多功能家居门禁系统设计

    随着社会经济的发展和科学的进步，如何使家居门禁系统设计的人性化、个性化、趣味化、实现多功能已经成为家具门禁设计的一个值得研究拓展和有市场价值的方向，本文以AT89C51单片机为核心结合新型传感器、集成电路，以模块化、积木式的原则设计了家居门禁系统。

    1 多功能门禁系统概述

    多功能家居门禁系统把自动照明、语音提示录音、设置无人状态、智能电子门锁和智能语音拨号报警系统通过AT89C51单片机连接在一起，构成一个智能化、多功能的家庭实用型门禁系统。其系统框图见图1。

    
图1 多功能门禁系统

    2 系统各模块原理及性能

    以单片机AT89C51为核心，把语音芯片ISD2560接口所构成的外设电路以及其他多功能设备电路与单片机的数据存储器(RAM)和程序存储器(EPROM)统一编制址的方式把两片器件挂人数据地址总线中，构成了一个多功能家居门禁系统。图2给出的是多功能门禁系统模块原理。

图2 多功能门禁系统模块原理电路结构简图

    2．1 语音提示模块设计

    采用ISD2560芯片，通过程序将ISD2560分成5段每段8 s，分别录入3段代表不同状态的话。正常工作时，单片机根据各个传感器和内部定时的状态，操作ISD2560调出不同的声音段播放。其他语音地址留给来访者按键录音，单片机采用自动加一方式，最多可有2段留言。当没有按下“无人”时，单片机根据红外传感器判断是否有人。自动调用不同的语音、提示、警告或致欢迎辞。原理图见图3。

图3 语音提示模块电路图

    2．2 智能拨号报警

    工作前，将所需拨的号码设置并存放在智能拨号报警器内的数据存储器中。工作时本机直接接在电话线上，系统处于低功耗的睡眠工作状态，一旦触发开关有动作，报警器便立即被唤醒，进入拨号工作状态，把预先设置好的号码和报警信号从电话线上拨发出去，从而实现向远离现场的人们报警。硬件系统如图4所示。 

图4 智能拨号报警模块框图

    2．3 自动照明模块设计

    采用红外感应技术，在3 m内感应人体发出的红外线，以开关量形式输出信号，单片机检测到有人后，根据低光照传感器的信号判断走廊是否需要开灯，然后判别信号是否是家人，不是家人后，发出触发信号，触发带有硬件延时的警笛声响报警电路；同时通过单片机控制智能拨号系统电路进行电话报警。模块结构框图如图5所示。

    2．4 电子门锁模块设计 

图5 自动照明模块原理框图 

    由红外线检测电路探测有无感应卡靠近，每隔一定时间，发射电路会自动发射红外线信号，如有物体靠近，接收电路就会收到反射回来的红外线信号，并通知MCU进行读卡操作。感应卡读写IC在MCU驱动下，对感应卡进行读操作，然后将读到的数据以曼彻斯特码形式返回给MCU解码；将解码后的卡上数据与存储器中存放的锁内参数进行核验并依据当前时间，确定是否是有效卡；如是有效卡，则启动电机驱动电路开锁同时将相关信息(开锁记录)存人存储器，MCU通过RS232接口与手持式POS机进行通信，从POS机接收各种设置数据、校对时间等；在必要时可将锁内存放的开锁记录传送给PAS机，然后传递到电脑，进行统计分析。 

    2．5 设置无人状态模块设计

    当休息或工作时不希望接待来访者时，系统有一选择按键“无人”，当按下此键后单片机按室内无人状态提示来访者有事请留言，在门前停留过久红外线探测系统会根据设的时间自动报警。来访者如果有事可按留言键录音留言。

    3 软件部分

    本系统采用单片机汇编语言，进行程序设计，可以进行在线模拟，仿真。软件程序流程如图6。

    4 结束语

    基于AT89C51单片机的多功能家居门禁系统，应用灵活，系统可根据不同的需要扩展其他功能模块。多功能家居系统为人们提供轻松、有序、高效的现代生活环境，因此具有广阔的市场前景。 

图6 多功能家居门禁系统流程图

    (石家庄经济学院信息工程学院 李辉 李明亮 张立亚)