智能小区单元门密码控制系统的研究与实现(pdf5)(1).pdf
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1、2005年第8期信 息 技 术 Information Technology中图分类号:TP311.11 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2005)08-0083-05智能小区单元门密码控制系统的研究与实现欧 鸥(成都理工大学,成都610059)摘 要:介绍小区智能管理系统中的密码控制模块的设计过程,该模块能完成数据处理和网络通信等功能,具有良好的可移植性,能根据需要进行功能扩展。要求既能独立工作,又能作为整个系统工程的一部分,还要能扩展密码系统的通信接口与主机进行数据传输。系统采用了单片机来实现。关键词:单片机;密码控制;E2PROM;抗干扰;智能小区Study and imp
2、lementation of password control of unit lock inintelligent residence quarter management systemOU Ou(Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China)Abstract:this paper introduces the design of the password control module of intelligent residence quartermanagement system.It is a module that can
3、 perform data processing,network communication,and be trans2planted and functionally extended in accordance with the programmed requirements.It is asked to work sepa2rately and as one part of the whole system,and asked to expand the communication interface of the passwordcontrol system to transmit d
4、ata to the host as well.The system is implemented by using single chip computer.Key words:single chip computer;password control;E2EPROM;antijamming;intelligent residence quarter0 引言智能小区管理系统是将计算机技术、通信技术、多媒体技术、信息技术综合运用与住宅小区。智能小区具有安全、舒适、便利等特点。特别是在当前城市建设中,大力提倡的“取栏工程”使得小区智能管理系统具有广阔的应用前景。本智能小区管理系统是采用一系列最先
5、进的技术,独立研发的专用系统,功能全面,安全性高的小区综合集成系统。该管理系统内共集成了四个子系统:可视对讲系统、三表抄集系统、密码控制系统、小区监控系统。整个智能小区系统的开发工程量较大,现就其中的密码控制子系统中的单元门锁密码控制功能模块的设计及实现进行详细的说明。1 功能要求智能小区管理系统中单元门的控制是通过密码锁来完成的。单元用户通过键盘随意设置和修改密码,每一户独立锁控。同时管理者又可通过网络进行远程修改,并且监控各个单元的使用情况,具有严密的报警功能,使用方便、安全、可靠。1.1 基本功能(1)开锁密码锁在用户或管理员输入6位密码,并按下“确认”键之后将自动开锁。(2)修改用户密
6、码用户或管理员先输入6位旧密码或6位管理员密码,如果密码正确,则输入6位新的用户密码,并按下“确认”键,完成密码的修改。1.2 容错功能一个系统开发出来,如果用户能完全按照设计者所提供的功能,正确操作,那么系统将简单得多。由于不可避免地存在人为的操作失误、非法的入侵收稿日期:2005-01-21作者简介:欧鸥(1977-),男,成都理工大学信息工程学院任教,电子科技大学在读硕士。38 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.等情况,所以必须考虑用户系统的安全保护和处理异常情况的能力,要能将人为的操
7、作失误与恶意的破坏入侵加以区分,并采取相应的措施,根据对使用情况的分析,本系统能处理以下几种非正常情况:(1)输入密码大于6位,系统将给出错误提示。(2)输入密码小于6位,系统将给出错误提示。(3)输入密码小于6位就停止输入,有内部计时器处理,超出20秒就全部清零,重新输入。(4)出错次数超过三次,系统将给出警铃。(5)最初按下“确认”键,将不产生任何作用,相当于再次总清。(6)在输入数字的过程中,按下“3”键,将被忽略,不产生任何作用。1.3 功耗密码锁内部的单片机正常工作时采用5V的电压,开机完成初始化密码之后,内部的单片机芯片将处于低功耗的空闲待机状态:CPU停止工作,中断,串行口和定时
8、器 计时器则继续工作。通过按键产生中断,从而激活内部的单片机芯片开始工作,而一旦操作结束,又到低功耗的空闲待机状态,所以该密码锁的功耗相当低。1.4 使用范围单元门密码控制模块适用范围广阔,不仅能作为智能小区密码控制子系统中的一个重要功能部件,而且也能作为独立完整的功能部件,应用于单元用户的门锁控制,还可用于银行业、保险业、金融业、保密部门等一些对安全性要求较高的领域,并且通过简单的改装,就能进行功能的扩展,以应用于更广阔的领域。2 网络扩展功能目前,已完成密码控制系统中单元门锁控制功能模块,其密码控制系统的网络功能部分和一些次要的功能尚未能完成,将留待以后逐步完善。在设计时将考虑到这些目前尚
9、未进行的工作,为今后的扩充功能预留接口。主要的扩展功能有以下一些:(1)密码输入超过3次出错后,将出错用户的信息通知管理员。以便管理员能够准确地定位非法入侵者的方位,进而采取相应的措施。(2)管理员能进行远程修改密码的操作。(3)门未锁上,在管理中心的监控屏幕上将给出提示信息。(4)在某种工作环境下,程序长期运行可能失控,即“程序跑飞”,一旦程序失控,运行就会出现错误或“死机”现象。因此还需要接入看门狗芯片,使得在出现“程序跑飞”等异常情况是,能够自动复位并继续工作,加强系统的安全可靠性。3 硬件系统设计密码控制模块是整个智能小区管理系统的重要部分,将完成数据处理、网络通信等,要求设计成具有可
10、移植性,能进行功能扩展的模块,既能独立工作,有能作为整个系统的一部分,还能扩展密码系统的通信接口与主机进行数据传输。单片机丰富的处理能力能很好地完成所要求的任务。系统的单片机选用ATEML公司的AT89系列产品 AT89C2051。AT89系列是当今世界上最新型的电擦写八位单片机,其卓越的性能、完美的兼容性、快捷便利的电擦写功能、低廉的价格,以及超强的加密功能受到国内外用户的广泛认可和采用。AT89C2051是一款价廉物美、管脚较少、功能强大的芯片。由于要求系统的用户密码在掉电的情况下也要能够长期保存,并且能够随时进行修改。系统选用不需从系统板上拆卸下来就能擦写的E2PROM,利用E2PROM
11、芯片93C46N可通过电脉冲直接对所存储的数据进行擦除的特点来实现。为了使用户操作简单,在按键的分配上尽量做到让用户一目了然、追求简洁、自然的按键界面,所以除10个数字键外,只设了6个基本功能键,共16个键,通过44的键盘矩阵来获取键值。在系统的设计过程中,完全性、稳定性的考虑是至关重要的,因此必须采取系统抗干扰的解决措施。电源的好坏对单片机系统的可靠工作影响巨大,市电中随时都存在各种意想不到的干扰,如闪电、大容量感性负载的起停等,都会造成电源瞬间欠压、过载、产生尖峰、浪涌干扰,所以对电源要进行整流、滤波、稳压,见图1。图1 电源由于系统中采用的电磁波正常工作需要12V电压,为避免开锁电流(+
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