專利名稱：一種門禁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種門禁控制器，應(yīng)用于出入口控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著安全技術(shù)防范行業(yè)自身和數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，客觀要求出入口控制系統(tǒng) 統(tǒng)應(yīng)具備更強(qiáng)的功能、更大的系統(tǒng)容量、更快的反應(yīng)速度，傳統(tǒng)的單機(jī)型出入口控制系統(tǒng)在實(shí)際使用中已經(jīng)逐漸難以適應(yīng)新的使用要求。比如在遠(yuǎn)程控制方面，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)已非常普及，但傳統(tǒng)的單機(jī)型系統(tǒng)卻對此無能為力；在系統(tǒng)容量方面，傳統(tǒng)的單機(jī)型系統(tǒng)采用低檔單片機(jī)作為處理器，無法在處理大數(shù)據(jù)量時保持實(shí)時性；不能提供更多進(jìn)出記錄存儲；不能提供友好的本地操作界面。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種門禁控制器，實(shí)現(xiàn)通行權(quán)限豐富、更大存儲容量、處理速度快、可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制、控制器設(shè)置界面友好等現(xiàn)實(shí)要求。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種門禁控制器，包括微控制器MCU、安全數(shù)字存儲卡即SD卡(Secure Digital Memory Card)、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM、LCD顯不器、RS485通信接口、實(shí)時時鐘、鍵盤、門區(qū)繼電器、門區(qū)狀態(tài)輸入和電源；微控制器MCU作為整個門禁控制器的控制核心，用來處理所有的邏輯過程；SD卡，使用SPI總線與微控制器MCU相連，用來存取控制器產(chǎn)生的進(jìn)出記錄；SRAM掛接在微控制器MCU上，用來存取門禁卡片數(shù)據(jù)庫；LCD顯示器使用串行模式連接到微控制器MCU，供用戶使用提供顯示功能；RS485通信接口與微控制器MCU連接，將微控制器MCU的串口轉(zhuǎn)換為485接口，共有兩個雙向通信接口，一個供上位通信，一個供讀卡器通信；實(shí)時時鐘通過串行模式連接到微控制器MCU，為控制器提供準(zhǔn)確的時間，微控制器MCU可以讀取設(shè)置時間；鍵盤與微控制器MCU直接相連，提供一個人機(jī)接口，用戶可通過鍵盤配合顯示器輸出至微控制器MCU，實(shí)現(xiàn)對微控制器MCU控制器運(yùn)行參數(shù)，控制器屬性等編輯設(shè)置；門區(qū)繼電器作為門禁控制器的輸出接口與微控制器MCU輸出相連接，用來控制電磁鎖等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對門(出入口)拒絕和放行的控制；門區(qū)狀態(tài)輸入與微控制器MCU的輸入相連接，作為開關(guān)量輸入連接到外部的門位置傳感器，獲得門的狀態(tài)(開啟和關(guān)閉)；電源為整個控制器供電，與SRAM和微處理器MCU相連接，通過電壓檢測電路向SRAM和微處理器MCU提供電源狀態(tài)信號。所述微控制器MCU采用8位AVR單片機(jī)。所述IXD顯示器顯示2行,共16漢字,提供8 * 2個中文顯示。所述電源包括5V開關(guān)型降壓電源、線性降壓電源，及由比較器和基準(zhǔn)源組成電壓檢測電路；外接電源經(jīng)端子J14接入，經(jīng)過二極管D9和開關(guān)降壓型電源MP1591降壓后得到5VDC, 5VDC經(jīng)線性穩(wěn)壓器LMl 117降壓至3. 3VDC ；由兩個分壓電阻R43和R49對外接電源分壓后輸入比較器一個輸入端，基準(zhǔn)源由兩個電阻R45與TL431組成，將基準(zhǔn)源輸出電壓2. 5V輸入比較器U12A的另一個輸入端，比較器U12A將這兩個電壓的比較結(jié)果輸出給微處理器MCU 和 SRAM。所述門區(qū)繼電器的輸出結(jié)構(gòu)采用不同形式短路塊的組合，在電壓輸出模式和干接點(diǎn)輸出模式之間互相轉(zhuǎn)換。