摘要：针对目前门禁系统存在功耗大、成本高、控制不灵活等缺陷，设计了一种基于系列单片机的低功耗无线门禁系统。介绍了射频无线通信模块及其集成系统的结构原理，给出了系统的硬件设计和软件设计方法，并对门禁模块、电子密码锁模块和射频无线通信模块进行了分析。详细地。实验结果验证了采用所设计的门控系统的可行性。

关键词：门控系统；；；RF无线通信模块；电子密码锁

介绍

随着人们生活水平的不断提高，家庭安全问题变得尤为突出。传统的机械锁因结构简单、安全性差而逐渐被淘汰。电磁锁以其保密性高、使用灵语、安全系数高等特点，逐渐走进千家万户。如果家庭系统中有多个门，则需要一个综合门控系统门禁控制，以便监控所有门的打开和关闭。

参考文献设计的门控系统以单片机为控制核心，系统功耗大，使用成本高，应用有一定局限性。参考文献设计的门控系统采用局域网进行联网控制，生产成本高，应用范围有限。针对以上不足，本系统采用系列单片机芯片作为控制核心，既具有系列单片机的低功耗性能，又具有射频无线收发功能. RF无线功能可实现对门的无线控制，方便用户使用，功耗低。

1 门控系统的工作原理

系统主要由两部分组成：一部分是中央控制中心，主要作为管理中心，用户可以监控所有门的开关状态；另一部分是门控模块，主要用于控制门的开、关信息传送到中控中心，包括键盘电路、显示电路、报警电路和开锁控制电路。系统整体框图如图1所示。

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系统采用电子密码锁控制门的开闭。与射频卡相比，电子密码锁的成本更低，并且可以随时更改密码，安全性高。需要开门时，先从矩阵键盘输入6位密码，初始密码由程序设置，输入密码后按开门键开锁，如要清除输入，可以按取消键，按键时会有“短滴”的声音提示。如果输入的密码正确，密码输入正确指示灯亮，液晶显示“密码正确”，输出电磁锁打开信号；如果密码输入错误，密码输入错误指示灯亮，LCD 显示“密码错误”。如果 6 秒内没有任何操作，则清除所有条目。如果门控模块有密码输入，门控模块内部的单片机将通过集成的射频无线收发器将有人输入密码开门的信号发送给中控中心，使中控中心可以知道建筑物的所有门。中央控制中心通过 LCD 显示所有门开关状态。如果用户想要打开或关闭某扇门，只需要通过键盘找到门号并输入相关指令即可。闸机控制模块和中央控制中心都是控制核心。如果 40 s 后没有任何操作，单片机将进入低功耗模式。所有条目都被清除。如果门控模块有密码输入，门控模块内部的单片机将通过集成的射频无线收发器将有人输入密码开门的信号发送给中控中心，使中控中心可以知道建筑物的所有门。中央控制中心通过 LCD 显示所有门开关状态。如果用户想要打开或关闭某扇门，只需要通过键盘找到门号并输入相关指令即可。闸机控制模块和中央控制中心都是控制核心。如果 40 s 后没有任何操作，单片机将进入低功耗模式。所有条目都被清除。如果门控模块有密码输入，门控模块内部的单片机将通过集成的射频无线收发器将有人输入密码开门的信号发送给中控中心，使中控中心可以知道建筑物的所有门。中央控制中心通过 LCD 显示所有门开关状态。如果用户想要打开或关闭某扇门，只需要通过键盘找到门号并输入相关指令即可。闸机控制模块和中央控制中心都是控制核心。如果 40 s 后没有任何操作，单片机将进入低功耗模式。门控模块内部的单片机将有人输入密码开门的信号通过集成的射频无线收发器传送到中控中心，使中控中心可以知道大楼的所有门。中央控制中心通过 LCD 显示所有门开关状态。如果用户想要打开或关闭某扇门，只需要通过键盘找到门号并输入相关指令即可。闸机控制模块和中央控制中心都是控制核心。如果 40 s 后没有任何操作，单片机将进入低功耗模式。门控模块内部的单片机将有人输入密码开门的信号通过集成的射频无线收发器传送到中控中心，使中控中心可以知道大楼的所有门。中央控制中心通过 LCD 显示所有门开关状态。如果用户想要打开或关闭某扇门，只需要通过键盘找到门号并输入相关指令即可。闸机控制模块和中央控制中心都是控制核心。如果 40 s 后没有任何操作，单片机将进入低功耗模式。

2 系统硬件设计

门禁系统的硬件设计包括中央控制中心的设计和门禁模块的设计。下面对每个部分进行详细描述。

2.1 中控中心设计

中控中心和门控模块均采用一系列单片机作为控制核心，集成射频无线模块，省去外扩无线通信模块门禁控制，降低成本。它是 TI 的 MCU 和低功耗 RF 收发器的组合，可实现极低的电流消耗，让电池供电的无线网络应用无需维护即可运行 10 年以上；此外，微型封装包含的高级功能还支持创新的射频传感器网络向中央收集点报告数据。它是一个 16 位超低功耗 MCU，具有 16 KB 闪存、2 KB RAM、无线电收发器、AES-128 和 USCI，电源电压为 1.8 ~ 3.6 V，正常工作模式下的电流消耗为 160 μA/MHz ,