专利名称：一种门禁控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种门禁控制器，应用于出入口控制系统。
背景技术：
随着安全技术防范行业自身和数字化技术的不断发展，客观要求出入口控制系统 统应具备更强的功能、更大的系统容量、更快的反应速度，传统的单机型出入口控制系统在实际使用中已经逐渐难以适应新的使用要求。比如在远程控制方面，当今网络已非常普及，但传统的单机型系统却对此无能为力；在系统容量方面，传统的单机型系统采用低档单片机作为处理器，无法在处理大数据量时保持实时性；不能提供更多进出记录存储；不能提供友好的本地操作界面。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种门禁控制器，实现通行权限丰富、更大存储容量、处理速度快、可联网远程控制、控制器设置界面友好等现实要求。本实用新型的技术解决方案一种门禁控制器，包括微控制器MCU、安全数字存储卡即SD卡(Secure Digital Memory Card)、静态随机存储器SRAM、LCD显不器、RS485通信接口、实时时钟、键盘、门区继电器、门区状态输入和电源；微控制器MCU作为整个门禁控制器的控制核心，用来处理所有的逻辑过程；SD卡，使用SPI总线与微控制器MCU相连，用来存取控制器产生的进出记录；SRAM挂接在微控制器MCU上，用来存取门禁卡片数据库；LCD显示器使用串行模式连接到微控制器MCU，供用户使用提供显示功能；RS485通信接口与微控制器MCU连接，将微控制器MCU的串口转换为485接口，共有两个双向通信接口，一个供上位通信，一个供读卡器通信；实时时钟通过串行模式连接到微控制器MCU，为控制器提供准确的时间，微控制器MCU可以读取设置时间；键盘与微控制器MCU直接相连，提供一个人机接口，用户可通过键盘配合显示器输出至微控制器MCU，实现对微控制器MCU控制器运行参数，控制器属性等编辑设置；门区继电器作为门禁控制器的输出接口与微控制器MCU输出相连接，用来控制电磁锁等执行机构实现对门(出入口)拒绝和放行的控制；门区状态输入与微控制器MCU的输入相连接，作为开关量输入连接到外部的门位置传感器，获得门的状态(开启和关闭)；电源为整个控制器供电，与SRAM和微处理器MCU相连接，通过电压检测电路向SRAM和微处理器MCU提供电源状态信号。所述微控制器MCU采用8位AVR单片机。所述IXD显示器显示2行,共16汉字,提供8 * 2个中文显示。所述电源包括5V开关型降压电源、线性降压电源，及由比较器和基准源组成电压检测电路；外接电源经端子J14接入，经过二极管D9和开关降压型电源MP1591降压后得到5VDC, 5VDC经线性稳压器LMl 117降压至3. 3VDC ；由两个分压电阻R43和R49对外接电源分压后输入比较器一个输入端，基准源由两个电阻R45与TL431组成，将基准源输出电压2. 5V输入比较器U12A的另一个输入端，比较器U12A将这两个电压的比较结果输出给微处理器MCU 和 SRAM。所述门区继电器的输出结构采用不同形式短路块的组合，在电压输出模式和干接点输出模式之间互相转换。所述RS485通信接口采用芯片MX487EESA，另外设有485总线保护电路，所述保护电路由两个可恢复保险RF1、RF4及两个瞬态抑制二极管RV3和RV4组成，两个可恢复保险RFl和RF4串联在总线上；两个瞬态抑制二极管RV3和RV4并联在总线上。所述实时时钟采用DS1302，并设有备用电池。 本实用新型与现有技术相比的优点在于(I)本实用新型可以实现通行权制丰富、处理速度快、可联网远程控制、控制器设置界面友好等现实要求。(2)本实用新型使用SD，提供更大系统存储容量。(3)本实用新型使用高性能MCU，既保证丰富管制方法的前提下，实现了高速门禁卡片数据处理。(4)本实用新型设有上位通信接口，可以通过上位授权门禁卡片，修改用户卡片属性，设置控制器运行参数等全部的控制器可设置参数；及远程遥控功能。(5)本实用新型设有全中文的显示屏及16按键键盘，在控制上可以实现所有参数的修改，人机界面友好。
