智能迎宾门禁系统的分析与研究

1、 智能迎宾门禁系统的分析与研究 王琪天津工程职业技术学院 天津 300280【摘要】通过对智能迎宾门禁系统的分析与研究，本文分析了智能迎宾门禁系统的功能，论述了采用人体红外感应器、mp3、非接触式ic卡、电子锁等技术实现迎宾与门禁功能的方法，阐明了本系统的优势，可依据应用的场所订制成各种形状并能简化系统升级。【关键词】迎宾；门禁；人体感应；ic卡随着信息技术的不断发展，越来越多的企业、医院、住宅、学校等开始放弃原有的靠人管理出入口的方式，而采用智能门禁系统，以求实现简单化、人性化的门禁管理。门禁系统已成为发达国家和地区最主要的保安系统之一，与传统的保安设备不同，它变被动的监控和报警为主动的控制

2、，起到更高的安全作用。因此，门禁系统在保安设备领域中独领风骚、据美国权威机构调查统计结果：美国门禁设备销售占整个公共安全行业市场销售额的57.8，闭路电视监控及其它报警设备销售总额仅占39.2%,另外台湾安全器材市场年度调查报告中，门禁销售增长率为25，高出其它保安设备增长率十几倍。由此可见智能门禁系统正在被大众所接受。一、智能迎宾门禁系统分析智能迎宾门禁系统应具有体积小，功耗低，可根据使用环境制作成各种外型等特点，所以在开发时应采用嵌入式系统作为开发平台；另外，智能迎宾门禁系统为达到智能出入、维护秩序、防入侵等目的，所以在功能上主要分成迎宾与门禁两部分，具体功能如下：迎宾模块：迎宾系统主要是

3、起到迎来送往的作用，使机器更加生动、有趣，具备人性化的特性，使人们减少对机器的抵触情绪。门禁模块：门禁系统对出入者分为两种：一种是对准行者允许通过，另外一种是对禁行者设防禁行。对于上述两种情况，出口控制系统可以对出入人员的身份进行识别，发现禁止通告者立即报警，防止其不正常的强行闯入与闯出。二、智能迎宾门禁系统的设计与实现1、智能迎宾模块的设计与实现迎宾模块采用室外型的人体红外感应器，当人体红外感应器感应到有人靠近时，会自动发出触发信号，单片机收到此触发信号后，自动触发机器内部的mp3播放器，mp3播放器播放相应的欢迎词。（1）人体感知的实现方法。人体感应可以使用红外感应技术。本系统采用室外型人

4、体红外感应器lx-402，此感应器具有防水、120广角、多级别、防宠物探测模式、灵敏度选择开关等多种功能，可极大的提高系统对各种环境的适应能力，增加系统的应用场所。lx-402感应器内部集成一个c型继电器，当检测到人体时，com与no端闭合，与nc端断开；当没有检测到人体时，com与nc端闭合，与no端断开。将com端连接至单片机的io口，no端连接+3vdc，nc端连接gnd，当感应到有人靠近时，com端与no端闭合，单片机io口输入高电平；当没有人靠近时，com端与nc端闭合，单片机io口输入低电平，通过此方法即可判断是否有人靠近。（2）播放欢迎用语的实现方法。播放欢迎用语可以使用mp3技

5、术，本系统采用mp3播放器bu9435kv，bu9435kv将usb存储器/sd存储卡host功能、mp3声频解码器功能、系统控制功能集成于单芯片上的bu9435kv型lsi，功能强大。这种lsi适合于cd盒式收录机、小型组合音响、汽车音响、时钟收音机等音响设备使用的产品，能播放出高音质的音乐。bu9435kv共有3种不同的工作模式，当工作在模式1时，此芯片就成为一个单芯片的mp3解决方案，具有mp3播放器的完整功能；芯片内集成键盘矩阵，只需将相应的按键引出，即可像操作mp3播放器一样操作此芯片。因此在实施过程中可以通过模式1实现播放欢迎语音功能。2、门禁模块设计与实现门禁系统采用非接触式ic

6、卡片触发，进入或外出人员通过ic卡片触发读写电路，读写芯片将读取的号码传送给mcu，mcu判断是否允许通过，当允许通过时，mcu发送一个触发信号给电子锁控制单元，电子锁控制单元打开电子锁，人员开门进入或外出。（1）ic卡识别技术的实现方法。ic卡读写电路采用phi lips的串行mf rc531芯片来实现非连接的读写控制。mf rc531是应用于13.56mhz非接触式通信中高集成读写卡芯片系列中的一员。该读写卡芯片系列利用了先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56mhz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。mf rc531支持iso/iec14443a/b所有层和mifare经典协议，

7、以及与该标准兼容的标准。它与主机通信模式有8位并行和spi模式，用户可根据不同的需求选择不同的模式，这样给读卡器/终端的设计提供了极大的灵活性。系统中，mf rc531选用spi模式与主控mcu进行通信。mf rc531是与非接触式ic卡实现无线通信的核心模块，也是控制器控制读写ic卡的关键接口芯片。它根据寄存器的设定对发送缓冲区中的数据进行调制得到发送的信号，并通过tx1，tx2脚驱动天线以电磁波的形式发出去。天线发出频率固定的电磁波1356mhz，射频卡接收到电磁波后，由卡中自带的lc串联谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷，再接一个单向导电的电子泵，将电荷送到另一个电容内存储，经过滤

8、波整流后产生2v的电压作为电源供卡片工作使用。卡片处理接收的命令和数据，并将结果返回给读写器。（2）系统内部主控技术的实现方法。门禁系统与迎宾系统共用一颗主控mcu，系统可采用mps430系列单片机，msp430系列单片机是一种16位超低功耗的混合信号处理器(mixed signal processor)。由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，适合本系统的开发。主控mcu通过普通io口与迎宾系统连接，通过spi口与门禁系统连接。主控mcu主要工作是检测人体红外感应器的状态，根据状态决定是否播放欢迎词；检测读写芯片传送过来的数值，判断此数值是否在允许通过的数值范围内，由此决定

9、是否开启电子锁。（3）电子锁技术的实现方法。按照消防要求，火灾时，大楼会自动切断电源，电锁应该打开，方便人员逃生，所以本系统采用的是“阳极锁”，即停电开门的电锁。系统采用的是四线电插锁：有两条电线，红色和黑色，红色接电源+12vdc，黑色接gnd。还有两条白色的线，是门磁信号线，反映门的开和关状态。系统内部的主控mcu采用io口控制继电器的方法，实现对电子锁电源的控制。由此实现开锁的目的。三、结语本系统开发选用嵌入式开发平台，可据使用环境制作成各种外型；设计过程采用模块化设计理念，可将具有低功耗特点的非接触式ic卡部分单独拿出来使用，嵌入到任何现有的门禁系统中，实现了系统升级的简单化；实施过程通过人体红外感应器结合mp3播放器的方式实现了智能化迎宾功能，采用非接触式ic卡结合电子锁的方式实现了智能门禁功能；通过两部分的有机结合，实现门禁系统智能化，人