合安裝在大項目、人數多、速度快、跨地域的工程中。由于本系統的技術要求和應用場所是中距離通信場合，綜合以上四種類型及本系統對安全性的要求不是很高的基礎上，RS485 聯網系統可以勝任。167。 感應卡的選擇常見的門禁系統有：密碼門禁系統、非接觸 IC 卡(感應式IC 卡)門禁系統和指紋虹膜掌型生物識別門禁系統等。密碼門禁系統由于其本身的安全性弱和便捷性差已經面臨淘汰；生物識別門禁系統安全性高，但成本高；現在國際最通用的還是非接觸IC 卡門禁系統。非接觸IC 卡由于其較高的安全性，便捷性和性價比高成為門禁系統的主流。所以該系統使用非接觸IC 卡。非接觸IC 卡RS485 門禁考勤系統示意圖如圖11所示。圖 11 非接觸IC 卡RS485 門禁考勤系統示意圖第2章硬件設計技術文檔本設計為門禁考勤系統，顧名思義，其兼具門禁和考勤的功能。下面為本系統的硬件設計說明。167。 門禁考勤系統的功能框圖見圖21圖 21 門禁考勤系統的功能框167。 硬件電路分析167。 電路原理圖（見圖22）圖 22 門禁考勤系統電路原理圖167。 硬件使用的資源LPC2368 是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的 32/16 位ARM7TDMISTM CPU 的微控制器，并帶有512 kB 的嵌入高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb 模式將代碼規模降低超過30%，而性能的損失卻很小。其特別適合于串行通信的場合。LPC2368 內部由512K 的Flash，58K 的片內SRAM，包括32K 的局部總線SRAM、8K 的USB 使用的SRAM、16K 的以太網SRAM 和2K 的電池SRAM。此門禁考勤系統只使用了片內 Flash、局部總線SRAM 和2K 的電池SRAM，沒有外部擴展存儲器。如表21 所示，為LPC2368I/O 口的使用和分配表。表 21 LPC2368I/O 口的使用和分配表功能模塊使用LPC2368引腳引腳功能看門狗復位P1．24給SP706S喂狗串口UARTO(RS232C和RS485)接口(TXDO)串口UARTO的輸出輸入(RXDO)(GPIO)RSM485CHT的收發控制讀卡器模塊(TXD2)微控制器與讀卡模塊的UART通信接口(RXD2)(SDAO)微控制器與讀卡模塊的I2C通信接口(SCLO)(INT)按鍵和門內開關~四個獨立按鍵門內開門開關輸入指示燈門關閉指示燈門打開指示燈繼電器和蜂鳴器繼電器控制端（高電平有效）直流蜂鳴器控制（低電平有效）門磁檢測檢測門磁狀態（低電平為門開）SD卡接口、、引腳具體說明見表23ZLG7290接口(SDAO)此接口出去次三接口外，還有電源和地接口167。 各個部分單元電路原理及其分析1. 電源電路系統設計為 應用系統，但是LPC2300 系列ARM 微控制器需要2種類型的電源， ，而與PC 機通信使用的RS485 收發器（RSM485CHT）和繼電器都是5V 器件，所以設計5V 電源為系統前級電源， 為后級電源。對于LPC2300 系列ARM 內核供電，本系統使用片內的DCDC，由于本系統沒有使用AD/DA 功能，所以不區分模