基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)研究

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1、山西電子技術(shù)應(yīng)用實踐2010年第1期文章編號：1674-4578(2010)01-0011-03基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)研究張曉婷，徐曉輝，王盟，王海龍，馬艷錚(河北工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，天津300401)摘要：介紹了一種操作方便、運行可靠的智能型無線門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)前端探測器與主機微處理器之間傳送數(shù)據(jù)采用無線方式，克服了有線式門禁系統(tǒng)布線的困難，避免了布線后會影響美觀性的缺陷。系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計思想，通過微控制器控制無線模塊nRF905進而實現(xiàn)對TCS3C-TCD42A所采集的數(shù)據(jù)進行無線收發(fā)。該系統(tǒng)成本低、實用、可靠、功能靈活多樣，可廣泛用于銀行、倉庫和家庭等重要場所。關(guān)鍵詞：無線傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)；指紋識別；單片機；門禁系統(tǒng)中圖分類號：TN722．3文獻標(biāo)識碼：A勢，也有各自的缺點。通過比較，本系統(tǒng)選用半導(dǎo)體傳感器0引言TCS3C作為指紋錄入設(shè)備。它不要求用戶在驗證時按壓指門禁系統(tǒng)是一種以預(yù)防損失、預(yù)防犯罪為主要目的，用紋，而只要將手指輕輕刷過傳感器表面，傳感器便能tl動對來保護人員和財產(chǎn)安全的現(xiàn)代化安防手段。目前市場上流手指進行連續(xù)的“快照”，然后這些快照被組合在一起，形成行的門禁系統(tǒng)多為有線傳輸方式，也就是說這類的門禁系統(tǒng)清晰的指紋影像。這種采集指紋的效果與按壓式指紋傳感中的用戶與控制單元之間的信息是通過有線傳輸?shù)姆绞竭M器相當(dāng)，但它無需用力按壓，使用更加方便。TCIM2A還具行

3、的。當(dāng)系統(tǒng)需要擴展、增加新用戶結(jié)點時，有線傳輸?shù)膫饔泻蜕衔粰C通信的功能，用戶按照通信協(xié)議，可開發(fā)出功能統(tǒng)門禁系統(tǒng)需要花費大量的人力物力鋪設(shè)新線路，增設(shè)新設(shè)強大的指紋識別應(yīng)用系統(tǒng)J。備，耗時耗力。為解決上述問題，本文提出了采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建門禁系統(tǒng)的思想。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以看成是墮微處理器I歪西麗由數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡(luò)和控制管理中心三部分組成。其主要組成部分是集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊等節(jié)點，各節(jié)點自組成一個分布式網(wǎng)絡(luò)，再將采集來的數(shù)據(jù)通過優(yōu)化后經(jīng)無線電波傳輸給中心模塊。它具有構(gòu)建快速、部署方便等特點，不易受到目標(biāo)環(huán)境的限制，特別適合布置在布線困難或人員不易到達的地方，在環(huán)境

4、監(jiān)測、軍事偵察、醫(yī)療監(jiān)護、智能小區(qū)、倉儲管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用中心模塊前景。圖1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計表1三種技術(shù)的比較光學(xué)掃描技術(shù)半導(dǎo)體傳感技術(shù)超聲波1．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)掃描技術(shù)該系統(tǒng)分為采集模塊和中心模塊兩部分。當(dāng)指紋識別干手指差，汗多的和干手指好，潮濕、粗成像能力稍臟的手指成像模糙手指亦可成像。非常好模塊TCS3C．TCIM2A完成指紋識別后，從機將從指紋識別模糊。易受皮膚上的易受皮膚上的贓物贓物和油脂影響。和油脂的影響。塊上所采集的信號通過無線收發(fā)單元發(fā)送給主機，主機收到成像區(qū)域大小中數(shù)據(jù)后，將其存儲到存儲器中并與存儲器中已注冊的指紋進分辨率低于500d可高達pi可高達6

5、00dpj1000d行匹配，并將匹配結(jié)果發(fā)送給從機進而達到控制門鎖自動開pi啟的功能。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖I所示。設(shè)備體積大小中耐用性非常耐用較耐用一般1．2系統(tǒng)主要芯片的選擇功耗較大小較大目前指紋傳感器分為三類：光學(xué)傳感器、硅晶體電容傳成本較高低很高感器和超聲波掃描傳感器。表I對這三種傳感器技術(shù)進行無線收發(fā)單元采用PTR8000無線收發(fā)模塊]。了專門的比較。PTR8000是高性能嵌入式無線收發(fā)模塊，它的核心芯片是挪從表1中可以看出這幾種指紋采集技術(shù)具有各自的優(yōu)威NordicVLSIASA公司的nRF905。具有可選頻道多，低功收稿日期：2009—10—14作者簡介：張曉婷(1984．)，女，

6、河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向：傳感器網(wǎng)絡(luò)及傳輸系統(tǒng)。12山西電子技術(shù)2010年耗及抗干擾能力強的優(yōu)點，它的特性如下：433／868／915MHz電控鎖可選擇磁力鎖或電機鎖。磁力鎖的核心是直流電磁多頻道多頻段，1．9V～3．6V低電壓工作，待機功耗2；鐵，當(dāng)通過+l2V直流電時會產(chǎn)生1噸的吸力把門鎖住。超小體積，內(nèi)置環(huán)形天線，性能穩(wěn)定，對電源不敏感，傳輸距沒有電時吸力解除，把門打開。磁力鎖與單片機的接口相對離更遠；最大發(fā)射功率+10dBm，高抗干擾GFSK調(diào)制?？珊唵危恍枰粋€I／O接口就可實現(xiàn)開閉門，但成本較高。跳頻通信，數(shù)據(jù)速率可達50kbps；有獨特的載波檢測、地址而電機鎖內(nèi)部有一個

7、電機，通過電機的正轉(zhuǎn)和倒轉(zhuǎn)實現(xiàn)開閉匹配、數(shù)據(jù)就緒等輸出；內(nèi)置完整的通信協(xié)議和CRC，通過門，成本相應(yīng)較低j。為了便于實際編程中的調(diào)試，借鑒市SPI接口可以方便完成所有的無線收發(fā)傳輸，使用簡單J。面上無線通訊模塊，在節(jié)點上增加了按鍵和指示燈，當(dāng)發(fā)送系統(tǒng)使用普通電控鎖，由無線接收模塊接收到的信息控接收數(shù)據(jù)時，都會有燈閃爍。制電控鎖的控制電路。當(dāng)控制電路給出開門信號，Ic動作系統(tǒng)發(fā)送端與接收端電路簡圖如