门禁控制系统2.docx

门禁控制系统 姓名： 夏 永 照 班级： 自动化1002班 摘要：门禁系统在现代安防管理中运用的越来越广泛，可以实现对大型企业，办公室和小区的系统管理，具有很高的安全性和可靠性。门禁系统最主要的功能是对对象进行身份认证，并完成管理功能。本门禁系统是针对实验室而设计的一个执行特定功能的简单系统。一功能介绍1. 打卡机能够准确的识别实验室人员手中的ID卡，完成刷卡后系统需通过电锁实现开门动作。2. 通过红外对管，能够实现对实验室人员进与出的判断，并触发摄像头进行拍照。3. 为降低能耗，磁性传感器对门的开与关进行检测，若门处于关闭状态，需关闭红外模块。4. 将ID卡号和进出信息上传给上位机，上位机记录该信息，实现对成员的考勤。二 系统组成1. 主控芯片本系统主控芯片采用MSP430单片机。在门禁控制中，系统大部分时间处于等待状态，功耗是一个不得不考虑的问题。msp430单片机是一款超低功耗的单片机，中断功能非常完善，用在本系统中，单片机在处于等待状态时，将关闭CPU，在需要工作时，通过中断唤醒CPU。该单片机的片内资源比较丰富，本系统中用片内外部中断读出打卡机数据和判断红外对管，用片内AD检测门开关，用片内USART实现单片机与上位机的通信。2. 磁性传感器该系统中磁性传感器的功能是实时检测（受控制的）门的开关状态。系统使用了原理简单,使用方便的霍尔开关，型号HAL3144，电路图： 使用方法：当磁铁靠近霍尔传感器时，数字信号输出端为低电平，当磁铁移开时，输出端将变成高电平。将霍尔传感器贴于门梁上面，将磁铁贴于门上面，通过单片机对输出端的高低电平的检测判断门的开关状态。单片机采用片内的AD模块实现。3打卡机本门禁系统使用的是采用weigend 26协议的打卡机，运用射频识别技术，实验室成员每人配备ID卡，每个ID卡携带有唯一的卡号，可以通过打卡机读出来。打卡机留有四个接线，一个接12V电源，一个接地，一个DATA0，一个DATA1。当有ID卡接触打卡机时，打卡机将通过DATA0和DATA1发出26位固定的二进制数，由单片机接收，每个不同的ID卡的26位二进制都不同。Data0和Data1两根数据线分别传输0和1，当无数据传输时，两信号线都为高电平，当传输0时，DATA0线产生一个低电平信号，当传输1时，DATA1线产生一个低电平。信号图：单片机通过I/O外部中断接收此26位的二进制。接受完数据后，单片机立即将数据发送给上位机供上位机识别。4.电锁 门锁已经自带了电锁装置，当上位机接收到单片机发送的相应ID卡的数据，若上位机判断该数据有效，立即给单片机发送开门信号，单片机检测到门若处于打开状态，不做处理，当门处于关闭状态，单片机通过I/O实现开门。5. 红外模块 红外模块功能是判断人是进门还是出门，实现方法是通过两对红外对管，检测对管的触发的先后顺序来判断进与出。同样是通过单片机的外部中断来检测红外对管的触发。如下图，当先触发红外线1，再触发红外2，即为“进”，当先触发红外2，再出发红外1，即为“出”。 单个红外对管的电路图：图中左边方框即为红外对管，当发射管与接收管对射时，运放的正向输入端为低电平，运放作为一个比较器，输出将会是低电平，当对管之间有遮挡物时，正相输入端为高电平，输出将会是高电平。通过单片机外部中断将获知对管的触发。6. 485通信 单片机与上位机的通信协议为RS485串口通信，主要有点是传输距离可以达到1200m，传输速率快。电路图如下：图中的A和B必须接双绞线进行远距离传输，双绞线到达单片机时再用一块MAX485芯片接入单片机的TXD和RXD。三 系统工作过程当门关闭时，AD检测后，将关闭红外发射管；当门打开时，开启红外发射管。当打卡机感应到ID卡，发出数据，单片机接收到后，发送给上位机。上位机判别数据有效后，给单片机发送有效数据，此时，若门打开就不执行开门动作，若门关闭，就执行开门动作。当门处于打开状态，红外模块工作，有人进或出时，单片机给上位机发送相应数据，上位机将记录此数据，同时出发摄像头摄像。四 单片机程序设计#include unsigned int BUFT28=0x31,0x31;/接收打卡机数据的数组unsigned int BUF125;/接收开门信号的数组unsigned int BUFT128=0x30,0x30,0x56,0x61,0x6F ,0x42 ,0x51 ,0x44 ,0x49 ,0x42 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x41 ,0x42 ,0x41 ,0x41 ,0x51 ,0x3D ,0x3D ,0x0A; /待接收的数据包unsigned int i=0,j=0,k=0,y=1,temp=0,n=0,x=0,z=0;void delay(unsigned int m) /延时函数 while(m-);void main(void)/主函数 /关闭看门狗 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / Stop watchdog /AD模块初始化，P6.0口为AD检测口，接到霍尔开关的输出端 ADC12CTL0 = SHT0_2 + ADC12ON; / Set sampling time, turn on ADC12 ADC12CTL1 = SHP; / Use sampling timer ADC12IE = 0x01; / Enable interrupt ADC12CTL0 |= ENC; / Conversion enabled P6SEL |= 0x01; / P6.0 ADC option select /初始化输入输出口 P1DIR = 0xff; P1OUT = 0x00; / All P1.x reset P2DIR = 0xff; / All P2.x outputs P2OUT = 0; / All P2.x reset /*初始化外部中断设置，P1.3和P2.4为打卡机的 数据接收口，分别接入打卡机的DATA0和DATA1 信号线，P1.1和P2.1为红外触发的接收端，分 别接入两对红外对管的信号输出端。