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基于GSM楼宇门禁系统的研制 摘要： 本文设计了一个基于GSM无线网络的手机楼宇对讲系统，以GSM模块为基础，实现远程手机呼叫，实现远程控制功能。并通过GPRS功能跟上位机进行数据传输。同时增加了无线射频识别技术，实现住户身份的识别。 本文主要对GSM手机楼宇对讲系统的用户门禁机进行了设计，实现GSM无线网络数据的收发、用户手机的呼叫与应答。用FLASH存储器实现用户信息的存储。以及基于RFID射频识别技术的无线射频模块，用于用户刷卡进入楼宇。并通过LED数码管显示信息。 随着21世纪的到来，现代化先进技术高科技，以超乎想象的速度改变并影响着人类的思维模式和生存状态。随着改革开放的不断深入，适应信息化时代的要求，人们居住的条件和环境质的提高、科学化的管理已成为全新的概念。通过采用现代信息传输技术网络技术和信息系统集成技术，进行精密设计、优化集成、精心建设、提高住宅高新技术的含量，以适应21世纪现代居住生活的标准。就目前所言，安全防范系统，管理体制日趋完美合理，并具有综合性的信息服务系统，系统设备的选择也更具有先进性、成熟性；随着建设资金的投入和技术的发展，对系统可进行扩充、升级，使系统得到不断地完善和提高，以智能控制系统、社区信息平台、安防系统、小区物业管理系统和综合信息服务系统为依托，用高科技手段构成小区的高速互联网络信息服务平台为小区住房提供高效安全环保、舒适、方便的生活空间。 图1整体系统框图 本系统设计的主要思想如下：采用高速单片机作为主控制芯片，楼宇对讲主机内嵌入GSM模块，配备1个移动或联通的GSM手机电话卡；通过单片机控制，将对讲主机控制键盘的输入编码转换为住户的电话号码，并拨出；当居民在家中接到电话并和访客对讲后，并同意访客进入后；居民通过按家中电话机的某个功能键，*或#或9；当对讲主机里的GSM模块检测到*或#功能键后，输出一个开关信号，打开电磁锁。 2 设计的主要任务及实现的目标 本系统为GSM手机楼宇对讲系统，主要实现GSM手机远程遥控以及无线射频卡的识别功能。下面简要说明本设计的主要任务以及要实现的目标。 2.1主要任务 GSM楼宇对讲系统的硬件设计方面： 主要解决按键显示模块、GSM模块、读卡器模块、FLASH存储模块、单片机及其外围电路、以及电路的电磁兼容等问题。 GSM楼宇对讲系统的软件设计方面： 主要需完成通过GSM模块对用户的呼叫、挂机等；射频模块通信协议以及数据的传输；FLASH的数据存储与读取；LED与键盘的控制显示等。 2.2 实现的目标 通过LED数码管正确显示当前时间，以及用户操作信息。 通过GSM无线网络实现住户的远程呼叫与应答的检测。 通过GPRS功能，上位机跟门禁机实现数据传输，实现门禁机的管理。 用FLASH实现用户信息的存储。 配置RS232通用接口，应用RS232通信协议，实现单片机与GSM模块的信息传输。 使用RFID射频识别技术，用于用户刷卡进入小区。 3 硬件电路设计 系统的硬件电路主要由键盘显示电路、FLASH存储器电路、ID卡射频电路和GSM无线模块收发电路等几部分组成。同时需要注意的是本系统各个模块的不同供电需求，使电源电路的设计也成为了设计的重点。 3.1 电源设计 电源是电路设计中不可或缺的一部分，它性能的好坏决定了电路系统能否正常工作。所以电源在电路设计中非常重要。 图3.1 电源设计原理图 本系统采用12V供电，由于GSM模块需要4.2V供电，ID射频卡芯片跟键盘显示芯片需要5V供电，单片机跟FLASH存储器需要3.3V供电，所以需要由12V电压产生3个不同幅值的电压。电压转换电路如图3.1。 12V的电压输入，经LM2567T三端稳压芯片输出5V，再分别经过MIC29302BT和ASM1117输出4.2V和3.3V。 3.2 单片机设计 单片机在本系统中起到了主控作用，单片机的性能好坏直接影响整个系统的性能。C8051F340器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU。其管脚如图3.2所示。 图3.2 C8051F340管脚图 3.3 FLASH存储器电路电路设计 为了防止掉电引起的用户信息丢失，所以将用户信息存放在FLASH存储器，来起到掉电保护数据的作用。本系统采用的是AT45D041D存储器。 AT45D041D存储器跟单片机采用SPI串行通信，写保护端始终开启，片选端接单片机控制引脚。如图3.3所示。 图3.3 存储器跟单片机接口图 3.4 ID射频卡电路设计 为了实现刷卡进门的要求，本系统选用ID射频卡作为无线识别卡。 3.4.1工作原理 U2270B芯片产生125KHZ并驱动感应线圈向幅射电磁波，当ID卡在读卡天线的磁场范围内时，卡内的线圈接收电磁波的能量，卡内的电路对其整流、稳压后作为卡片系统工作电压，并从接收到的振幅调制脉