【正文】 國內(nèi)外，門禁市場的發(fā)展情況大不相同。隨著其產(chǎn)業(yè)化的形成，各大專業(yè)公司由于其財(cái)力的雄厚、技術(shù)的先進(jìn)、市場的先導(dǎo)以及專業(yè)人員的積累，壟斷勢頭不斷呈現(xiàn)出來。近年來，國內(nèi)的門禁系統(tǒng)市場迅速增長，人們對門禁系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用于智能大廈或智能社區(qū)的門禁控制、考勤管理、安防報(bào)警等諸多場合，涌現(xiàn)出許多生產(chǎn)門禁、安防系統(tǒng)的公司，如藍(lán)泰、創(chuàng)一公司等。特別是現(xiàn)在很多大城市里，一棟寫字樓里云集著很多家公司，如果要確保每個(gè)公司的安全就需要非常完善的門禁管理系統(tǒng)。本課題設(shè)計(jì)的就是基于非接觸IC卡的無線通信聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)。3． 可以將不受歡迎的人員拒之門外，例如可以杜絕傳銷，保險(xiǎn)等行業(yè)的業(yè)務(wù)員在未經(jīng)許可的情況下產(chǎn)自闖入您的辦公室，干擾您正常的辦公秩序。5． 基于Windows的全中文操作系統(tǒng)，界面友好，操作方便簡單。門禁系統(tǒng)組成如圖21所示圖21 門禁系統(tǒng)的組成門禁系統(tǒng)的硬件組成主要由基于ATmega16單片機(jī)的門禁控制器，鎖系統(tǒng)，讀卡器，非接觸式IC卡，RF射頻無線傳輸設(shè)備，電源以及其他周邊設(shè)備組成?？ㄆ洪T禁系統(tǒng)的開門電子鑰匙。讀卡器分析確認(rèn)卡的有效性后，將結(jié)果傳送至控制器[9]。電源：提供整個(gè)門禁系統(tǒng)的供電，是系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，下一章將對電源做詳細(xì)介紹。各主要模塊的程序設(shè)計(jì)主要包括基于ATmega16單片機(jī)的主控設(shè)備的程序設(shè)計(jì)，基于RFM12無線通信模塊的程序設(shè)計(jì)以及讀卡模塊的程序設(shè)計(jì)。權(quán)限管理模塊，可分層設(shè)定操作者的各項(xiàng)權(quán)限，并通過Visual B設(shè)計(jì)開發(fā)簡單合理的人機(jī)界面。其中，開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是可以通過市電電源直接供電，使用起來簡單方便，但是這種電源的缺點(diǎn)是紋波效應(yīng)比較嚴(yán)重，無法提供高精度直流電壓。所以本方案采用充電電池為系統(tǒng)電源。C 時(shí)的功耗正常模式時(shí)的工作電流為 ，空閑模式時(shí)的工作電流為 ，掉電模式時(shí)的工作電流 1 μA。(2)內(nèi)部存儲(chǔ)器分為程序存儲(chǔ)器(FLASH)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)ATmega16具有豐富的內(nèi)部存儲(chǔ)單元，包括16K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器FLASH，512 字節(jié)EPROM和1K字節(jié)SRAM。(4)定時(shí)／計(jì)數(shù)器ATmega16系列單片機(jī)有2個(gè)兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(5)指令系統(tǒng)ATmega16系列單片機(jī)具有先進(jìn)的RISC 結(jié)構(gòu)，131條指令，并且大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期(6)睡眠模式空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及擴(kuò)展的Standby模式綜上所述，ATmega16單片機(jī)是一款功能強(qiáng)大、集成資源豐富的智能型微控制器【11】。圖31 ATmega16單片機(jī)的引腳圖在現(xiàn)有的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)中，基于RF模塊的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)功耗小、成本低、組網(wǎng)方式簡單，非常適合小型無線網(wǎng)絡(luò)的場合。綜合考慮本系統(tǒng)采用深圳市惠貽華普電子有限公司生產(chǎn)的RFM12作為RF模塊。圖33 RFM12無線模塊引腳圖各引腳的功能見表31所示。其中一塊和單片機(jī)相連負(fù)責(zé)把讀卡器的數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)，一塊和PC機(jī)相連負(fù)責(zé)接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)以及反饋數(shù)據(jù)給單片機(jī)。磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強(qiáng)下降的太快，且傳輸速率慢，價(jià)格高。如果通過數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫器。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。因?yàn)镮SO15693疏耦合卡在高頻時(shí)讀取距離可達(dá)1m，所以本系統(tǒng)采用基于ISO15693協(xié)議的高頻讀寫器，、寫、鎖操作[14]。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合貝爾統(tǒng)統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同指定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。l 對所有的RS232協(xié)議和ITU l l 高數(shù)據(jù)速率 — 負(fù)載時(shí)速率可達(dá)120Kbpsl 低功耗CMOS — 工作電流為3mAl 無需外部電容 l 低功耗關(guān)斷l(xiāng) 增強(qiáng)型ESD保護(hù)SP232芯片的引腳圖如圖35所示：圖35 SP232引腳圖UNLK端口接單片機(jī)的口，通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)開鎖動(dòng)作。圖36為開鎖原理圖圖36 開鎖電路（1）指示燈指示信號燈由兩個(gè)LED燈構(gòu)成。報(bào)警電路如圖37所示。有自動(dòng)復(fù)位（RESET）功能。當(dāng)讀卡器感應(yīng)到有卡進(jìn)入讀卡區(qū)后會(huì)把讀取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)正確的讀到數(shù)據(jù)以后就會(huì)通過無線模塊發(fā)送到PC機(jī)，PC機(jī)把這個(gè)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫中的合法信息比對，做出判斷后返回一個(gè)結(jié)果給單片機(jī)。圖41為程序的主流程圖。 void Lcd_Wcmd(uc cmd)。= ~(1 RS)define RW 6define RW_READ() PORTB |= (1 RW)define RW_WRITE() PORTB amp。uc numeral_minute_counter=01。 DDRB = 0xFF。 PORTB = 0x00。USART 支持4 種模式的時(shí)鐘: 正常的異步模式，倍速的異步模式，主機(jī)同步模式，以及從機(jī)同步模式。僅在同步模式下XCK 有效。]部中斷T0定時(shí)掃描，檢測有否數(shù)據(jù)讀進(jìn)[16]。 //時(shí)能接收發(fā)送器 UCSRB amp。 //設(shè)置波特率為19200，數(shù)據(jù)格式為8位數(shù)據(jù)，無奇偶校驗(yàn)，1位停止位 } /******************************************************** * 函數(shù)名稱：get_char() * * 入口參數(shù)：N/A * * 返回參數(shù)：a * * 函數(shù)說明：串口接收一個(gè)字符 * *******************************************************/ uc get_char(void){ uc a。0x80)) { } }} /******************************************************** * 函數(shù)名稱：put_char() * * 入口參數(shù)：a * * 返回參數(shù)：N/A * * 函數(shù)說明：串口發(fā)送一個(gè)字符 * *******************************************************/ void put_char(uc a){ while(~(UCSRAamp。\039。 put_char(RFID_ADDR)。 rfid_rdata[1] = get_char()。 i rfid_rcount。T0初始化開全局中斷和T0中斷T0V0=1向串口寫RFID數(shù)據(jù)命令讀串口RFID數(shù)據(jù)將接收數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)等待接收PC端數(shù)據(jù)開鎖蜂鳴器報(bào)警NYYN鎖復(fù)位數(shù)據(jù)合法？Rfidrcount=8？圖44 無線通信流程圖無線通信子程序如下：/*******************************************************///FUNC:T0_init()///外部中斷初始化，T0掃描RFID模塊*******************************************************/void T0_init(void){ TCCR0 |= 0x05。 