1.3 外圍接口
　　根據(jù)圖1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，著重介紹門(mén)禁控制,、RFID模塊和存儲(chǔ)器接口的硬件實(shí)現(xiàn),。
1.3.1 門(mén)禁控制
　　在門(mén)禁控制系統(tǒng)中，RFID數(shù)據(jù)信息主要來(lái)自于韋根讀卡器,。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠,，傳輸距離遠(yuǎn)，在200 m范圍內(nèi)能可靠傳輸,，其Wiegand(韋根)協(xié)議是由Motorola公司制定的一種通信協(xié)議,，數(shù)據(jù)輸出由2根線組成，分別為DATA0和DATA1,，2根線分別將0或1輸出：輸出0時(shí),，DATA0線上出現(xiàn)負(fù)脈沖；輸出1時(shí),，DATA1線上出現(xiàn)負(fù)脈沖,。DATA0與DATA1分別與處理器的I/O口相連接，并將I/O口配置為輸入電平變化中斷方式,，保證數(shù)據(jù)幀的可靠完整接收,。
　　門(mén)禁輸出控制采用MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管IFRZ44代替目前流行使用的繼電器控制方式，克服了繼電器所有的“靈敏度差”,、“有動(dòng)作噪音”,、“開(kāi)閉次數(shù)多減少壽命”等缺點(diǎn)。IFRZ44的驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示,，其中IFRZ44工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài),，將電控鎖的電源連接到J4的兩端，通過(guò)控制IFRZ44的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)門(mén)閘的開(kāi)/閉,。

1.3.2 RFID模塊
　　RFID數(shù)據(jù)采集模塊包括：天線,、RF發(fā)送電路及RF接收電路、解調(diào)電路,、DSP處理電路,、電源、外部通信接口等,，其外部通信接口最終輸出正確的卡片ID信息[2],。在一卡通系統(tǒng)中，通常采用成品模塊,，目前國(guó)內(nèi)多采用支持頻率為125 kHz的EM卡和13.56 MHz的Mifare卡的讀卡模塊,。其中，Mifare卡內(nèi)芯片可讀/寫(xiě)數(shù)據(jù),，每個(gè)扇區(qū)獨(dú)立加密,，具備更好的安全性。
　　在本設(shè)計(jì)中,，選用中國(guó)臺(tái)灣Smart-way品牌的125 kHz-K4模塊,。該模塊體積小，是專門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)讀取EM 卡的讀卡模塊,，射頻距離約10 cm,，外部通信接口采用RS232通信方式,，通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路后可直接與處理器的UART接口連接。根據(jù)不同的應(yīng)用和需求,，可將該模塊更換為RS232通信方式的Mifare(M1)讀寫(xiě)模塊,、遠(yuǎn)距離讀卡模塊、電子標(biāo)簽閱讀器等,，應(yīng)用程序根據(jù)模塊生產(chǎn)廠家提供的通信格式對(duì)卡片,、電子標(biāo)簽等數(shù)據(jù)載體進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
1.3.3 存儲(chǔ)接口
　　系統(tǒng)使用2片SDRAM-K4S561632H組成32位64 MB的內(nèi)存,，以運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)和其他臨時(shí)數(shù)據(jù),；使用1片64 MB的NandFlash-K8F1208作為物理存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)系統(tǒng)程序代碼,、文件系統(tǒng),、配置參數(shù)等。NandFlash掉電數(shù)據(jù)不丟失,，寫(xiě)（編程）和擦除速度快,，適合大數(shù)據(jù)量的讀取。在設(shè)計(jì)中,，NandFlash的地址空間分配如圖3所示,。