所述RS485通信接口采用芯片MX487EESA，另外設(shè)有485總線保護(hù)電路，所述保護(hù)電路由兩個可恢復(fù)保險RF1、RF4及兩個瞬態(tài)抑制二極管RV3和RV4組成，兩個可恢復(fù)保險RFl和RF4串聯(lián)在總線上；兩個瞬態(tài)抑制二極管RV3和RV4并聯(lián)在總線上。所述實(shí)時時鐘采用DS1302，并設(shè)有備用電池。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)通行權(quán)制豐富、處理速度快、可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制、控制器設(shè)置界面友好等現(xiàn)實(shí)要求。(2)本實(shí)用新型使用SD，提供更大系統(tǒng)存儲容量。(3)本實(shí)用新型使用高性能MCU，既保證豐富管制方法的前提下，實(shí)現(xiàn)了高速門禁卡片數(shù)據(jù)處理。(4)本實(shí)用新型設(shè)有上位通信接口，可以通過上位授權(quán)門禁卡片，修改用戶卡片屬性，設(shè)置控制器運(yùn)行參數(shù)等全部的控制器可設(shè)置參數(shù)；及遠(yuǎn)程遙控功能。(5)本實(shí)用新型設(shè)有全中文的顯示屏及16按鍵鍵盤，在控制上可以實(shí)現(xiàn)所有參數(shù)的修改，人機(jī)界面友好。

圖I為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的485通信接口電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型的門區(qū)繼電器電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的實(shí)時時鐘電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型的電源電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型的MCU工作流程圖；圖7為本實(shí)用新型的上位機(jī)通信接口數(shù)據(jù)處理流程圖；圖8為本實(shí)用新型的門禁卡處理流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括微控制器MCU、安全數(shù)字存儲卡即SD卡(SecureDigital Memory Card)、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM、LCD顯示器、RS485通信接口、實(shí)時時鐘、鍵盤、門區(qū)繼電器、門區(qū)狀態(tài)輸入和電源，其中微控制器MCU作為整個門禁控制器的核心，采用8位高性能AVR單片機(jī)，運(yùn)行速度快，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，用來處理所有的邏輯過程。微控制器MCU通過RS485通信接口在讀卡器取得卡號后，經(jīng)過識別、處理后驅(qū)動門區(qū)電磁鎖動作并做指示，從而對持卡人在出入口的出入行為實(shí)施放行、拒絕、記錄等操作；SD (Secure Digital Memory Card)卡使用SPI總線與微控制器MCU相連,用來存取控制器產(chǎn)生的進(jìn)出記錄；SD卡上使用FAT16文件系統(tǒng)，以備脫機(jī)讀取進(jìn)出記錄；SD卡選用容量為2G的SD卡。SRAM掛接在微控制器MCU上，用來存取卡片數(shù)據(jù)庫；采用128K的SRAM存儲卡片數(shù)據(jù)庫，在卡片數(shù)據(jù)庫中存有，被授權(quán)的卡片ID及該卡片的通行權(quán)限等信息；LCD顯示器使用串行模式連接到微控制器MCU，供用戶使用提供參數(shù)編輯修改顯示功能，同時顯示卡片的處理結(jié)果；IXD顯示器采用8*2漢字IXD顯示器；鍵盤與微控制器MCU直接相連，提供一個人機(jī)接口，用戶可通過鍵盤配合顯示器輸出至微控制器MCU，實(shí)現(xiàn)對微控制器MCU控制器運(yùn)行參數(shù)，控制器屬性等編輯設(shè)置；RS485通信接口與微控制器MC U連接，將微控制器MCU的串口轉(zhuǎn)換為485接口，共有兩個雙向通信接口，一個供上位通信，一個供讀卡器通信；實(shí)時時鐘通過串行模式連接到微控制器MCU，為控制器提供準(zhǔn)確的時間，微控制器MCU可以讀取設(shè)置時間； 門區(qū)繼電器作為門禁控制器的輸出接口與微控制器MCU輸出相連接，用來控制電磁鎖等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對門(出入口)拒絕和放行的控制；門區(qū)狀態(tài)輸入與微控制器MCU的輸入相連接，作為開關(guān)量輸入連接到外部的門位置傳感器，獲得門的狀態(tài)(開啟和關(guān)閉)；電源為整個控制器供電，與SRAM和微處理器MCU相連接，通過電壓檢測電路向SRAM和微處理器MCU提供電源狀態(tài)信號。