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數(shù)字安防系統(tǒng)綜合利用了現(xiàn)代傳感技術、數(shù)字信息處理技術、計算機技術、多媒體技術和網(wǎng)絡技術，能夠?qū)崿F(xiàn)社區(qū)各種安防信息的采集、處理、傳輸、顯示和高度集成共享。數(shù)字安防系統(tǒng)包括門禁、CCTV視頻監(jiān)控及防盜報警3個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)通過監(jiān)控網(wǎng)、信息網(wǎng)、電話網(wǎng)、電視網(wǎng)等不同類型的網(wǎng)絡互聯(lián)互通，達到協(xié)調(diào)運行、綜合管理的目的。
門禁控制系統(tǒng)主要起到出入口管理的功能，并可將防盜報警信息、CCTV報警信息、消防信號等集成到門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，因此，門禁系統(tǒng)在數(shù)字安防系統(tǒng)中占有重要地位。門禁控制器作為整個門禁控制系統(tǒng)的核心，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸?shù)戎匾ぷ鳌鹘y(tǒng)的門禁控制器通常采用單片機開發(fā)，采用串行通信接口向遠程上位機傳送數(shù)據(jù)，多個門禁控制器往往組成RS485(＄49.9800)網(wǎng)絡。本文提出的采用嵌入式技術開發(fā)的帶有以太網(wǎng)通信接口的全新門禁控制器架構(gòu)，其CPU采用基于ARM7TDMI內(nèi)核的三星S3C44B0X，以uCLinux作為嵌入式操作系統(tǒng)，在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境下完成應用軟件的開發(fā)及交叉編譯。由于網(wǎng)絡在門禁系統(tǒng)及整個數(shù)字安防系統(tǒng)中起到越來越重要的作用，因此本文重點論述嵌入式智能門禁控制器以太網(wǎng)通信接口的開發(fā)。與目前的基于現(xiàn)場總線的控制網(wǎng)絡相比，基于工業(yè)以太網(wǎng)技術的控制網(wǎng)絡是一種低成本、高性能的控制網(wǎng)絡解決方案。以太網(wǎng)應用于企業(yè)現(xiàn)場設備控制層是網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，將極大地促進信息從傳感器到管理層的集成。
智能門禁控制器的總體設計
智能門禁控制系統(tǒng)由上位機、控制器、讀卡器、電鎖、門磁、識別卡和出門按鈕等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 門禁控制系統(tǒng)示意圖
門禁控制系統(tǒng)的工作過程是：從控制中心即上位機經(jīng)通信接口向控制器傳輸事先設置好的各項運行參數(shù)，如使用人員信息、出/入門方式等，完成系統(tǒng)初始化工作；通常情況下門禁控制器處于等待狀態(tài)，當有人刷卡時讀卡器通過標準的Wiegand接口將卡號傳輸?shù)介T禁控制器，控制器中采集數(shù)據(jù)的中斷服務程序?qū)斍翱ㄌ?、卡片狀態(tài)、當前時間、控制模式等信息與初始化信息進行比較，得出準許與否的結(jié)果，該結(jié)果又被送到讀卡器中，向讀卡人發(fā)出聲光指示。當比較結(jié)果為準許時，控制器通過繼電器驅(qū)動電控鎖使之退出鎖門狀態(tài)。
依據(jù)以上工作過程設計出的門禁控制器總體框架如圖2所示。
圖2 門禁控制器總體結(jié)構(gòu)
智能門禁控制器以太網(wǎng)接口硬件電路
本文采用由S3C44B0X和RTL8019AS組成的智能門禁控制器以太網(wǎng)接口方案。作為一款優(yōu)秀的網(wǎng)絡控制器，基于S3C44B0X處理器的系統(tǒng)必須要有以太網(wǎng)接口電路才能發(fā)揮其網(wǎng)絡應用的特長。以太網(wǎng)接口電路主要由MAC控制器和物理層接口（physical layer， PHY）組成。S3C44B0X片內(nèi)已有帶MII（mediaindependent interface）接口的MAC控制器，故只需再外接一片物理層芯片，以提供以太網(wǎng)的接入通道。這里選擇Realted公司生產(chǎn)的高度集成的以太網(wǎng)控制器芯片RTL8019AS。此芯片支持IEEE802.3；支持8bit或16bit數(shù)據(jù)總線；內(nèi)置16KB的SRAM，用于收發(fā)緩沖；全雙工，收發(fā)同時達到10Mb/s；支持10Base5、10Base2、10BaseT，并能自動檢測所連接的介質(zhì)。數(shù)據(jù)的發(fā)送校驗，總線數(shù)據(jù)包的碰撞檢測與避免是由 RTL8019AS自己完成的。設計出的以太網(wǎng)接口電路圖如圖3所示。
圖3 以太網(wǎng)接口電路
信號的發(fā)送和接收端通過網(wǎng)絡隔離變壓器FC-518LS和RJ45接口接入RTL8019AS，RTL8019AS也帶有MII接口，可通過次接口再與S3C44B0X所帶MII接口相連，從而組成了以太網(wǎng)信號傳輸?shù)挠布ǖ馈?
