基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于門(mén)禁系統(tǒng)研究

1引言

近幾年來(lái)，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展以及其速率提升，價(jià)格下跌，因此吸引了許多用戶(hù)開(kāi)始使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具備可隨意移動(dòng)、隨時(shí)上網(wǎng)與其架設(shè)方便的特性。故有別于傳統(tǒng)有線的連接方式。而有著更大的方便性。而目前主要的無(wú)線通訊技術(shù)有IEEE802.11、藍(lán)牙（Bluetoth）~ll傳感器網(wǎng)絡(luò)SensorNet—work）等。本文中提供一套無(wú)線門(mén)禁系統(tǒng)WDCS（WirelessDoorControlSystem）通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙技術(shù)與IEEE802.11和以太網(wǎng)結(jié)合，來(lái)分別利用區(qū)域網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的方式控制門(mén)禁系統(tǒng)，以提高門(mén)禁系統(tǒng)的方便性與安全性，并適合于現(xiàn)今多樣化環(huán)境與需求。本系統(tǒng)分別以PDA（PersonalDigitalAssistant）與Pc兩種不同系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，分別設(shè)計(jì)出適用于藍(lán)牙通訊協(xié)議、IEEE802.11通訊協(xié)議與RS232通訊協(xié)議的三種不同的版本。再結(jié)合以單片機(jī)為主題的門(mén)禁系統(tǒng)主機(jī)，發(fā)展成一個(gè)多功能的無(wú)線終端遙控門(mén)禁系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到安全性與方便性。

2系統(tǒng)的架構(gòu)及其功能

WDCS的有線方面是用戶(hù)在客戶(hù)端采用PDA制作無(wú)線遙控器來(lái)控制開(kāi)啟門(mén)禁，并利用WindowsCE是32-bit即時(shí)性的嵌入式操作系統(tǒng)。而在有線遙控器方面是以一般的個(gè)人電腦來(lái)控制開(kāi)啟門(mén)禁，并利Windows XP操作系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。以一部電腦作為中央監(jiān)控中心，在中央監(jiān)控中心與監(jiān)控點(diǎn)子系統(tǒng)間溝通使用一個(gè)監(jiān)控閘道器，其CPU為ARM7為架構(gòu)的EP7212芯片，并將一般的i386平臺(tái)使用的Linux編譯成ARM Linux作為其操作系統(tǒng)，當(dāng)主機(jī)接受終端下達(dá)的指令后，通過(guò)藍(lán)牙通訊模塊將指令傳給監(jiān)控點(diǎn)子系統(tǒng)。監(jiān)控點(diǎn)子系統(tǒng)是以8051芯片為系統(tǒng)核心，用來(lái)監(jiān)控環(huán)境電壓變化，透過(guò)藍(lán)牙通訊模塊將偵測(cè)信息傳回監(jiān)控閘道器。再傳回中央監(jiān)控中心。

2.1WDCS硬件架構(gòu)

系統(tǒng)的硬件架構(gòu)可以從三個(gè)方面來(lái)說(shuō)明，第一部分為WD—cs主機(jī)，第二部分為WDCS服務(wù)器，第三部分為WDCS客戶(hù)端。

2.1.1WDCS主機(jī)硬件架構(gòu)

WDCS主機(jī)硬件架構(gòu)主要是以8051單片機(jī)作為中央控制器。外加4x4鍵盤(pán)、LCD顯示屏和EEPROM93C46密碼存儲(chǔ)器、繼電器等周邊元件，以作為WDCS主機(jī)的I／0裝置與密碼設(shè)定。當(dāng)使用者從4x4鍵盤(pán)輸入用戶(hù)名和密碼，8051執(zhí)行指令并與EEPROM93C46檢驗(yàn)用戶(hù)輸入的信息是否正確，進(jìn)而通過(guò)繼電器的功能來(lái)控制開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)的動(dòng)作，并將信息的結(jié)果傳到LCD與WDCS服務(wù)器。

AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)4kB可重擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（FPEROM）和128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（I認(rèn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)，32個(gè)可編程I／0口，2個(gè)l6位定時(shí)、計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，可編程串行UART通道。表格一為WDCS主機(jī)在89C51各個(gè)外界端口連接。在4x4鍵盤(pán)原理是利用列固定輸出與行讀入的電壓值，來(lái)當(dāng)作該鍵鍵值。如當(dāng)某一個(gè)按鍵被觸發(fā)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的行跟列會(huì)導(dǎo)通，列固定端輸出低電位，然后再去讀回行的電壓值，哪一行的電壓值低，表示該鍵被按下，解碼的公式為按鍵值=列×4+行。表格2為4x4鍵盤(pán)的輸入引腳和對(duì)應(yīng)位置。在EEPPROM93C46作為存儲(chǔ)密碼，并且在電源消失后仍要能記錄。

2.1.2WDCS服務(wù)器硬件架構(gòu)

WDCS服務(wù)器的硬件設(shè)備，我們可以使用一般的Pc或者Notebook來(lái)完成，操作系統(tǒng)選擇Windows版本，必須同時(shí)擁有Bhetootll與mEE802.11等兩種硬件裝置。

2.1.3WDCS客戶(hù)端硬件架構(gòu)

WDCS客戶(hù)端（遙控器）硬件要求可以跟為兩種類(lèi)型，一種是使用PDA，另外一種為PC或者Notebook，不僅可以利用有線網(wǎng)絡(luò)來(lái)使用，也可以利用Bluetooth與區(qū)域網(wǎng)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)作為連線，因此需要有BluetoothModule與WirelessLANCard等其中一種硬件設(shè)備。

2.2WDCS的軟件架構(gòu)介紹

WDCS的軟件架構(gòu)。也將分為三個(gè)部分來(lái)說(shuō)明。第一部分為WDCS主機(jī)主體架構(gòu)，第二部分為WDCS服務(wù)器與WDCS主機(jī)的控制架構(gòu)。第三部分為WDCS服務(wù)器與WDCS客戶(hù)端的通訊架構(gòu)。使用匯編語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)WDCS主機(jī)主體架構(gòu)的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。流程圖如一。

圖1WDCS主機(jī)的主程序流程圖WDCS的基本架構(gòu)分成四步。第一步是基本的系統(tǒng)運(yùn)作，包含系統(tǒng)環(huán)境及初始值設(shè)定等。第二步是計(jì)時(shí)器發(fā)生中斷。負(fù)責(zé)傳送或接收信息。第三步是判斷輸入輸出的信息是否正確。第四步是負(fù)責(zé)開(kāi)門(mén)動(dòng)作。