《门禁控制系统》

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 BUFT[26];//接收打卡机数据的数组

unsigned int BUF1[25];//接收开门信号的数组

unsigned int BUFT1[25]={

0x56,

0x61,

0x6F ,

0x42 ,

0x51 ,

0x44 ,

0x49 ,

0x42 ,

0x41 ,

0,

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;