正文 第45章 門禁係統管理(1 / 3)

隨著社會物質財富的增加,各種盜竊案件頻繁發生,防盜日漸成為人們日常生活所關心的問題。門鎖自古以來便是人們防盜的利器,人們對它的要求很高,既要安全可靠又要使用方便,長久以來,機械鎖被人們廣泛使用,在防盜方麵發揮了重要的作用。然而機械鎖僅僅是單純的機械裝置,無論結構設計多麼合理,材料多麼堅固,人們總能通過各種手段把它打開。此外,隨著樓宇麵積的擴大以及房間數量的增加,對機械鎖鑰匙的管理也變得十分複雜,其安全性也隨之降低。人們意識到孤立的門鎖已經無法起到可靠的防盜作用,必須將樓宇內的門鎖進行集中管理,於是基於物聯網的門禁係統成為人們研究的重點。

物聯網門禁係統允許終端管理員對樓宇內的所有門鎖進行監控,當門鎖出現安全隱患時,管理人員可及時調度保安人員進行防護,當樓宇內出現火災等事故時,管理員可及時打開相應的安全通道門鎖,對人員進行疏散。因此,物聯網門禁係統可廣泛應用於辦公樓、學校、賓館等部門。

8.3.1ZigBee協議;

係統采用 ZigBee協議構架的物聯網門禁係統。ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低成本的無線傳感器網絡技術。它的物理層、MAC 層和數據鏈路層采用了IEEE 802.15.4標準,並在此基礎上由 ZigBee聯盟製定了應用彙聚層、應用層規範(API)和網絡層,組成了ZigBee協議標準。

ZigBee網絡具有星形、樹形、網狀三種組網方式,每個ZigBee網絡最多可支持 65535個設備,也就是說每個ZigBee設備可以與另外65534個設備相連接。這些設備之間相互協調實現通信,每個設備隻需要很低的功耗,以接力的方式通過無線電波將數據從一個設備傳到另一個設備。每個網絡節點的距離可以由標準的75m到擴展後的幾百米,甚至幾千米。ZigBee網絡中有三種不同類型的設備。

① 協調器:協調器負責啟動和配置網絡,它是網絡的第一個設備。協調器選擇一個信道和一個網絡ID,隨後啟動整個網絡。協調器也可以用來協助建立網絡中安全層和應用層的綁定。

② 路由器:路由器允許其他設備加入網絡,多跳路由和協助它自己的終端節點進行通信。

③ 終端節點:終端節點沒有特定的維持網絡結構的責任,它可以睡眠或者喚醒,因此它可以是一個電池供電設備。

8.3.2門禁係統概述;

門禁係統節點由電子密碼鎖、ZigBee 終端節點、路由器、調製器組成。電子密碼鎖通過ZigBee 網絡將實時的狀態發送給上位機,上位機對電子密碼鎖發送過來的數據進行記錄和管理,並可對電子密碼鎖進行控製。係統節點結構框圖如

係統實現功能:輸入8位密碼,正確則打開門鎖,並向上位機發送門鎖已打開信息,上位機記錄開鎖時間;若密碼錯誤,密碼鎖進行短報警,並向上位機發送密碼輸入錯誤信息,上位機記錄密碼輸入錯誤時間;若連續輸錯三次,密碼鎖進行長報警,並向上位機發送存在危險指令,上位機記錄時間並向管理員報警。若要修改密碼,密碼鎖會向上位機發送密碼修改請求指令,經管理員同意後,上位機返回同意修改密碼指令,用戶方可修改密碼。上位機可實時監控密碼鎖的開關狀態,當密碼鎖超過一定時間未關閉,上位機將向管理員發出警報。

1硬件結構;

硬件結構由單片機、鍵盤輸入模塊、顯示模塊、揚聲器、開關鎖機構以及 ZigBee通信模塊組成,硬件結構框圖如821圖。

單片機選用 STC89C54,顯示模塊與鍵盤輸入選用ZLG7290B來管理數碼管和鍵盤,ZigBee通信模塊選用Chipcon公司的CC2430來實現相關功能。

CC2430是一顆真正的係統芯片(SoC)CMOS解決方案。這種解決方案能夠提高性能並滿足以 ZigBee為基礎的2.4GHz ISM波段應用,及對低成本、低功耗的要求。它結合一個高性能 2.4GHz DSSS(直接序列擴頻)射頻收發器核心和一顆工業級小巧高效的8051控製器。CC2430的設計結合了8KB的RAM及強大的外圍模塊,並且有3種不同的版本,它們是根據不同的閃存空間32、64和128KB來優化複雜度與成本的組合。

ZLG7290B是數碼管顯示驅動及鍵盤掃描管理芯片。能夠直接驅動 8位共陰式數碼管(或 64隻獨立的 LED),同時還可以掃描管理多達 64隻按鍵。其中有8隻按鍵還可以作為功能鍵使用,就像電腦鍵盤上的 Ctrl、Shift、Alt 鍵一樣。另外,ZLG7290B內部還設置有連擊計數器,能夠使某鍵按下後不鬆手而連續有效。采用 I2C總線方式,與微控製器的接口僅需兩根信號線。提供相應的函數庫,可通過調用函數直接實現顯示與鍵盤輸入相應功能。該芯片為工業級芯片,抗幹擾能力強,在工業測控中已有大量應用。

2軟件主程序;

主程序實現以下功能:

(1)上電後顯示為“00000000”。

(2)按下數字鍵後在相應位顯示“8”。

(3)如輸入數字錯誤,按下退格鍵可清除上一位輸入。

(4)密碼輸入完畢後,按下確認鍵,如果輸入密碼完全正確,綠燈亮起,鎖打開。

若輸入錯誤,視錯誤次數而定,如果錯誤小於3次,顯示錯誤次數,紅燈短閃爍,報警 5秒,顯示全部清除為“00000000”。若錯誤3次,先顯示“33333333”,紅燈長閃爍,報警 10 秒,鍵盤輸入被鎖,由管理員端方能解鎖,然後顯示全部清除為“00000000”。在各種情況下,均向管理員發送密碼鎖狀態。

(5)在開鎖狀態下,輸入要重置的密碼,按下重置密碼鍵,密碼鎖向管理員發送修改密碼請求,如果管理員同意修改,屏幕閃爍,密碼修改完畢。

(6)在開鎖狀態下,按下關鎖鍵,綠燈熄滅,顯示全部清除為“00000000”。

采用電子密碼鎖,通過結合 ZigBee技術構建的管理係統,能取得很好的安全防範作用。結合通信與控製技術,數量龐大的電子密碼鎖能夠被統一進行管理,這使得電子密碼鎖的安全係數得到大幅度提高。鑒於 ZigBee 技術近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本等特點,這種電子密碼鎖在學校、賓館、倉庫等許多地方具有良好的使用價值。

8.4通用停車場管理係統;

隨著科學技術的發展和人民生活水平的日益提高,社會車輛數量在不斷地上升,道路擁堵越來越嚴重,車輛停泊越來越難,小區、機關、企事業單位、社會停車場車滿為患。尤其各級政府機關、企事業單位,為了保障內部安全,對出入的各類車輛進行規範管理顯得更加迫切,既要保證本單位車輛快速出入,同時又能兼顧對外來車輛管理。這些工作單靠人力是很難勝任的,必須使用現代技術手段對車輛進行管理。構建物聯網組成的停車場管理係統,就能適合各種常見的、混合的、複雜的停車區域。