如圖2所示，本實(shí)用新型中RS485通信接口原理圖，本實(shí)用新型設(shè)有2個通信接口，分別供讀卡器和上位機(jī)的通信。圖中485電平轉(zhuǎn)換芯片采用MAX487EESA ；RF1和RF4為可恢復(fù)保險，RV3和RV4為TVS (瞬態(tài)抑制二極管)，R31和R34分別是上拉下電阻，R36和R39是防失效電阻，以上原件共同組成了 485通信接口的保護(hù)電路。如圖3所示，本實(shí)用新型門區(qū)繼電器用來控制電磁鎖等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其輸出結(jié)構(gòu)可以采用不同形式短路塊的組合，在電壓輸出模式和干接點(diǎn)輸出模式之間互相轉(zhuǎn)換。圖3中，Jl為接線端子，D3和D4作用是繼電器觸點(diǎn)保護(hù)，J17開路可以將D3和D4隔離；將J7和J9的2、3腳分別短路，輸出電壓模式可直接驅(qū)動電磁鎖；將J7和J9的1、3腳分別短路，干接點(diǎn)模式，可連接開關(guān)量輸入類電磁鎖。如圖4所示，實(shí)時時鐘原理圖，為本實(shí)用新型門禁控制提供準(zhǔn)確的日期時間，方便控制器實(shí)現(xiàn)后續(xù)的基于日期時間的通行管制控制等。圖4中使用實(shí)時時鐘芯片為DS1302，晶振選擇32. 768K (10PPM)，其中U3為備用電池。如圖5所示，本實(shí)用新型的電源原理圖，為整個控制器供電，提供電源掉電檢查等功能，包括5V開關(guān)型降壓電源、線性降壓電源，及由比較器和基準(zhǔn)源組成電壓檢測電路。外接電源12VDC經(jīng)端子J14接入，經(jīng)過二極管D9和開關(guān)降壓型電源MP1591降壓后得到5VDC，為本實(shí)用新型主板供電，5VDC經(jīng)線性穩(wěn)壓器LMl117降壓至3. 3VDC，為主板上3. 3V設(shè)備供電；由兩個分壓電阻R43和R49對外接電源分壓后輸入比較器一個輸入端，基準(zhǔn)源由電阻R45與TL431組成，將基準(zhǔn)源輸出電壓2. 5V輸入比較器U12A的另一個輸入端，比較器U12A將這兩個電壓的比較結(jié)果輸出給微處理器MCU和SRAM。圖5中D8作用是防反接。12V(2)為輔助電源輸出(可為其他控制器外接設(shè)備供電，如門禁讀卡器等)，電流限制200mA。船型開關(guān)并接C12電容，保護(hù)開關(guān)觸點(diǎn)。D9可以保證在電源斷電的瞬間，防止電容C25電荷反方向泄漏，以保證在外接電源掉電的瞬間主板供電還能持續(xù)一小段時間，保證SD卡上文件的正常關(guān)閉。如圖6所示，本實(shí)用新型的MCU的工作流程如下系統(tǒng)上電后，MCU初始化外部設(shè)備，隨后進(jìn)入主循環(huán)。在主循環(huán)中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時間服務(wù)、系統(tǒng)顯示、菜單處理、讀卡器輪詢、卡處理、出門按鈕處理、上位機(jī)通信、檢查電源等功能。如圖7所示，本實(shí)用新型的上位機(jī)通信接口數(shù)據(jù)處理流程圖，當(dāng)接收到一個數(shù)據(jù)幀后，使用CRC16 (循環(huán)冗余校驗(yàn))校驗(yàn)接收到的上位機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)幀，如果沒有損壞，隨后處理功能碼，得到處理結(jié)果，構(gòu)建回傳上位機(jī)數(shù)據(jù)幀，回傳上位機(jī)。如圖8所示，本實(shí)用新型的門禁卡處理流程圖MCU通過RS485接口取得門禁卡卡號后，MCU查尋存儲于控制器中門禁卡數(shù)據(jù)庫，如果該卡號存在，則在門禁卡數(shù)據(jù)庫中讀取該張卡的授權(quán)信息，根據(jù)授權(quán)信息，決定是否允許該張卡通行，同時在SD卡中存儲處理結(jié)果；如果得到的卡號，在門禁卡數(shù)據(jù)庫中找不到，則禁止該門禁卡通行，同時在SD卡中記錄 處理結(jié)果。