1、单片机门禁系统设计摘要：本文介绍了智能小区的门禁系统，即可视对讲系统的设计原理以及软、硬件的实现方式；提出了针对智能小区可视对讲系统的解决方案。 关键词：Lon works 可视对讲 单片机 随着智能化住宅小区的出现，传统的门铃已经远不能适应现代的家庭。从最初的普通单元门对讲，到可视单元门对讲，发展到联网管理，智能楼宇对讲系统已成为一种兼容性强大的综合系统。可以说，智能楼宇对讲系统不仅仅是方便住户和访客的电控门系统，也是小区物业管理和安防管理必不可少的有效手段，是现代化住宅小区必不可少的设施。 一、Lon works 总线技术 一般的可视对讲系统大多由单片机与 RS-485 总线构成，虽然成本
2、低，但受到 RS 一 485 总线的限制，在无中继的情况下，通信距离不能太远，通信速率也不能太高，而采用中继则会提高成本，增大设计开发和施工维护的难度。如果采用单纯的 Lon works 总线，又会降低网络对其他总线设备的兼容性，增加开发成本和设计困难。笔者采用基于单片机与 Lon works 的可视对讲技术，不仅可以克服以上缺点，而且能更好地发挥二者的优势。整个系统由门口单元主机和户内可视分机组成，在网络上视其为不同的通信节点。对于 Lon works 网络中设备的通信，则只需要采用一种称为Lon Talk 的网络标准语言实现。Lon Talk 协议又称为ANSI/EIA709.1 控制网络
3、标准，它提供了一系列通信服务，使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文，而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。Lon Talk 协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。 二、系统结构设计 对于整个园区，采用星型分级网络；对于较大型的小区通信系统，可以采用域的管理方式。 （1）CPU 。节点的 CPU 采用工业级 AT89S52 和 Neur
4、on Chip 家族的 TMPN3150B1AF，3150 芯片不带程序存储空间，因而需要外接外部 RAM，存放包括 Lon Talk 协议、Neuron C 库函数和任务调度程序的系统映象，存放包括 Neuron C编译器产生的用户应用程序代码和其他特定应用参数的应用映象。3150 芯片有 11 个应用 I/0 引脚，这些引脚可以各种方式配置并提供具有最小外扩电路的灵活 I/0 功能，可通过软件设置成 34 种可选的工作方式。在本系统中，将其设置成方式 2，即位输出（ bit output） ，用以控制继电器构成的视音频切换器。 （2）收发器。选用 Echelon 公司的 FfT-10A，通
5、信速率为 78 kb/s，带有变压器隔离耦合和一个曼切斯特编码器，支持多种网络拓扑结构。 （3）程序存储器。选用 Win bond 公司的 W27C512-45，可以很方便地利用 Lon Maker 来直接下载应用映象，其大容量也为将来的功能扩展提供了便利。由于采用了单片机与 Lon works 技术相结合的办法，不仅兼容了户内传统的监控设备，同时也提高了网络的通信效率和传输速率，简化了整个系统。 三、节点软件设计 1、Lon works 部分。Neuron 芯片的编程语言为 Neuron C，它是从 ANSIC 派生出来的，并对 ANSI C 进行了删减和增补。例如，Neuron C 由事件
6、的发生来驱动任务的执行；Neuron 的芯片提供了毫秒和秒这 2 种类型的软件计时器。主程序主要完成的任务如下:首先对 I/O 对象和软件计时器的定义以及设置变量初始值，判断是否有“开锁”信号，并启动计时器开始计时，计时器终止时，Neuron 芯片接受新的定时任务仁。神经元芯片（neuron chip）是 Lon works技术的核心所在，它是一个带有多个处理器、读写/只读存储器（RAM/ROM）以及通信和 I/O 接口的单芯片系统。只读存储器包含一个操作系统、Lon Talk 协议和 1/0 功能库。Neuron C 是一种基于 ANSI C 并为神经元芯片设计的一种编程语言，它对 ANSI
7、 C 进行了扩展以直接支持 Neuron 芯片的固件例程。Neuron C 语言包括一个内部多任务调度程序、一个 Run-Time 函数库，采用的是事件驱动编程结构。整个接点的软件功能都是由若干个事件驱动完成。 2、单片机部分。单片机部分 CPU 采用 ATMEL 公司生产的工业级 AT89S52 芯片，这种芯片是 AT89C51 的工业版本，具有抗干扰能力强和价格低廉的特点。单片机系统软件需要实现的基本功能如下：（1）待机功能。平时（无控制操作时） ，户内可视分机和单元主机均处于待机状态，射频模块、单元主机摄像头以及户内可视分机显示屏电源均处于关闭状态。 （2）监控信号采集功能。户内可视分机不仅是连接单元主机的节点，更是户内各监控点信号采集的中心，当门磁、窗磁、户内红外、烟感以及紧急信号被发出时，都将首先送到户内可视分机，由 AT89S52 进行判断和初步处理，然后转交 TMPN315OBlAF 芯片送上 Lon works通信网络，传送到管理中心进行显示和处理。 （3）开锁功能。通过户内可视分机，可以控制打开安装于单元门上并与单元主机相连的电磁锁。 参考文献： 1邓燕妮.基于 Lon works 的智能小区的节点设计研究 J .武汉理工大学学报:信息与管理工程版，2006,28(4) 2叶选.安防可视对讲门禁系统的设计J.工程设计 CAD 与智能建筑.2002(2)
