基于ARM的门禁系统的设计.pdf

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1、堡窒叁丝基于ARMo弋Jr3禁系统的设计李晓强西安理工大学高等技术学院摘要：门禁系统是在传统门锁基础上发展而来的。近年来，随着自动控制技术、计算机技术、感应卡技术、生物识别技术等的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，其应用领域也更加广泛。但随着科技的发展，人们对门禁系统也提出了更多的实际功能要求，而目前市场上的门禁系统大多是基于单片机的理念设计的．这种门禁系统由于速度、接口和性能等方面的限制．已很难甚至不能满足人们的各种生活需求。因此设计一种高速度、高性能、低功耗、低成本且益于扩展的门禁系统迫在眉睫。考虑到ARM处理器具有较高的处理效率以及

2、对各种操作系统的良好支持．本文提出了一套新型的门禁系统设计方案——基于ARM9的嵌入式门禁系统。此系统消除了以往门禁系统中依赖单片机作为主要控制芯片而导致的各种缺点，并将人体生物特征应用其中，利用人体生物特征的唯一性大大提高系统的安全性。促进其不断向前发展。关键字：ARM9：嵌入式门禁系统：人体生物特征1研究背景如今．门禁系统已逐渐发展成为一套现代化的、功能齐全的管理系统，它不仅仅作为人员进出的管理使用，而且还能提供公司或小区内部的有序化管理．出入口的实时视频监测等功能。在一些发达国家，门禁系统已经相对成熟，广泛地应用于智能小区、办公室、

3、宾馆的各种房门、大门、人行通道管理方面。在国内，门禁系统也呈现出了迅猛发展的势头，在各种领域开始应用。目前，从国际、国内研发的门禁系统的控制手段来看，主要有键盘输入密码式门禁系统、接触式卡门禁系统、非接触式Ic卡门禁系统、生物辨别系统等。虽然目前的门禁系统也能完成一些相应的基本功能，但其核心处理器大多主要依赖单片机来实现，扩展能力等有限，而随着嵌入式技术的不断发展。特别是基于ARM处理器的嵌入式系统．由于其可扩展性强、稳定性高、功耗低、性能和价格比合理等特点，已在实际生活中得到了广泛的应用。现以ARM9作为核心处理芯片，通过通信管理器完成

4、主机与门禁控制器的通信，通过对门磁开关、门控开关、防盗报警探测器等传来的信息进行识别、分析，从而有效地监视并管理门的开与关，保证授权出入人员的自由出入，限制未授权人员的进入，对强行侵入的行为及其他异常情况予以报警等，以实现对出入事件或人员的有效检索管理。2系统设计原则探讨作为安全防范系统的重要部分，门禁系统正以远远高于其他安防产品的速度快速向前发展着，这与它遵循的设计原则是密不可分的。系统的设计一般应遵循以下原则：①安全性——设备及配件要符合安全标准，并能防人为破坏；②易扩展性；③易维护性——维护工作要尽量简单易行，无需使用过多专用工具；

5、④先进实用性——使用的技术要先进，且在未来几年内不会被淘汰．但不可使用不成熟的新技术或不实用的新功能：⑤稳定可靠性——系统要运行稳定且保存和恢复设置方便；⑥实时性。3系统的功能模块设计本文研究的门禁系统主要由门禁控制器、管理主机、通信管理器、电控锁、读卡器、开门开关等构成。3．1门禁控制器的功能设计门禁控制器是门禁系统的核心，是主要的功能实现者，主要功能包括：初始化设置，读卡权限验证，开关门控制，前端信息的采集、传输和处理，考勤功能，设备I／O检测，人员信息管理功能，报警处理功能和网络通信功能等。其中，网络通信主要负责与主机的数据传输管理

6、，接收管理器的配置信息，进行相应的处理并组织报文发送相应信息。门禁控制器将数据发送给远程主机，通过验证某一张卡是否为有效卡以及该卡是否达到开门权限，从而控制电控锁的开关。它正常运行时，若无用户动作及异常情况，则其处于空闲状态；若有异常发生则进行报警处理。222012．09门窗专栏3．2通信管理器的功能设计通信管理软件作为主机的辅助设备，通过局域网与控制器互联，主要完成如下工作：对门禁控制器的基本参数设置；远程控制节点控制器，收集、分析和统计节点控制器记录的信息，定时与节点控制器进行数据通信；端口属性设置，用户属性配置；信息的上传和下载功能

7、等。其中控制器的基本参数设置完成其初始化设置、系统复位、时间校正等。4系统硬件设计硬件是软件运行的基础，它为软件的运行提供物理平台和通信接口。该系统的硬件平台主要包括：嵌入式处理器、输入输出设备、存储器、显示装置、报警装置、电源管理及外围电路等。4．1嵌入式处理器嵌入式处理器采用韩国Samaung公司的基于ARM9内核的$3C2410芯片，该芯片接口模块丰富且适用面广。4．2输入输出设备它主要完成与系统外部的信息交换。4．3显示装置它主要通过液晶(LCD)显示器来显示门禁节点控制器中相关的信息。为保证LCD正常工作，一定要确保硬件的连接正

8、确。4．4存储器存储器也是构建嵌入式系统的重要部分。虽然存储器的选择依赖于处理器的选择，但是就功能需求来说，需要考虑容量大、性能稳定的存储器。其中，FLASH(闪存)可多次擦写、存储速度快、容