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1引言
近年來，中國各大城市樓市蓬勃發展以及人們對住宅樓，辦公樓的便利化、安全化和智能化的要求不斷增大，而目前人們所乘坐的電梯處于全開放狀態，不僅給小孩帶來安全隱患或給不法分子留下作案機會，缺乏安全，而且給物業管理帶來不便。同時人們在乘坐電梯時，有可能按錯樓層鍵，致使電能浪費，缺乏智能化。針對以上問題，設計了一種基于GPRS、STC12C5A60S2新一代單片機和MFRC500高性能的電梯門禁系統，電梯門禁系統能夠通過短信方式開啟門禁,而且能使其工作在普通刷卡模式，也能工作在按次數、時段或時效刷卡模式，卡片具有次數和時效等相關信息。該電梯門禁系統還能記錄用戶進出信息，方便物業管理的同時也達到自動化、便利化和安全化的要求。
2電梯門禁讀寫器功能分析
智能電梯門禁系統主要由物業管理計算機、GPRS模塊、射頻卡讀寫器、Mifare1射頻卡組成。用戶通過物業管理計算機領取登記過的用戶相關信息射頻卡后可以開啟電梯門禁，或通過短信方式接收相關信息來開啟電梯門禁。用戶刷卡時，把授權的樓層信息通過CAN總線傳遞給電梯主控制器，用戶無需其它操作，直接可達目的地。而建立射頻卡與終端設備的橋梁就是射頻卡讀寫器。頻卡讀寫器在此過程中起到承上啟下的核心作用，其性能和數據處理能力直接影響到電梯門禁系統的工作質量。
3硬件電路設計
射頻卡讀寫器硬件結構如圖1所示，主要由主控CPU、GSM模塊、射頻卡收發模塊、CAN總線模塊、時鐘電路、顯示報警電路等組成。主控CPU采用宏晶公司的STC12C5A60S2，它采用最新第六代加密技術，比傳統的單片機速度快8-12倍，具有高速、低功耗、抗干擾等特點，同時內置28KB容量的E2PROM、60KB容量的應用程序存儲空間、1280字節片內RAM數據存儲區以及含有MAX810復位電路和高速SPI串行通信端口，編程支持ISP下載功能，使用非常方便[1]。
圖1.門禁系統硬件結構框圖
射頻讀卡芯片選用MFRC500。MFRC500是Philips公司開發的非接觸式讀卡器芯片系列的一種，該讀卡器利用了先進的調制和解調概念，完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協議，支持ISO14443A所有層，內部自帶的發射部件能夠直接驅動天線，操作距離達到10cm，不需要增加額外的驅動電路。同時還具有方便的并行接口，可直接連接到任何8位微處理器，給讀卡器/終端的設計提供了極大的靈活性[2]。
由于可以設置STC12C5A60S2中的AUXR寄存器來允許或禁止使用內部擴展的1024字節RAM數據存儲區，因而可以防止MFRC500和微處理器內部的RAM發生總線沖突。所以與主控CPU的接口可以采用總線擴展方式，即用單片機的P0口和MFRC500的D0～D7相連，用P5.2、P4.2、WR、RD、ALE等作為控制線分別與MFRC500的NCS、RSTPD、NWR、NRD、ALE等相連。采用總線擴展方式對射頻卡芯片內部寄存器操作猶如對微處理器對內部寄存器操作一樣，非常簡便。另外，MFRC500支持三種總線控制信號，分別為獨立的讀和寫選通信號，共用的讀和寫選通信號和帶握手的共用讀和寫選通信號，這三種信號的選擇由控制腳上的邏輯電平決定。本設計使用獨立讀和寫選通信號，并采用復用地址總線，即將MFRC500的A2接地，A1和A0接電源信號。
GPRS模塊主要采用Qisda公司的M33模塊，利用STC12C5A60S2微處理器的雙串口特性，能快速高效的與其通訊。
CAN控制器選用微星科技公司生產的MCP2515。它是一款獨立控制局域網協議控制器，完全支持CANV2.0B技術規范，且自帶兩個驗收屏蔽寄存器和六個驗收濾波寄存器，可以濾掉不想要的報文[3]；另外它通過業界標準串行外設接口（SPI）與STC12C5A60S2的SPI串行通信端口相連，從而減少了MCU的軟件和硬件的開銷。在CAN總線通信接口中，MCP2515控制器通過與高速CAN收發器MCP2551相連，實現讀寫器設備與電梯主控制器數據通訊，遠端的電梯主控器可以隨時了解讀寫器的狀態。
時鐘芯片選用RS5C372A。RS5C372A是由理光公司生產的一款低功耗實時時鐘芯片。它與同類型其它芯片相比具有準確的時間調整功能，保證在晶振有誤差的情況下，對內部的時鐘寄存器進行相應設置，即能實現時間的準確。
LCD采用的是不帶字庫的12232液晶顯示模塊，所使用的驅動器是SED1520，SED1520可直接與8位微處理器相連，集行、列驅動器和控制器于一體，因此使用起來十分方便。
本文標簽：電梯門禁系統設計
