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基于通信器S1503的門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：對(duì)基于通信器S1503的門禁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及組成部件進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述；介紹了系統(tǒng)核心部件——通信器S1503的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用原理以及標(biāo)簽S1251的結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)該系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了分析和討論；最后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了必要的說(shuō)明。門禁系統(tǒng)是對(duì)出入口通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是射頻通信識(shí)別技術(shù)、智能卡技術(shù)和生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，門禁系統(tǒng)也得到了飛躍式的發(fā)展，出現(xiàn)了智能卡門禁系統(tǒng)、指紋門禁系統(tǒng)和面部識(shí)別門禁系統(tǒng)等各種系統(tǒng)。它們?cè)诎踩�、方便性和易管理性等方面各有特長(zhǎng)，是確保各重要部門出入口安全的有效措施，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。
本文設(shè)計(jì)的門禁系統(tǒng)是武警部隊(duì)車輛信息綜合管理系統(tǒng)課題（武警部隊(duì)立項(xiàng)課題）的一部分。該系統(tǒng)是基于射頻通信識(shí)別技術(shù)的單機(jī)控制型門禁系統(tǒng)。它以CONFIDENT自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)部隊(duì)單位的車輛進(jìn)出停車場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。CONFIDENT系統(tǒng)的基本部件包括電子標(biāo)簽、通信器和主機(jī)。在本系統(tǒng)中，通信器采用瑞典TagMastr AB公司生產(chǎn)的S1503，電子標(biāo)簽采用S1251，主機(jī)是車場(chǎng)調(diào)度室的計(jì)算機(jī)。CONFIDENT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
1 通信器S1503
通信器是門禁系統(tǒng)的核心部件，直接管理和控制門禁系統(tǒng)的所事務(wù)；此外，還負(fù)責(zé)與主機(jī)進(jìn)行通信來(lái)交換信息。本系統(tǒng)采用的S1503是長(zhǎng)距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線波束的讀寫工作站，用于讀寫CONFIDENT系統(tǒng)中射頻識(shí)別標(biāo)簽，在車輛收費(fèi)管理、車場(chǎng)車輛進(jìn)出口管理以及列車車次識(shí)別等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)是：（1）具有6m的長(zhǎng)閱讀距離；（2）能進(jìn)行5m范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；（3）提供C、Delphi以及VB的驅(qū)動(dòng)接口程序；（4）提供與主機(jī)通信的RS232和2/4線制的RS485接口。S1503的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
1.1 S1503軟件系統(tǒng)
S1503的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
Confilib:CONFIDENT函數(shù)庫(kù)名，該庫(kù)中包含幾百個(gè)通信器管理函數(shù)以及ConfiTalk通信協(xié)議接口函數(shù)。同時(shí)提供適合于DOS、Windows3.1以及Windwos 95/NT等不同平臺(tái)要求的Confilib版本。PC平臺(tái)的Confilib應(yīng)用程序接口以C/C 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）的形式提供，同時(shí)也提供Visual Basic、Delphi語(yǔ)言接口，適用于通信器的Confilib是C語(yǔ)言庫(kù)。這些函數(shù)庫(kù)包含諸如閱讀、寫入、格式化標(biāo)簽，讀、寫、檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，軟、硬件設(shè)備，讀、寫I/O接口，發(fā)送、接收ConfiTalk命令，定時(shí)器，緩存區(qū)管理和郵件管理等函數(shù)。
圖2 S1503硬件結(jié)構(gòu)方框圖
ConfiTalk：標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定通信器傳送和接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)流、重復(fù)傳送、校驗(yàn)以及數(shù)據(jù)透明的方式。該協(xié)議還可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信，并采用查詢方式。用戶可自己編寫通信協(xié)議來(lái)替代ConfiTalk。
Pyramid:通信器S1503出廠時(shí)預(yù)裝的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀在標(biāo)簽或檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠自己作出判斷和決定。S1503還可以通過(guò)串行接口接收并執(zhí)行ConfiTalk命令。
1.2 S1503編程控制原理
在CONFIDENT系統(tǒng)中，如何編程控制通信器是關(guān)鍵，有四種控制方式可供選擇。
（1）利用用戶編寫的通信器應(yīng)用程序
該方式是利用用戶在Confilib庫(kù)函數(shù)基礎(chǔ)上編寫的應(yīng)用程序取代標(biāo)準(zhǔn)通信器應(yīng)用程序Pyramid，所有邏輯判斷均由用戶所編寫的通信應(yīng)用程序完成。主機(jī)可不定期地連接到通信器上讀取通信器記錄信息，并更新通信器數(shù)據(jù)庫(kù)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行速度快、可單機(jī)運(yùn)行；缺點(diǎn)是：需要PROM寫入器、缺少方便的界面。
（2）利用Confilib庫(kù)函數(shù)開(kāi)發(fā)的主機(jī)應(yīng)用程序
在該方式中，通信器S1503利用Confilib庫(kù)函數(shù)或其它軟件開(kāi)發(fā)的主機(jī)程序進(jìn)行控制，系統(tǒng)的智能部分在主機(jī)，通信器不做任何邏輯判斷。當(dāng)主機(jī)應(yīng)用程序調(diào)用Confilib函數(shù)時(shí)，自動(dòng)將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503，S1503根據(jù)該命令執(zhí)行對(duì)應(yīng)的Confilib命令。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：與通信器應(yīng)用程序Pyramid控制方式相比，擁有更加方便的界面，主機(jī)應(yīng)用程序更加便于開(kāi)發(fā)、調(diào)試；缺點(diǎn)是：執(zhí)行速度慢。
（3）利用主機(jī)應(yīng)用程序與標(biāo)準(zhǔn)通信器應(yīng)用程序Pyramid通信
這種方式與第二種方式相似，主要區(qū)別在于主機(jī)與S1503的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序Pyramid通信，而不是直接同Confilib通信。主機(jī)應(yīng)用程序與通信器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序通過(guò)互送郵件實(shí)現(xiàn)通信。采用這種方式，其優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單，部分邏輯判斷可交給通信器應(yīng)用程序，從而獲得較快的運(yùn)行速度；缺點(diǎn)是：Pyramid郵件不支持寫標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。不過(guò)，這些功能可通過(guò)Confilib/Confitalk命令實(shí)現(xiàn)。
（4）利用用戶協(xié)議
這種方式除了通信器中的Confilib之外，所有軟件均由用戶編寫。當(dāng)系統(tǒng)使用ConfiTalk以外的協(xié)議時(shí)，采用這種方式。該方式的優(yōu)點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)通信器ConfiTalk以外的協(xié)議通信；缺點(diǎn)是編寫程序量大、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。
在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)用戶實(shí)際需求，
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