　　圖中，Cramfs為系統(tǒng)的啟動(dòng)根文件系統(tǒng),，是一個(gè)壓縮格式的只讀文件系統(tǒng),，當(dāng)系統(tǒng)需要訪問(wèn)某個(gè)位置的數(shù)據(jù)時(shí)，馬上計(jì)算出該數(shù)據(jù)在Cramfs中的位置,，將它實(shí)時(shí)地解壓縮到內(nèi)存之中,，然后通過(guò)對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)來(lái)獲取文件系統(tǒng)中需要讀取的數(shù)據(jù)，節(jié)省了大部分的內(nèi)存空間[3],；Yaffs2文件系統(tǒng)是一種專門(mén)針對(duì)NandFlash的可讀寫(xiě)文件系統(tǒng),，在意外斷電等情況下不會(huì)丟失數(shù)據(jù),此處用于保存人員檔案數(shù)據(jù)、照片,、RFID信息,、系統(tǒng)配置參數(shù)等。
1.3.4 其他接口
　　采用簡(jiǎn)單的4×4矩陣鍵盤(pán)和128×64字符型液晶FM12864M作為人機(jī)界面,，以減少系統(tǒng)成本,。
　　系統(tǒng)的電源采用模塊開(kāi)關(guān)電源，輸出+5V/3A和+12 V/1.2 A兩組電源,，用于控制系統(tǒng)供電和電鎖供電,。UPS電源可用于門(mén)禁系統(tǒng)中，以便在市電斷開(kāi)的情況下能繼續(xù)維持整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,，提高門(mén)禁安全性,。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　在嵌入式系統(tǒng)中,，Linux操作系統(tǒng)以源代碼開(kāi)放、可裁剪,、占用內(nèi)存少,、效率高、穩(wěn)定,、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能,、對(duì)各種文件系統(tǒng)完備的支持和標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等眾多優(yōu)點(diǎn),，成為嵌入式軟件平臺(tái)的首選[4]。本設(shè)計(jì)采用Linux-2.6.22為內(nèi)核的Linux操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái),，在此基礎(chǔ)上編寫(xiě)系統(tǒng)需要的各種驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序,。
2.1? USB攝像頭驅(qū)動(dòng)的移植
　　開(kāi)源驅(qū)動(dòng)spca5xx/gspca提供了對(duì)大部分主流攝像頭的支持，還為攝像頭提供了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,，即servfox和spcaview程序,，通過(guò)在Linux服務(wù)器端運(yùn)行servfox，即可實(shí)時(shí)顯示客戶端spcaview程序采集USB攝相頭視頻流,。由于gspca驅(qū)動(dòng)不支持本系統(tǒng)采用的“羅技靈迅版”USB攝像頭型號(hào),，所以要添加修改相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。gspca驅(qū)動(dòng)程序的核心代碼是gspca_core.c和gspca.h兩個(gè)文件,，包括了設(shè)備注冊(cè),、注銷、各種操作方法集(定義了所支持的攝像頭設(shè)備列表,，設(shè)備檢測(cè)和初始化,，設(shè)備打開(kāi)、參數(shù)設(shè)置,、關(guān)閉等各種操作函數(shù)) [5],。由于“羅技靈迅版”的VendorID（0x046d, 0x08af）、DSP型號(hào)(ZC3XX),、CMOS傳感器型號(hào)(SENSOR_HV7131R)在gspca.h中均有定義,也有相關(guān)的芯片頭文件,因此,只需改動(dòng)gspca_core.c,，把Easy/Cool攝像頭的信息加入到其中即可。在攝像頭型號(hào)檢測(cè)的函數(shù)spcaDetectCamera( )中添加如下代碼：
　　case 0x08af:
　　　　spca50x->desc =LogitechQC_EasyCool;
　　　　spca50x->bridge = BRIDGE_ZC3XX;
　　　　spca50x->sensor = SENSOR_HV7131B;
　　break;
　　即完成了對(duì)未知USB攝像頭型號(hào)的擴(kuò)展使用,。
2.2? RFID數(shù)據(jù)采集與處理
　　RFID數(shù)據(jù)采集與處理流程圖如圖4所示,。人員檔案數(shù)據(jù)（如姓名、門(mén)禁權(quán)限等）統(tǒng)一存儲(chǔ)在一個(gè)file.txt的文件中,，作為數(shù)據(jù)識(shí)別進(jìn)程的數(shù)據(jù)依據(jù),。假設(shè)采集到的RFID卡片ID信息為：1123776758，執(zhí)行如下查找程序：
　　system('grep 1123776758 /user/file.txt');