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      一種門禁控制器的制作方法

      文檔序號:6665643閱讀:220來源:國知局
      專利名稱:一種門禁控制器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實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)的單機型出入口控制系統(tǒng)在實際使用中已經(jīng)逐漸難以適應(yīng)新的使用要求。比如在遠程控制方面,當今網(wǎng)絡(luò)已非常普及,但傳統(tǒng)的單機型系統(tǒng)卻對此無能為力;在系統(tǒng)容量方面,傳統(tǒng)的單機型系統(tǒng)采用低檔單片機作為處理器,無法在處理大數(shù)據(jù)量時保持實時性;不能提供更多進出記錄存儲;不能提供友好的本地操作界面。

      實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(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)遠程控制、控制器設(shè)置界面友好等現(xiàn)實要求。本實用新型的技術(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)隨機存儲器SRAM、LCD顯不器、RS485通信接口、實時時鐘、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;實時時鐘通過串行模式連接到微控制器MCU,為控制器提供準確的時間,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,提供一個人機接口,用戶可通過鍵盤配合顯示器輸出至微控制器MCU,實現(xiàn)對微控制器MCU控制器運行參數(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)行機構(gòu)實現(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。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,基準源由兩個電阻R45與TL431組成,將基準源輸出電壓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總線保護電路,所述保護電路由兩個可恢復(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。所述實時時鐘采用DS1302,并設(shè)有備用電池。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于(I)本實用新型可以實現(xiàn)通行權(quán)制豐富、處理速度快、可聯(lián)網(wǎng)遠程控制、控制器設(shè)置界面友好等現(xiàn)實要求。(2)本實用新型使用SD,提供更大系統(tǒng)存儲容量。(3)本實用新型使用高性能MCU,既保證豐富管制方法的前提下,實現(xiàn)了高速門禁卡片數(shù)據(jù)處理。(4)本實用新型設(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)置控制器運行參數(shù)等全部的控制器可設(shè)置參數(shù);及遠程遙控功能。(5)本實用新型設(shè)有全中文的顯示屏及16按鍵鍵盤,在控制上可以實現(xiàn)所有參數(shù)的修改,人機界面友好。

      圖I為本實用新型的原理框圖;圖2為本實用新型的485通信接口電路原理圖;圖3為本實用新型的門區(qū)繼電器電路原理圖;圖4為本實用新型的實時時鐘電路原理圖;圖5為本實用新型的電源電路原理圖;圖6為本實用新型的MCU工作流程圖;圖7為本實用新型的上位機通信接口數(shù)據(jù)處理流程圖;圖8為本實用新型的門禁卡處理流程圖。
      具體實施方式
      如圖I所示,本實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)隨機存儲器SRAM、LCD顯示器、RS485通信接口、實時時鐘、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,運行速度快,數(shù)據(jù)處理能力強,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)生的進出記錄;SD卡上使用FAT16文件系統(tǒng),以備脫機讀取進出記錄;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,提供一個人機接口,用戶可通過鍵盤配合顯示器輸出至微控制器MCU,實現(xiàn)對微控制器MCU控制器運行參數(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;實時時鐘通過串行模式連接到微控制器MCU,為控制器提供準確的時間,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)行機構(gòu)實現(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,本實用新型中RS485通信接口原理圖,本實用新型設(shè)有2個通信接口,分別供讀卡器和上位機的通信。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通信接口的保護電路。如圖3所示,本實用新型門區(qū)繼電器用來控制電磁鎖等執(zhí)行機構(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作用是繼電器觸點保護,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,干接點模式,可連接開關(guān)量輸入類電磁鎖。如圖4所示,實時時鐘原理圖,為本實用新型門禁控制提供準確的日期時間,方便控制器實現(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,基準源由電阻R45與TL431組成,將基準源輸出電壓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,保護開關(guān)觸點。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,隨后進入主循環(huán)。在主循環(huán)中實現(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、上位機通信、檢查電源等功能。如圖7所示,本實用新型的上位機通信接口數(shù)據(jù)處理流程圖,當接收到一個數(shù)據(jù)幀后,使用CRC16 (循環(huán)冗余校驗)校驗接收到的上位機發(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)建回傳上位機數(shù)據(jù)幀,回傳上位機。如圖8所示,本實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。本實用新型中未作詳細描述的內(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)。以上所述僅是本實用新型中的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當指出,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和潤飾,這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型中的保護范圍。
      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)隨機存儲器SRAM、IXD顯示器、RS485通信接口、實時時鐘、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。
      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,基準源由兩個電阻R45與TL431組成,將基準源輸出電壓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總線保護電路,所述保護電路由兩個可恢復(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)隨機存儲器SRAM、8*2漢字LCD顯示屏、RS485通信接口、實時時鐘、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施放行、拒絕、記錄等操作。本實用新型具有通行權(quán)限豐富、更大存儲容量、處理速度快、可聯(lián)網(wǎng)遠程控制、控制器設(shè)置界面友好等優(yōu)點。
      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
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