图I为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型的485通信接口电路原理图；图3为本实用新型的门区继电器电路原理图；图4为本实用新型的实时时钟电路原理图；图5为本实用新型的电源电路原理图；图6为本实用新型的MCU工作流程图；图7为本实用新型的上位机通信接口数据处理流程图；图8为本实用新型的门禁卡处理流程图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括微控制器MCU、安全数字存储卡即SD卡(SecureDigital Memory Card)、静态随机存储器SRAM、LCD显示器、RS485通信接口、实时时钟、键盘、门区继电器、门区状态输入和电源，其中微控制器MCU作为整个门禁控制器的核心，采用8位高性能AVR单片机，运行速度快，数据处理能力强，用来处理所有的逻辑过程。微控制器MCU通过RS485通信接口在读卡器取得卡号后，经过识别、处理后驱动门区电磁锁动作并做指示，从而对持卡人在出入口的出入行为实施放行、拒绝、记录等操作；SD (Secure Digital Memory Card)卡使用SPI总线与微控制器MCU相连,用来存取控制器产生的进出记录；SD卡上使用FAT16文件系统，以备脱机读取进出记录；SD卡选用容量为2G的SD卡。SRAM挂接在微控制器MCU上，用来存取卡片数据库；采用128K的SRAM存储卡片数据库，在卡片数据库中存有，被授权的卡片ID及该卡片的通行权限等信息；LCD显示器使用串行模式连接到微控制器MCU，供用户使用提供参数编辑修改显示功能，同时显示卡片的处理结果；IXD显示器采用8*2汉字IXD显示器；键盘与微控制器MCU直接相连，提供一个人机接口，用户可通过键盘配合显示器输出至微控制器MCU，实现对微控制器MCU控制器运行参数，控制器属性等编辑设置；RS485通信接口与微控制器MC U连接，将微控制器MCU的串口转换为485接口，共有两个双向通信接口，一个供上位通信，一个供读卡器通信；实时时钟通过串行模式连接到微控制器MCU，为控制器提供准确的时间，微控制器MCU可以读取设置时间； 门区继电器作为门禁控制器的输出接口与微控制器MCU输出相连接，用来控制电磁锁等执行机构实现对门(出入口)拒绝和放行的控制；门区状态输入与微控制器MCU的输入相连接，作为开关量输入连接到外部的门位置传感器，获得门的状态(开启和关闭)；电源为整个控制器供电，与SRAM和微处理器MCU相连接，通过电压检测电路向SRAM和微处理器MCU提供电源状态信号。如图2所示，本实用新型中RS485通信接口原理图，本实用新型设有2个通信接口，分别供读卡器和上位机的通信。图中485电平转换芯片采用MAX487EESA ；RF1和RF4为可恢复保险，RV3和RV4为TVS (瞬态抑制二极管)，R31和R34分别是上拉下电阻，R36和R39是防失效电阻，以上原件共同组成了 485通信接口的保护电路。如图3所示，本实用新型门区继电器用来控制电磁锁等执行机构，其输出结构可以采用不同形式短路块的组合，在电压输出模式和干接点输出模式之间互相转换。图3中，Jl为接线端子，D3和D4作用是继电器触点保护，J17开路可以将D3和D4隔离；将J7和J9的2、3脚分别短路，输出电压模式可直接驱动电磁锁；将J7和J9的1、3脚分别短路，干接点模式，可连接开关量输入类电磁锁。如图4所示，实时时钟原理图，为本实用新型门禁控制提供准确的日期时间，方便控制器实现后续的基于日期时间的通行管制控制等。图4中使用实时时钟芯片为DS1302，晶振选择32. 768K (10PPM)，其中U3为备用电池。如图5所示，本实用新型的电源原理图，为整个控制器供电，提供电源掉电检查等功能，包括5V开关型降压电源、线性降压电源，及由比较器和基准源组成电压检测电路。外接电源12VDC经端子J14接入，经过二极管D9和开关降压型电源MP1591降压后得到5VDC，为本实用新型主板供电，5VDC经线性稳压器LMl117降压至3. 3VDC，为主板上3. 3V设备供电；由两个分压电阻R43和R49对外接电源分压后输入比较器一个输入端，基准源由电阻R45与TL431组成，将基准源输出电压2. 5V输入比较器U12A的另一个输入端，比较器U12A将这两个电压的比较结果输出给微处理器MCU和SRAM。图5中D8作用是防反接。12V(2)为辅助电源输出(可为其他控制器外接设备供电，如门禁读卡器等)，电流限制200mA。船型开关并接C12电容，保护开关触点。D9可以保证在电源断电的瞬间，防止电容C25电荷反方向泄漏，以保证在外接电源掉电的瞬间主板供电还能持续一小段时间，保证SD卡上文件的正常关闭。