*/ /P1DIR |= BIT0; / Set P1.0 to output direction /P1IES |= BIT1; / P1.3 Hi/lo edge /P2IES |= BIT1; /P1IES |= BIT3; / P1.3 Hi/lo edge /P2IES |= BIT4; /P1REN=BIT3;/P2REN=BIT4;/P1OUT |=BIT3;/P2OUT |=BIT4; P1DIR &= BIT3; P1DIR &= BIT1; P2DIR &= BIT4; P2DIR &= BIT1; P1IFG &= BIT3; / P1.3 IFG cleared P2IFG &= BIT4; P1IFG &= BIT1; / P1.3 IFG cleared P2IFG &= BIT1; P1IE |= BIT3; / P1.3 interrupt enabled P2IE |= BIT4; P1IE |= BIT1; / P1.3 interrupt enabled P2IE |= BIT1; /* 对单片机的UART模块进行设置，用于单片机和上 位机进行串口通信，P3.4为TXD，P3.5为RXD */ P3SEL = 0x30; / P3.3,4 = USART0 TXD/RXD ME1 |= UTXE0 + URXE0; / Enabled USART0 TXD/RXD UCTL0 |= CHAR; / 8-bit character, SWRST=1 UTCTL0 |= SSEL0; / UCLK = ACLK UBR00 = 0x03; / 9600 from 1Mhz UBR10 = 0x00; UMCTL0 = 0x4A; / Modulation UCTL0 &= SWRST; / Initialize USART state machine IE1 |= URXIE0; / Enable USART0 RX/TX interrupt /IFG1 &= UTXIFG0; / Clear inital flag on POR while(1) ADC12CTL0 |= ADC12SC; / Sampling open _BIS_SR(CPUOFF + GIE); delay(2000); if (temp 0x7FF) / 门处于打开 P1IFG &= BIT1; P2IFG &= BIT1; P1OUT |=BIT5; /指示灯 P1OUT |=BIT4; /打开红外发射管，用P1.4口 P1IE |= BIT1; P2IE |= BIT1; y=0; / y=0时，门处于打开 else /门处于关闭 / P1IFG &= BIT1; / P2IFG &= BIT1; P1IE &= BIT1; /关闭用于检测红外对管的外部中断 P2IE &= BIT1; P1OUT &=BIT5; P1OUT &=BIT4; /打开红外发射管 y=1; / y=1时，门处于关闭 #pragma vector=PORT1_VECTOR /接收管1的触发中断 _interrupt void Port_1(void) P2IFG =0; if(P1IFG&BIT3) /打卡机DATA0触发 BUFTj=0; delay(50); P1IFG = 0; j+; if(j=28) P1OUT |=BIT0; z=1; IE1 |=UTXIE0; i=0; if(P1IFG&BIT1) /红外对管1触发 delay(200); P1IFG &= BIT1; if(P1IN&BIT1) n=1; if(n=1)&(x=1) /当第二次触发时，打开发送中断，j=0时，发送数据包 P1OUT |=BIT0; BUFT111=0x51; z=0; IE1 |=UTXIE0; i=0; n=0; x=0; #pragma vector=PORT2_VECTOR _interrupt void Port_2(void) P1IFG =0; if(P2IFG&BIT4) /打卡机DATA1触发 BUFTj=1; delay(50); P2IFG =0; j+; if(j=28) P1OUT |=BIT0; z=1; IE1 |=UTXIE0; i=0; if(P2IFG&BIT1) /红外对管2触发 delay(200); P2IFG &= BIT1; if(P2IN&BIT1) x=1; if(n=1)&(x=1) P1OUT |=BIT0; BUFT111=0x41; z=0; IE1 |= UTXIE0; n=0; x=0; i=0; / UART0 TX ISR#pragma vector=UART0TX_VECTOR /数据发送中断向量_interrupt void usart0_tx (void) if(z=1) /发送打卡机数据 TXBUF0 = BUFTi; while (!(IFG1 & UTXIFG0); i+; if(i=28) delay(500); j=2; IE1 &= UTXIE0; P1OUT &=BIT0; if(z=0) /发送红外触发数据 TXBUF0 = BUFT1i; while (!(IFG1 & UTXIFG0); i+; if(i=28) delay(500); j=2; IE1 &= UTXIE0; P1OUT &=BIT0; / UART0 RX ISR#pragma vector=UART0RX_VECTOR_interrupt void usart0_rx (void) /接收开门信号数据 / _BIC_SR_IRQ(CPUOFF); BUF1k+=RXBUF0; if(BUF12=0x56); else k=0; if (k=28) k=0; if(BUF111=0x41) if(y=1) P1OUT |=BIT6; delay(5000); P1OUT &=BIT6; #pragma vector=ADC_VECTOR /AD中断向量，当霍尔开关输出端发生变化时产生中断_interrupt void ADC12_ISR (void) temp = ADC12MEM0; _BIC_SR_IRQ(CPUOFF); /退出低功耗 五 上位机与单片机的协议方向数据（28个） 信息单片机到上位机31 31 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx（26个x）当前两个数为31时，后26个数代表ID卡数据单片机到上位机30 30 56 61 6F 42 51 44 49 42 41 41