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基于无线网络技术应用于门禁系统研究

近几年来,由于无线网络快速发展以及其速率提升,价格下跌,因此吸引了许多用户开始使用无线网络。无线网络具备可随意移动、随时上网与其架设方便的特性。故有别于传统有线的连接方式。而有着更大的方便性。而目前主要的无线通讯技术有IEEE802.11、蓝牙(Bluetoth)~ll传感器网络SensorNet—work)等。本文中提供一套无线门禁系统WDCS(WirelessDoorControlSystem)通过无线蓝牙技术与IEEE802.11和以太网结合,来分别利用区域网络与网际网络的方式控制门禁系统,以提高门禁系统的方便性与安全性,并适合于现今多样化环境与需求。本系统分别以PDA(PersonalDigitalAssistant)与Pc两种不同系统作为开发平台,分别设计出适用于蓝牙通讯协议、IEEE802.11通讯协议与RS232通讯协议的三种不同的版本。再结合以单片机为主题的门禁系统主机,发展成一个多功能的无线终端遥控门禁系统,进而达到安全性与方便性。

2系统的架构及其功能

WDCS的有线方面是用户在客户端采用PDA制作无线遥控器来控制开启门禁,并利用WindowsCE是32-bit即时性的嵌入式操作系统。而在有线遥控器方面是以一般的个人电脑来控制开启门禁,并利Windows XP操作系统作为开发平台。以一部电脑作为中央监控中心,在中央监控中心与监控点子系统间沟通使用一个监控闸道器,其CPU为ARM7为架构的EP7212芯片,并将一般的i386平台使用的Linux编译成ARM Linux作为其操作系统,当主机接受终端下达的指令后,通过蓝牙通讯模块将指令传给监控点子系统。监控点子系统是以8051芯片为系统核心,用来监控环境电压变化,透过蓝牙通讯模块将侦测信息传回监控闸道器。再传回中央监控中心。

2.1WDCS硬件架构

系统的硬件架构可以从三个方面来说明,第一部分为WD—cs主机,第二部分为WDCS服务器,第三部分为WDCS客户端。

2.1.1WDCS主机硬件架构

WDCS主机硬件架构主要是以8051单片机作为中央控制器。外加4x4键盘、LCD显示屏和EEPROM93C46密码存储器、继电器等周边元件,以作为WDCS主机的I/0装置与密码设定。当使用者从4x4键盘输入用户名和密码,8051执行指令并与EEPROM93C46检验用户输入的信息是否正确,进而通过继电器的功能来控制开门或者关门的动作,并将信息的结果传到LCD与WDCS服务器。

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内4kB可重擦写的只读程序存储器(FPEROM)和128B的随机存取数据存储器(I认,兼容标准MCS51产品指令系统,32个可编程I/0口,2个l6位定时、计数器,6个中断源,可编程串行UART通道。表格一为WDCS主机在89C51各个外界端口连接。在4x4键盘原理是利用列固定输出与行读入的电压值,来当作该键键值。如当某一个按键被触发时,所对应的行跟列会导通,列固定端输出低电位,然后再去读回行的电压值,哪一行的电压值低,表示该键被按下,解码的公式为按键值=列×4+行。表格2为4x4键盘的输入引脚和对应位置。在EEPPROM93C46作为存储密码,并且在电源消失后仍要能记录。

2.1.2WDCS服务器硬件架构

WDCS服务器的硬件设备,我们可以使用一般的Pc或者Notebook来完成,操作系统选择Windows版本,必须同时拥有Bhetootll与mEE802.11等两种硬件装置。

2.1.3WDCS客户端硬件架构

WDCS客户端(遥控器)硬件要求可以跟为两种类型,一种是使用PDA,另外一种为PC或者Notebook,不仅可以利用有线网络来使用,也可以利用Bluetooth与区域网等无线网络通讯技术作为连线,因此需要有BluetoothModule与WirelessLANCard等其中一种硬件设备。

2.2WDCS的软件架构介绍

WDCS的软件架构。也将分为三个部分来说明。第一部分为WDCS主机主体架构,第二部分为WDCS服务器与WDCS主机的控制架构。第三部分为WDCS服务器与WDCS客户端的通讯架构。使用汇编语言作为开发WDCS主机主体架构的开发语言。流程图如一。

图1WDCS主机的主程序流程图WDCS的基本架构分成四步。第一步是基本的系统运作,包含系统环境及初始值设定等。第二步是计时器发生中断。负责传送或接收信息。第三步是判断输入输出的信息是否正确。第四步是负责开门动作。

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