基于GPRS的智能电梯门禁系统设计

　　图2. 软件总体结构流程图 

　　4.2 读卡器软件设计

　　在射频卡读卡器的软件设计中，STC12C5A60S2和MF RC500 之间的通信非常重要，本设计使用总线操作方式，可以轻松的实现对MF RC500 相关寄存器的控制，完成对射频卡的读写等各种操作。其操作流程可分为复位和初始化、发送Request 指令寻卡、防冲突、选卡、相互认证和对射频卡中的数据块进行读、写、加值、减值、挂起等相关控制操作[4]。射频卡读写流程如图3 所示。 

　　图3. 射频卡读写流程图

　　在每次上电复位后，MF RC500 检测当前MCU 的接口类型，根据接口类型使用相应的控制信号初始化MF RC500 的各寄存器，然后发送Request 指令在天线的感应范围内寻找射频卡，如有卡存在则会接收到2字节卡片的类型号。当有多张卡片同时接近读卡器时，MF RC500 执行防冲突操作，若执行无误则会接收一张卡片的序列号，使读卡器根据序列号选中一张卡片，此时被选中的卡进入激活状态，接着确定要访问的扇区并对该扇区密码进行校验，经过三次相互认证通过后，方可进行读、写、加、减等操作。操作完成后，MF RC500 发出Halt 指令，射频卡就退出激活状态，一次操作随之结束。

　　4.3 MCU 的EEPROM 读写程序

　　STC12C5A60S2 单片机内含28KB 容量的EEPROM，可以利用ISP/IAP 技术对EEPROM 区进行字节读写和扇区擦除，擦写次数达10 万次以上。EEPROM 的一个基本的操作流程包括使能ISP/IAP、装载所要读写的地址、设置控制命令、触发ISP/IAP命令和关闭ISP/IAP。由于MCU 对EEPROM 进行操作时需保证一定的电压才有效，否则MCU 不执行此功能，但会继续往下执行程序，并且在本设计中，EEPROM 存储着用户身份等非常重要的信息，所以在写入数据时为确保数据准备无误地写入，需将数据先从它所对应的扇区中读取出来，暂时存入RAM（确保无需修改的原数据不丢失），然后将所要存放数据的扇区进行擦除，再将修改后的原数据写入，最后再读取出来进行比对，若无误则停止操作。E2PROM 写操作的流程设计如图4 所示。 

　　图4. E2PROM 写操作流程图

　　4.4 GPRS 通信模块程序

　　GPRS 通信模块程序起着连接门禁系统与用户之丢失和读写错误。间的通信作用，其应用GPRS 模块M33 的短信接收状态。图5 是M33 处于短消息接收状态时的数据传输流程图。 

　　图5. GPRS 数据传输流程图

　　M33 通信模块上电后进行初始化，通过“AT+CNMI”指令设置为短消息提示功能，当用户或管理员需要开启门禁系统或设置门禁系统时，向M33 发送短消息，M33 接收到短消息后，通过串口中断告知MCU 有信息需处理，MCU 执行“AT+CMGR”读取短消息内容[4]，并根据内容做出相应的控制。

　　5 测试结果

　　一般环境中电梯门禁读写器可在0～10cm 范围内寻到射频卡，并能进行读写；同时连续多次刷卡和多张卡叠放到一起，均能正确的读写，未出现反映不灵敏、不读卡和读错卡等现象。在对MCU 的E2PROM测试中也进行连续多次的读和写，均未发现存储信息丢失和读写错误。

　　在实验环境中，GPRS 模块M33 可以快速响应用户发送的短消息命令，门禁系统也能及时做出各种控制。整个个测试结果表明，门禁系统运行稳定，E2PROM中存储的数据安全可靠，数据传输快速准确，基本满足指标要求。

　　6 结论
　　
　　电梯门禁系统采用Qisda 公司的M33 模块、STC12C5A60S2 单片机和Philips 公司的MF RC500 单片机以及微星科技公司的MCP2515 总线控制器设计出的基于GPRS 的非接触式电梯门禁系统；完成了系统硬件和软件的设计工作，并通过实际环境中的测试。经测试证明，该系统不仅在性能上具有响应速度快、操作灵活、抗干扰能力强和通讯稳定可靠等显著优点，而且在功能上与其它门禁卡相比具有短信开启门禁和按时段刷卡、按卡片有效期刷卡等等多种工作模式还能记录用户进出信息。给用户增添一份方便和安全保障的同时也方便了物业管理，具有很高的的应用价值。