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基于通信器S1503的門(mén)禁系統的設計
摘要：對基于通信器S1503的門(mén)禁系統的實(shí)現技術(shù)及組成部件進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述；介紹了系統核心部件——通信器S1503的特點(diǎn)、結構及應用原理以及標簽S1251的結構和工作原理，并對該系統的具體設計過(guò)程進(jìn)行了分析和討論；最后對該系統進(jìn)行了必要的說(shuō)明。門(mén)禁系統是對出入口通道進(jìn)行管制的系統。近年來(lái)，隨著(zhù)數字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是射頻通信識別技術(shù)、智能卡技術(shù)和生物識別技術(shù)的發(fā)展，門(mén)禁系統也得到了飛躍式的發(fā)展，出現了智能卡門(mén)禁系統、指紋門(mén)禁系統和面部識別門(mén)禁系統等各種系統。它們在安全性、方便性和易管理性等方面各有特長(cháng)，是確保各重要部門(mén)出入口安全的有效措施，現已廣泛應用于各領(lǐng)域。
本文設計的門(mén)禁系統是武警部隊車(chē)輛信息綜合管理系統課題（武警部隊立項課題）的一部分。該系統是基于射頻通信識別技術(shù)的單機控制型門(mén)禁系統。它以CONFIDENT自動(dòng)識別系統為基礎，對部隊單位的車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)實(shí)現自動(dòng)管理。CONFIDENT系統的基本部件包括電子標簽、通信器和主機。在本系統中，通信器采用瑞典TagMastr AB公司生產(chǎn)的S1503，電子標簽采用S1251，主機是車(chē)場(chǎng)調度室的計算機。CONFIDENT系統結構示意圖如圖1所示。
1 通信器S1503
通信器是門(mén)禁系統的核心部件，直接管理和控制門(mén)禁系統的所事務(wù)；此外，還負責與主機進(jìn)行通信來(lái)交換信息。本系統采用的S1503是長(cháng)距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線(xiàn)波束的讀寫(xiě)工作站，用于讀寫(xiě)CONFIDENT系統中射頻識別標簽，在車(chē)輛收費管理、車(chē)場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)出口管理以及列車(chē)車(chē)次識別等系統中有著(zhù)廣泛的應用。其主要特點(diǎn)是：（1）具有6m的長(cháng)閱讀距離；（2）能進(jìn)行5m范圍內的運動(dòng)監測；（3）提供C、Delphi以及VB的驅動(dòng)接口程序；（4）提供與主機通信的RS232和2/4線(xiàn)制的RS485接口。S1503的內部結構示意圖如圖2所示。
1.1 S1503軟件系統
S1503的軟件系統結構示意圖如圖3所示。
Confilib:CONFIDENT函數庫名，該庫中包含幾百個(gè)通信器管理函數以及ConfiTalk通信協(xié)議接口函數。同時(shí)提供適合于DOS、Windows3.1以及Windwos 95/NT等不同平臺要求的Confilib版本。PC平臺的Confilib應用程序接口以C/C 動(dòng)態(tài)鏈接庫（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。這些函數庫包含諸如閱讀、寫(xiě)入、格式化標簽，讀、寫(xiě)、檢索數據庫，軟、硬件設備，讀、寫(xiě)I/O接口，發(fā)送、接收ConfiTalk命令，定時(shí)器，緩存區管理和郵件管理等函數。
圖2 S1503硬件結構方框圖
ConfiTalk：標準通信協(xié)議。該協(xié)議規定通信器傳送和接收數據、處理數據流、重復傳送、校驗以及數據透明的方式。該協(xié)議還可用于點(diǎn)對點(diǎn)通信和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )通信，并采用查詢(xún)方式。用戶(hù)可自己編寫(xiě)通信協(xié)議來(lái)替代ConfiTalk。
Pyramid:通信器S1503出廠(chǎng)時(shí)預裝的標準應用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀在標簽或檢測到運動(dòng)時(shí)，能夠自己作出判斷和決定。S1503還可以通過(guò)串行接口接收并執行ConfiTalk命令。
1.2 S1503編程控制原理
在CONFIDENT系統中，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(hù)編寫(xiě)的通信器應用程序
該方式是利用用戶(hù)在Confilib庫函數基礎上編寫(xiě)的應用程序取代標準通信器應用程序Pyramid，所有邏輯判斷均由用戶(hù)所編寫(xiě)的通信應用程序完成。主機可不定期地連接到通信器上讀取通信器記錄信息，并更新通信器數據庫。該方式的優(yōu)點(diǎn)是：運行速度快、可單機運行；缺點(diǎn)是：需要PROM寫(xiě)入器、缺少方便的界面。
（2）利用Confilib庫函數開(kāi)發(fā)的主機應用程序
在該方式中，通信器S1503利用Confilib庫函數或其它軟件開(kāi)發(fā)的主機程序進(jìn)行控制，系統的智能部分在主機，通信器不做任何邏輯判斷。當主機應用程序調用Confilib函數時(shí)，自動(dòng)將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503，S1503根據該命令執行對應的Confilib命令。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：與通信器應用程序Pyramid控制方式相比，擁有更加方便的界面，主機應用程序更加便于開(kāi)發(fā)、調試；缺點(diǎn)是：執行速度慢。
（3）利用主機應用程序與標準通信器應用程序Pyramid通信
這種方式與第二種方式相似，主要區別在于主機與S1503的標準應用程序Pyramid通信，而不是直接同Confilib通信。主機應用程序與通信器標準應用程序通過(guò)互送郵件實(shí)現通信。采用這種方式，其優(yōu)點(diǎn)是：主機應用程序簡(jiǎn)單，部分邏輯判斷可交給通信器應用程序，從而獲得較快的運行速度；缺點(diǎn)是：Pyramid郵件不支持寫(xiě)標簽和數據庫管理功能。不過(guò)，這些功能可通過(guò)Confilib/Confitalk命令實(shí)現。
（4）利用用戶(hù)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(hù)編寫(xiě)。當系統使用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)現通信器ConfiTalk以外的協(xié)議通信；缺點(diǎn)是編寫(xiě)程序量大、開(kāi)發(fā)周期長(cháng)。
在實(shí)際應用中，可根據用戶(hù)實(shí)際需求，
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