if(rfid_rcount==8) //檢測到卡數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給PC { RF12_SEND(rfid_rdata[4])。 while(PORTBamp。 }} LCD顯示子程序LCD顯示子程序負(fù)責(zé)顯示當(dāng)前時(shí)間，根據(jù)不同的刷卡結(jié)果顯示對應(yīng)的字型。 delay_nms(1)。 Lcd_Wcmd(0x30)。 RS_INSTRUCTION()。 0x80)。 PORTD = cmd。 EN_L()。 //set data RS_DATA()。 }/******************************************************** * 函數(shù)名稱：Char_Display * * 入口參數(shù)：N/A * * 返回參數(shù)：N/A * * 函數(shù)說明：display characters * *******************************************************/ void Char_Display(void) { Lcd_Wcmd(0x90)。 //迎 Lcd_Wdat(0xAD)。 //臨 Lcd_Wdat(0xD9)。 Lcd_Wdat(0Xf8)。 Lcd_Wdat(0XBB)。 //STOP TCNT1H = 0xE3。 //START TIMER TIMSK |= 0x04。 } else {numeral_minute_counter = 0。 BCD_code[1] = (numeral_second_counter/10) % 10。 BCD_code[5] = (numeral_hour_counter/10) % 10。 Lcd_Wdat(0xCA)。 Lcd_Wdat(0xB7)。 Lcd_Wdat(0xC3)。 //SETUP TCNT1L = 0xE0。} /******************************************************** * 函數(shù)名稱：Decode_numeral * * 入口參數(shù)：figure,colon * * 返回參數(shù)：N/A * * 函數(shù)說明：將所需顯示的字符顯示到lcd * *******************************************************/ void Decode_numeral(uc figure) {switch(figure) { case 0: Lcd_Wdat(0x30)。 case 2: Lcd_Wdat(0x32)。 case 4: Lcd_Wdat(0x34)。 case 6: Lcd_Wdat(0x36)。 case 8: Lcd_Wdat(0x38)。 default: break。ATmega16 SPI 的特點(diǎn)如下：? 全雙工3 線同步數(shù)據(jù)傳輸? 主機(jī)或從機(jī)操作? LSB 首先發(fā)送或MSB 首先發(fā)送? 7 種可編程的比特率? 傳輸結(jié)束中斷標(biāo)志? 寫碰撞標(biāo)志檢測? 可以從閑置模式喚醒? 作為主機(jī)時(shí)具有倍速模式(CK/2)本系統(tǒng)選取的無線通信模塊支持SPI傳輸所以直接利用ATmega16單片機(jī)的SPI口就可以直接連接無線傳輸模塊，無需進(jìn)行其他電路擴(kuò)展[20]。sbit SCK=P21。 unsigned int RFXX_WRT_CMD(unsigned int aCmd){ unsigned char i。 for(i=0。 } SCK=0。 } SCK=1。 return(temp)。 SEL=1。 RFXX_WRT_CMD(0x80c7)。 RFXX_WRT_CMD(0x94A0)。 RFXX_WRT_CMD(0x9850)。 } void RF12_SEND(unsigned char aByte){ while(IRQ)。i256。 TMOD=0x01。 ZLG7289_Reset()。 checksum=0。 RF12_SEND(0x2D)。 ZLG7289_Download(1,0,0,0)。 ZLG7289_Download(1,0,0,1)。 ZLG7289_Download(1,0,0,2)。 ZLG7289_Download(1,0,0,3)。 ZLG7289_Download(1,0,0,5)。 RF12_SEND(0xAA)。 } delay_ms(50)。接受過程流程圖如圖43所示。 sbit SDO=P23。 SCK=0。i++){ if(aCmdamp。 temp=1。 } SEL=1。 SCK=0。i++){if(aCmdamp。 temp=1。 } SEL=1。 SDO=0。 SDO=1。 RFXX_WRT_CMD(0xA640)。 RFXX_WRT_CMD(0xCA81)。 RFXX_WRT_CMD(0xC800)。 RFXX_WRT_CMD(0x0000)。 } void delay_ms(unsigned int x){ unsigned char i。 } }void write(unsigned char a){ SBUF = a。 unsigned int temp。//計(jì)數(shù)器1工作于方式2TH1 = 0x0FD。= 0x7f。 RF12_INT()。 dat=RF12_RE