本實(shí)用新型中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。以上所述僅是本實(shí)用新型中的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型中的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種門禁控制器，其特征在于包括微控制器MCU、安全數(shù)字存儲卡即SD卡、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM、IXD顯示器、RS485通信接口、實(shí)時時鐘、鍵盤、門區(qū)繼電器、門區(qū)狀態(tài)輸入和電源；SD卡，使用SPI總線與微控制器MCU相連；SRAM掛接在微控制器MCU上；IXD顯示器采用串行模式連接到微控制器MCU ；RS485通信接口與微控制器MCU連接；實(shí)時時鐘通過串行模式連接到微控制器MCU ;鍵盤與微控制器MCU直接相連；門區(qū)繼電器作為門禁控制器的輸出接口與微控制器MCU輸出相連接；門區(qū)狀態(tài)輸入與微控制器MCU的輸入相連接；電源與SRAM和微處理器MCU相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述微控制器MCU采用8位AVR單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述IXD顯示器顯示2行，共16漢字。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述電源包括5V開關(guān)型降壓電源、線性降壓電源，及由比較器和基準(zhǔn)源組成的電壓檢測電路；外接電源經(jīng)端子J14接入，經(jīng)過二極管D9和開關(guān)降壓型電源MP1591降壓后得到5VDC，5VDC經(jīng)線性穩(wěn)壓器LMl117降壓至3.3VDC ;由兩個分壓電阻R43和R49對外接電源分壓后輸入比較器U12A —個輸入端，基準(zhǔn)源由兩個電阻R45與TL431組成，將基準(zhǔn)源輸出電壓2. 5V輸入比較器U12A的另一個輸入端，比較器U12A將這兩個電壓的比較結(jié)果輸出給微處理器MCU和SRAM。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述門區(qū)繼電器的輸出結(jié)構(gòu)采用不同形式短路塊的組合，在電壓輸出模式和干接點(diǎn)輸出模式之間互相轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述RS485通信接口采用芯片MX487EESA，另外設(shè)有485總線保護(hù)電路，所述保護(hù)電路由兩個可恢復(fù)保險RFl、RF4及兩個瞬態(tài)抑制二極管RV3和RV4組成，兩個可恢復(fù)保險RFl和RF4串聯(lián)在總線上；兩個瞬態(tài)抑制二極管RV3和RV4并聯(lián)在總線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述門禁控制器，其特征在于所述實(shí)時時鐘采用DS1302，并設(shè)有備用電池。
專利摘要一種門禁控制器，由微控制器MCU、SD卡、靜態(tài)隨機(jī)存儲器SRAM、8＊2漢字LCD顯示屏、RS485通信接口、實(shí)時時鐘、鍵盤、門區(qū)繼電器、門區(qū)狀態(tài)輸入、及電源夠成，微控制器通過RS485通信接口在讀卡器取得卡號后，經(jīng)過識別、處理后驅(qū)動門區(qū)電磁鎖動作并做指示，從而對持卡人在出入口的出入行為實(shí)施放行、拒絕、記錄等操作。本實(shí)用新型具有通行權(quán)限豐富、更大存儲容量、處理速度快、可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制、控制器設(shè)置界面友好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G07C9/00GK202422249SQ20122007734
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者葉慧秀 申請人:北京宏大京電電子技術(shù)有限公司