摘  要： 設(shè)計一種基于韋根協(xié)議的門禁系統(tǒng)多路控制器,。以AVR單片機作為控制核心,，時鐘電路,、火災(zāi)報警輸入電路,、按鍵與門磁輸入電路以及鎖電路作為組成部分,單片機通過接收新的協(xié)議（多路通信協(xié)議）信息來完成對多個門的控制。
關(guān)鍵詞： 門禁系統(tǒng),；韋根協(xié)議,；多路控制；門磁

    近幾年,，一些重要機關(guān),、科研實驗室、檔案館以及其他一些重要部門對于智能建筑的安全性要求越來越高,，門禁系統(tǒng)是在現(xiàn)代智能建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種安全設(shè)施,它能管理人群的進出,，限制未授權(quán)人士隨意出入某些區(qū)域。目前,，市場上存在的門禁控制器大部分是單門控制,，而兩門或者多門的控制器成本較高，因此，本文設(shè)計了一款價格成本比較低的,、可同時支持多路刷卡的門禁控制器應(yīng)用于門禁系統(tǒng)中,。該控制器除了可以控制多路門的進出之外，還可以實現(xiàn)火災(zāi)報警,，記錄刷卡,、讀取門狀態(tài)、火災(zāi)報警等操作的時間,，以及傳送通信協(xié)議等功能,。
1 結(jié)構(gòu)和功能介紹
    圖1為門禁控制器[1]的系統(tǒng)框圖，整個門禁控制器可分為電源模塊,、單片機最小系統(tǒng),、時鐘電路、火災(zāi)報警輸入電路,、按鍵與門磁輸入電路,、韋根接口與光耦電路、鎖電路與報警聯(lián)動輸出電路等單元,。其中,，電源模塊用來給整個系統(tǒng)供電，時鐘電路用于記錄刷卡以及相關(guān)操作的時間,，火災(zāi)報警輸入電路用于火災(zāi)發(fā)生時的報警信號輸入,，按鍵與門磁輸入電路用來檢測門的開關(guān)信號，韋根接口與光耦電路用來接收韋根數(shù)據(jù),，鎖電路與報警聯(lián)動輸出電路用來輸出火災(zāi)發(fā)生時的報警信號并決定鎖的開關(guān),。單片機通過韋根接口輸入的數(shù)據(jù)來判斷哪個門有人刷卡，并記錄刷卡的時間以及控制門的開關(guān),。同時當有火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)報警輸入電路會給單片機輸入一個報警信號,，單片機通過判斷此信號決定鎖電路的開關(guān)并使報警聯(lián)動輸出電路輸出一個信號給報警裝置來決定報警與否,。單片機通過判斷按鍵產(chǎn)生的信號來判斷內(nèi)側(cè)門的開關(guān)[2]。

1.1 電源模塊
    電源模塊如圖2所示,，1205是一個隔離電壓轉(zhuǎn)換模塊,，輸出的5 V電壓為系統(tǒng)中的單片機最小系統(tǒng)以及時鐘模塊供電；LM7805是一個三端穩(wěn)壓模塊,，輸出的5 V數(shù)字電壓給系統(tǒng)中起隔離作用的光耦電路供電,。

1.4 鎖電路與報警聯(lián)動輸出電路
    圖5為鎖電路與報警聯(lián)動輸出電路原理圖，通過單片機的一個管腳對此進行控制,。當此管腳為高電平時,，繼電器的線圈得電，鎖電路閉合，同時給報警電路輸出一個報警信號,；當此管腳為低電平時,，繼電器的線圈失電，鎖電路與報警聯(lián)動輸出電路無動作,。

1.5 火災(zāi)報警輸入電路
    火災(zāi)報警輸入電路如圖6所示,。輸入部分類似于一個開關(guān)量控制，圖中用S代替火災(zāi)報警輸入,，與單片機一個管腳相連接（圖中為PB3）,，單片機通過判斷此管腳電平的高低來判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。若有火災(zāi)發(fā)生S閉合,，相當于輸入0管腳電平拉低,，報警器報警，否則不報警,。門磁輸入,、按鍵輸入與火災(zāi)報警輸入原理相同。
2 程序設(shè)計與流程圖
2.1 韋根接口協(xié)議簡介
    韋根協(xié)議[3-4]是由摩托羅拉公司制定的一種通信協(xié)議,，它適用于涉及門禁控制系統(tǒng)[5]的讀卡器和卡片的許多特性,。其協(xié)議并沒有定義通信的波特率，也沒有定義數(shù)據(jù)長度,，主要定義的是數(shù)據(jù)傳輸方式,。韋根碼在數(shù)據(jù)的傳輸中只需兩條數(shù)據(jù)線，一條為DATA0,，另一條為DATA1,。協(xié)議規(guī)定，兩條數(shù)據(jù)線在無數(shù)據(jù)時均為高電平,，如果DATA0為低電平代表數(shù)據(jù)0,，DATA1為低電平代表數(shù)據(jù)1。韋根協(xié)議有很多格式,，標準的26 bit是最常用的格式,，此外，還有34 bit,、36 bit等格式,。本文所設(shè)計的控制器是基于常用的26 bit標準格式進行數(shù)據(jù)通信的。
2.2 多路門禁通信協(xié)議設(shè)計
    本設(shè)計定義了一種多路門禁通信協(xié)議,，此協(xié)議共分為6部分,，如表1所示。協(xié)議傳送的內(nèi)容如表2所示,。

2.3 軟件程序設(shè)計
    整個程序?qū)崿F(xiàn)了控制器對多路門的控制,。其功能主要為：單片機通過串口中斷方式接收上位機指令,，根據(jù)上位機指令進行相關(guān)動作。當接收到修改時間指令時,，單片機會修改系統(tǒng)時間,；當接收到讀門狀態(tài)指令時，單片機會將所有門狀態(tài)讀出,，并封裝成數(shù)據(jù)幀回傳給上位機,；當有人刷卡時，單片機通過外部中斷方式接收韋根數(shù)據(jù),，并記錄卡號及刷卡時間,，使門打開。單片機實時檢測按鍵與門磁輸入,、火災(zāi)報警輸入,，一旦檢測到相應(yīng)的管腳電平有變化就會做出開關(guān)門或火災(zāi)報警的動作。
    圖7為程序整體結(jié)構(gòu)圖,，裝置上電后,，單片機完成各管腳狀態(tài)、寄存器以及串口中斷和外部中斷的初始化,，然后開中斷,，單片機進入主循環(huán)程序。單片機進入主循環(huán)時運行的程序流程如圖8所示,，其工作過程就是控制多路門的過程,，通過接收上位機指令完成修改時間、讀取門狀態(tài),、判斷火災(zāi),、記錄刷卡等操作。

    本文在韋根協(xié)議的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種多路門禁通信協(xié)議,以完成對多路門的控制,。其原理簡單易懂,，功能豐富，能通過一個控制器采集多路門的信息,，實現(xiàn)對多路門的控制,，而且可以允許多個門同時刷卡進出，實用性及擴展性強,，具有很強的推廣價值。
參考文獻
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