2022年无线网络技术应用于门禁系统 .pdf

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1、无线网络技术应用于门禁系统1 引言近几年来， 由于无线网络快速发展以及其速率提升，价格下跌， 因此吸引了许多用户开始使用无线网络。无线网络具备可随意移动、随时上网与其架设方便的特性。故有别于传统有线的连接方式。而有着更大的方便性。而目前主要的无线通讯技术有IEEE 802.1 1、蓝牙（Bluetoth）ll传感器网络Sensor Net—work ）等。本文中提供一套无线门禁系统WDCS （Wireless DoorControl System）通过无线蓝牙技术与IEEE802.11 和以太网结合，来分别利用区域网络与网际网络的方式控制门禁系统，以提高门禁系统的方便性与安全性，并

2、适合于现今多样化环境与需求。本系统分别以PDA （Personal Digital Assistant）与 Pc 两种不同系统作为开发平台，分别设计出适用于蓝牙通讯协议、IEEE802.11 通讯协议与RS232通讯协议的三种不同的版本。再结合以单片机为主题的门禁系统主机，发展成一个多功能的无线终端遥控门禁系统，进而达到安全性与方便性。 2 系统的架构及其功能 WDCS 的有线方面是用户在客户端采用PDA 制作无线遥控器来控制开启门禁，并利用WindowsCE是 32-bit即时性的嵌入式操作系统。而在有线遥控器方面是以一般的个人电脑来控制开启门禁，并利WindowsXP操作系统作为开发平台。

3、以一部电脑作为中央监控中心，在中央监控中心与监控点子系统间沟通使用一个监控闸道器，其CPU为 ARM7为架构的EP7212芯片，并将一般的i386 平台使用的Linux 编译成 ARMLinux作为其操作系统，当主机接受终端下达的指令后， 通过蓝牙通讯模块将指令传给监控点子系统。监控点子系统是以8051 芯片为系统核心，用来监控环境电压变化，透过蓝牙通讯模块将侦测信息传回监控闸道器。再传回中央监控中心。2.1 WDCS硬件架构系统的硬件架构可以从三个方面来说明，第一部分为WD—cs主机，第二部分为WDCS服务器，第三部分为WDCS 客户端。2.1.1 WDCS 主机硬件架构 WDC

4、S 主机硬件架构主要是以8051 单片机作为中央控制器。外加 4x4 键盘、LCD显示屏和EEPROM93C46 密码存储器、继电器等周边元件，以作为WDCS 主机的 I 0 装置与密码设定。当使用者从4x4 键盘输入用户名和密码，8051 执行指令并与EEPROM 93C46 检验用户输入的信息是否正确， 进而通过继电器的功能来控制开门或者关门的动作，并将信息的结果传到LCD与 WDCS 服务器。AT89C51是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS8 位单片机，片内 4 kB 可重擦写的只读程序存储器（FPEROM）和 128 B 的随机存取数据存储器（I 认 ，兼容标准 MC

5、S51 产品指令系统，32 个可编程I 0 口， 2 个 l6 位定时、计数器，6 个中断源，可编程串行UART通道。表格一为WDCS 主机在 89C51各个外界端口连接。在4x4 键盘原理是利用列固定输出与行读入的电压值，来当作该键键值。如当某一个按键被触发时，所对应的行跟列会导通，列固定端输出低电位，然后再去读回行的电压值，哪一行的电压值低，表示该键被按下，解码的公式为按键值=列×4+ 行。表格2 为 4x4 键盘的输入引脚和对应位置。在 EEPPROM93C46作为存储密码，并且在电源消失后仍要能记录。2.1.2WDCS服务器硬件架构 WDCS 服务器的硬件设备，我们可以使用