如图6所示，本实用新型的MCU的工作流程如下系统上电后，MCU初始化外部设备，随后进入主循环。在主循环中实现系统时间服务、系统显示、菜单处理、读卡器轮询、卡处理、出门按钮处理、上位机通信、检查电源等功能。如图7所示，本实用新型的上位机通信接口数据处理流程图，当接收到一个数据帧后，使用CRC16 (循环冗余校验)校验接收到的上位机发送来的数据帧，如果没有损坏，随后处理功能码，得到处理结果，构建回传上位机数据帧，回传上位机。如图8所示，本实用新型的门禁卡处理流程图MCU通过RS485接口取得门禁卡卡号后，MCU查寻存储于控制器中门禁卡数据库，如果该卡号存在，则在门禁卡数据库中读取该张卡的授权信息，根据授权信息，决定是否允许该张卡通行，同时在SD卡中存储处理结果；如果得到的卡号，在门禁卡数据库中找不到，则禁止该门禁卡通行，同时在SD卡中记录 处理结果。本实用新型中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上所述仅是本实用新型中的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型中的保护范围。
权利要求1.一种门禁控制器，其特征在于包括微控制器MCU、安全数字存储卡即SD卡、静态随机存储器SRAM、IXD显示器、RS485通信接口、实时时钟、键盘、门区继电器、门区状态输入和电源；SD卡，使用SPI总线与微控制器MCU相连；SRAM挂接在微控制器MCU上；IXD显示器采用串行模式连接到微控制器MCU ；RS485通信接口与微控制器MCU连接；实时时钟通过串行模式连接到微控制器MCU ;键盘与微控制器MCU直接相连；门区继电器作为门禁控制器的输出接口与微控制器MCU输出相连接；门区状态输入与微控制器MCU的输入相连接；电源与SRAM和微处理器MCU相连接。
2.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述微控制器MCU采用8位AVR单片机。
3.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述IXD显示器显示2行，共16汉字。
4.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述电源包括5V开关型降压电源、线性降压电源，及由比较器和基准源组成的电压检测电路；外接电源经端子J14接入，经过二极管D9和开关降压型电源MP1591降压后得到5VDC，5VDC经线性稳压器LMl117降压至3.3VDC ;由两个分压电阻R43和R49对外接电源分压后输入比较器U12A —个输入端，基准源由两个电阻R45与TL431组成，将基准源输出电压2. 5V输入比较器U12A的另一个输入端，比较器U12A将这两个电压的比较结果输出给微处理器MCU和SRAM。
5.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述门区继电器的输出结构采用不同形式短路块的组合，在电压输出模式和干接点输出模式之间互相转换。
6.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述RS485通信接口采用芯片MX487EESA，另外设有485总线保护电路，所述保护电路由两个可恢复保险RFl、RF4及两个瞬态抑制二极管RV3和RV4组成，两个可恢复保险RFl和RF4串联在总线上；两个瞬态抑制二极管RV3和RV4并联在总线上。
7.根据权利要求I所述门禁控制器，其特征在于所述实时时钟采用DS1302，并设有备用电池。
专利摘要一种门禁控制器，由微控制器MCU、SD卡、静态随机存储器SRAM、8＊2汉字LCD显示屏、RS485通信接口、实时时钟、键盘、门区继电器、门区状态输入、及电源够成，微控制器通过RS485通信接口在读卡器取得卡号后，经过识别、处理后驱动门区电磁锁动作并做指示，从而对持卡人在出入口的出入行为实施放行、拒绝、记录等操作。本实用新型具有通行权限丰富、更大存储容量、处理速度快、可联网远程控制、控制器设置界面友好等优点。
文档编号G07C9/00GK202422249SQ20122007734
公开日2012年9月5日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者叶慧秀 申请人:北京宏大京电电子技术有限公司