6、一般的Pc 或者 Notebook 来完成，操作系统选择Windows 版本，必须同时拥有Bhetootll与 mEE 802.1 1等两种硬件装置。2.1.3WDCS客户端硬件架构 WDCS客户端（遥控器）硬件要求可以跟为两种类型，一种是使用PDA ，另外一种为PC或者 Notebook，不仅可以利用有线网络来使用，也可以利用Bluetooth与区域网等无线网络通讯技术作为连线，因此需要有Bluetooth Module与 Wireless LANCard等其中一种硬件设备。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师

7、精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2.2 WDCS的软件架构介绍 WDCS 的软件架构。也将分为三个部分来说明。第一部分为WDCS 主机主体架构，第二部分为 WDCS 服务器与 WDCS 主机的控制架构。 第三部分为WDCS 服务器与 WDCS 客户端的通讯架构。使用汇编语言作为开发WDCS 主机主体架构的开发语言。流程图如一。图 1 WDCS 主机的主程序流程图WDCS 的基本架构分成四步。 第一步是基本的系统运作，包含系统环境及初始值设定等。第二步是计时器发生中断。负责传送或接收信息。第三步是判断输入输出的信息是否正确。第四步

8、是负责开门动作。输入方面该系统提供4x4 键盘作为输入设备， 包含 9 个数字键、 2 个方向键、 3 个功能键， 使用者可使用这些键选择功能表单。 以及输人与修改用户名和密码，并控制继电器做开门关门的动作，进而达到门禁的目的。 ，WDCS 主机提供了五项功能的选择：Keyboard 主要功能是让用户经由终端键盘或者本机键盘输入密码。首先以方向键选择到Keyboard 后按下 Enter 键，在输入User Name 和 Password，如输入正确则开门，并送回信息到LCD显示屏与WDCS 服务器， 如输入错误系统会分别要求重新输入。CardReader功能是让用户经由读卡头刷卡输入密码。首

9、先以方向键选择到CardReader 后安下 Enter 键。在输入User Name 和 Card. 如输入正确则门禁会打开。并回送讯息到 LCD显示屏与 WDCS 服务器。如输入错误系统分别会要求重新输入和重新刷卡。Set User PW （Password）功能是修改使用的密码。首先以方向键选择到Set User PW后按下 Enter键，在输入User Name. 如果正确则继续输入New User PW和再输入确认New User PW一次。如输入无误则成功更改新的密码并回送信息到LCD显示屏与WDCS 服务器。 如输入错误系统分别会要求重新输入User Name和 Set New

10、User P 。Set CardNo. 功能是让用户设定新卡号码， 首先以方向键选择到Set CardNo. 后按下 Enter 键。再输入 UserName.如果正确则继续输入 New Card No.和在刷入确认New Card No.一次，如刷入或刷入错误。系统分别会要求重新输入 User Name 和重新 Set CardN0_o 最后 Set User Name功能是设定用户的名称，首先以方向键选择到Set User Name后按下 Enter 键。再输入User Nam e. 如果正确则继续设定New User Name 和再输入确认New User Name 一次。如输入无误则成

11、功设定New User Name 并回送信息到LCD显示屏与WDCS 服务器如输入错误系统分别会要求重新输入User Nam e 和 Set New User Name。图 2 WDCS 主机提供的五项功能第二部分是WDCS 服务器与WDCS 主机的控制建构。 首先将WDCS 主机启动。然后 WDCS 服务器开启已安装服务器版本程序。并启动 RS232口连接到 WDCS ，即可下达指令与输入User Name 和 User Password.在 WDCS 主机即会回传成功登入或者错误信息到 WDCS 服务器。第三部分是WDCS 服务器与WDCS 客户端的通讯架构。在WDCS 服务器启动已安装好

12、的服务器的程序。并启动R232通信口与 Winsock 服务器。等待WDCS 客户端连线。 客户端须指定服务器IP 位置或者服务器名称及服务器的端口号。才可以连线到服务器，并进行下达指令与输入User Name和 UserPassword. 在 WDCS 主机会回传成功登录或者错误信息至 WD—CS 服务器。3 系统的整合与测试系统的整合与测试分为三个步骤，第一个步骤是WDCS 服务器与WDCS 主机的连接，第二个步骤是WDCS 客户端与 WDCS 服务器的连接， 第三个步骤是将前面这两种系统整合与测试。3.1 第一步首先为了测试WDCS 服务器与WDCS 主机部分的效果，使用一台

13、笔记本电脑当作WDCS 服务器并安装WDCS 服务器 Windows 版本程序，利用笔记本上的USB口，以 R232的通讯技术作为两端设备的连接，因为此笔记本电脑上没COM El，所以使用了一条USB转 R232线，功能用来将 USB口转成 9Pin COM 口在连接到WDCS 主机的 UART Port 。当两端设备就绪后就启动WDCS 服务器上的程序，并打开程序的通讯口。3.2 第二个步骤名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - -

14、- - - WDCS服务器与WDCS 客户端为了测试此部分的效果：使用两台笔记本电脑当作是WDCS服务器与WDCS PC客户端，并安装WDCS 服务器 Windows版本程序和WDCS PC客户端 Windows版本程序，在WDCS 服务器装置Bluetooth Dongol和 Wireless IEEE802.1lb的网络卡。在WDCSPC 客户端，装置Wireless IEEE802.1lb的网络卡或者网线，同时使用两台PDA当作是WDCS 客户端分别安装WDCS 客户端 Windows CE版本程序，并在其中一台启动蓝牙模块和在另一台 PDA上安装 Wireless IEEE 802.1

15、 lb 网卡。首先在 WDCS 服务器装好Bluetooth Dongol 、Wireless IEEE802.1lb的网卡、WDCS服务器Windows 版本程序，并启动Microsoft Ac—tiveSynczTool，同时开放在WDCS 服务器上的门禁系统程序，设定好LocalPort ，并 启 动 门 禁 系 统 程 序 。 开 启WDCS客 户 端 ， 其 中 一 台 PDA 启 动 蓝 牙 模 块 后 必 须 以MicrosoftActiveSynczTool方式与 WDCS 服务器做蓝牙通信协议同步。然后与其他WDCS 客户端，开启门禁系统程序，设定好要连上终端WD

16、CS 服务器的Ip 与 Port 。3.3 第三个步骤是系统整合与测试系统，此步骤主要是结合前面两种系统WDCS 客户端与WDCS 服务器的网络连接，WDCS 服务器与WDCS 主机的系统连接， 在 WDCS 客户端与服务可以网络连线，且 WDCS服务器也可以控制WDCS 主机的情况下，所以依照程序上操作步骤进行，首先将测试用户由WD—cs服务器控制WDCS 主机，达到门禁通行、功能切换与更改用户名及密码。步骤如下：用户先确定是要登录还是要使用更改功能。如欲登录须确定以何种方式登录，方式又两种，由 1Key—board 方式登录者和由2Insercard方式登录者。4

17、结束语本文作者创新点： 通过设计了一套全方位完整的无线门禁系统，以 89C51的微处理器作为门禁控制主机， 并利用手持嵌人式系统（PDA ）作为开发平台。 进而结合了无线通讯技术（蓝牙，WEAN）与无线网络的特性，能够针对多样化的环境，提供视觉化与方便性的界面给用户。帮助用户快速地掌握操作的方式，并符合安全性与扩充性的要求。本系统同时也可以应用在不同的信息家电系统中，提供了一个非常具有弹性的开发模式，有别于一般传统市面上单一性质的产品。在本系统中，我们实际测试应用与一般市面上的电子锁，下达指令成功的将电子锁打开。并在系统设定时间（5s）电子锁自动执行关门的动作。由于电子锁价格不菲，且未有实际的运通，因而未采购此产品。对于未来地方方向可以将蓝牙模块移植到单片机上，以达到小而美且功能强大的产品，符合蓝牙在个人无线通讯设备具有的特色。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -