許祖英+趙金燕+伍大明+王銳剛

摘 要： 現有的射頻卡門禁系統(tǒng)，采用的一般是RS 485等有線數據傳輸方式，這些傳輸方式存在布線困難、維護成本高等問題。為了克服上述缺點，基于PTR2000無線傳輸模塊構建的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)，采用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，滿足無線管制的要求且無需使用許可證，實現主控設備與PC機的信息交互。通過實際測試，采用20 Kb/s數據傳輸率，在有障礙物的情況下，無線通信模塊PTR2000可在10 m范圍內準確識別。該系統(tǒng)減少了施工難度，利于日后管理者對門禁系統(tǒng)的改造，實現了計算機對智能小區(qū)出入口的管理。

關鍵詞： 無線傳輸； PTR2000模塊； 智能小區(qū)； 門禁系統(tǒng)

中圖分類號： TN911?34； TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）03?0004?03

Design of intelligent access control system based on PTR2000

XU Zu?ying1， ZHAO Jin?yan2， WU Da?ming1， WANG Rui?gang2

（1. Yunnan Tin Group Guangyuan Industrial Limited Company， Gejiu 661000， China；

2. College of Basic Science and Information Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China）

Abstract： In existing access control system， the general wired data transmission is RS485. However， the transmission way has problems of wiring difficulties， high maintenance cost and so on. To overcome the disadvantages， an intelligent access control system is established based on PTR2000 wireless transmission module， which use wireless transmission to replace wired transmission. The system can meet the requirements of wireless control without using license， and realize the information interaction between main control device and the PC machine. Through the actual test for PTR2000 module， when data transmission rate is 20 Kb/s and in the obstacle condition， it can accurately identify in 10 meters scopes. The system reduced the construction difficulty， which is good for renovation of the access system for future managers. It also achieved the computer management of import and export of intelligent community.

Keywords： wireless transmission； PTR2000 module； intelligent community； access control system

0 引 言

現有的門禁系統(tǒng)，根據卡的種類分為接觸卡（磁條卡）門禁系統(tǒng)和非接觸卡（射頻卡）門禁系統(tǒng)兩種。接觸卡門禁系統(tǒng)由于卡片容易磨損，使用壽命不長等缺點，使用范圍已經越來越少了。射頻卡由于讀取速度快、性價比高、耐用性以及安全性高等優(yōu)勢，逐漸成為住宅、樓宇弱電系統(tǒng)的主流，并成為智能小區(qū)現代化管理的重要標志。但是目前的射頻卡門禁系統(tǒng)中，主控設備同外圍設備的數據通信一般是通過RS 485總線或SPI總線等方式進行的，這些數據傳輸方式存在布線困難、維護成本高等問題[1]?；赑TR2000無線模塊構建的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)，用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，傳輸的抗干擾能力增強，且工作頻率穩(wěn)定通信可靠，滿足無線管制的要求且無需使用許可證，實現了主控設備對小區(qū)出入口的智能化管理。

1 門禁系統(tǒng)總體設計

智能小區(qū)門禁系統(tǒng)主要由主控設備、讀卡模塊、PTR2000無線收發(fā)模塊、液晶顯示電路模塊、信號調理模塊和PC機等組成。PTR2000無線收發(fā)模塊是門禁系統(tǒng)的核心部分，用無線傳輸方式代替了傳統(tǒng)的有線傳輸方式，成本相對較低，且采用抗干擾能力較強的FSK調制/解調方式，這也在一定程度上提高了傳輸的可靠性。PTR2000無線收發(fā)模塊首先將讀卡模塊所采集到的模擬信號經過信號調理模塊進行放大隔離和模/數轉換，然后進入到單片機控制模塊經由TXD/RXD端口進行數據傳輸，最后再通過無線收發(fā)模塊的DI/DO端口進行數據的收發(fā)功能，實現PC機和主控設備之間的無線通信。系統(tǒng)總體結構圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結構圖

2 門禁系統(tǒng)硬件電路設計

2.1 單片機控制模塊

單片機控制模塊主要是控制讀卡模塊進行數據采集處理，實時液晶顯示及數據通信，對單片機的端口需求較少，并考慮系統(tǒng)對本模塊體積限定等諸多因數，系統(tǒng)選用Atmel公司推出的AT89C2051，它是目前比較主流的單片機芯片，20個引腳，其中包括15個I/O口，復位和外部時鐘驅動端，1個全雙工串行通信端口，5個中斷源等，128 B的內部RAM，2 KB的內部ROM空間[2]。

2.2 無線數據傳輸模塊

無線數據傳輸模塊選用了PTR2000，該模板設計標準頻段為433 MHz，在內部集成了功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、FSK調制解調器（MODEM）等功能，隨機存儲器存儲量可為1 KB/2 KB/4 KB，支持流行的跳頻技術，能夠使數據傳輸率達到20 Kb/s。工作電壓低為2.7 V，功耗小，接收待機狀態(tài)電流僅為8 μA，外圍元件少。另外，由于它采用了低發(fā)射功率設計，可滿足無線管制的要求且無需使用許可證[3]。

電路設計過程中，將PIN2和PIN6置為高電平，即可使通信頻率固定為434 MHz，系統(tǒng)工作模塊始終處于接收/發(fā)射狀態(tài)，無線模塊通過串口轉換芯片MAX232ACPE來實現與主機的接口，PC機串口接口電路如圖2所示。

2.3 信號調理模塊

對于數據采集和控制系統(tǒng)來說，信號調理尤為重要。信號調理模塊電路的作用就是利用放大電路、隔離濾波電路、多路轉換及變送器調理等，將讀卡模塊采集的非電量微弱信號調理成可以測量的數字信號，使得數據采集系統(tǒng)的可讀性能得到極大地改善。射頻卡ID信號經信號調理模塊調理后通過A/D轉換，以方便單片機控制模塊實現分析、顯示和存儲功能。

2.4 液晶顯示電路模塊

液晶顯示電路的設計主要是用于采集、顯示、打印等操作。該部分選用GTG240128液晶顯示模塊，該模塊的點陣大小為240×128，帶背光功能。它采用8位并行總線接口，能直接與80系列的微處理器相連。具有128種5×8點陣的ASCI字符字模庫CGROM；具有64 KB的顯示存儲器，并允許MCU隨時訪問；可用圖形方式、文本方式以及圖形和文本合成方式顯示?？赏瓿?LED顯示鍵盤接口的全部功能，且不占用單片機系統(tǒng)資源[4]。軟件管理平臺向各主控設備發(fā)送廣播時，主控設備接收顯示命令和數據，并在液晶屏上顯示相應的廣播信息。

圖2 PTR2000模塊與PC機的串口電路

2.5 看門狗監(jiān)控模塊

為了監(jiān)控檢測模塊工作正常，看門狗電路和芯片是單片機開發(fā)系統(tǒng)必不可少的部分，這里采用的X25054看門狗芯片主要功能有監(jiān)控電源，防止運行程序跑飛，擴充控制芯片存儲空間等[5]。

2.6 電源模塊

系統(tǒng)的電源模塊采用蓄電池供電與開發(fā)板供電兩種方式，均能提供PTR2000的工作電壓。還可利用開發(fā)板為電源蓄電池進行充電。為了充分利用電源并減少更換蓄電池次數，在程序中增加休眠程序和無線遠程喚醒程序，最大限度地降低系統(tǒng)功耗。

3 軟件設計

因為一個功能完善的數據庫系統(tǒng)，數據庫的設計至關重要。為了高效、方便地使用應用程序，數據庫的設計應遵循一致性、完整性、安全性、可伸縮性等基本原則。本系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境選擇IAR for MCS?51作為開發(fā)的IDE，在Z Stack協(xié)議棧的基礎上，編寫了系統(tǒng)的應用程序代碼，用Visual Basic 6.0編寫上位機程序。各程序模塊均以SQL SERVER 2005為后臺運行數據庫，運用B/S（瀏覽器/服務器）體系結構的設計模式，利于實現各模塊之間的數據操作和共享。

3.1 PTR2000工作模式選擇

在軟件編程過程中，對PTR2000的工作模式的選擇非常重要，當TXEN=0時，芯片處于接收狀態(tài)，當TXEN=1時，芯片處于發(fā)射狀態(tài)；當CS=0時，芯片處于1號工作頻道狀態(tài)，當CS=1時，芯片處于2號工作頻道狀態(tài)；當PWR=1時，芯片處于工作狀態(tài)，當PWR=0時，芯片處于節(jié)點待機狀態(tài)，功耗大約為8 μA，在待機模式下不能接收和發(fā)射數據[6]。

PTR2000模塊有多種數據傳輸率選擇，它可工作在速率如4 800 b/s，9 600 b/s下，最高數據傳輸率能達到20 Kb/s。因為隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都會增加，所以實際測試時，可選擇不同的通信速率，測試該模塊的通信距離和數據丟包率等參數。發(fā)送數據和接收數據前需等待至少5 ms后，才可以發(fā)送任意長度數據[7]。

3.2 主控設備端軟件設計

主控設備端的通信主控程序完成的功能主要有：串口初始化、識別射頻卡、數據CRC校驗、控制命令發(fā)送、數據判別和發(fā)送。主控設備端軟件設計流程如圖3所示。

圖3 主控設備端軟件設計流程圖

主控設備上電以后，進行初始化串口，開啟看門狗，識別射頻卡信息，并進行密匙認證（讀取變送器地址值進行校驗），如校驗正確則進入正常模式運行，每次只采樣一個射頻卡ID，經過定時器累計計時進行數據輪巡，主控設備通過RS 232通信串口可訪問變送器的參數ID值，還可以設置變送器的物理地址，當多個射頻卡同時讀取時，可通過自身的物理地址來判別命令碼[8]。實現射頻卡ID的快速讀取和判別。

4 結 論

通過系統(tǒng)的實際測試，得出下列結論：隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都逐漸增加[9]；采用20 Kb/s數據傳輸率，在有障礙物的情況下，無線通信模塊PTR2000可在10 m范圍內準確識別。采用4 800 b/s數據傳輸率在空曠的地方該系統(tǒng)的無線控制范圍能達到200 m范圍內。

基于PTR2000模塊構建的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)，采用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，實現主控設備與PC機的信息交互，減少了施工難度，利于日后管理者對門禁系統(tǒng)的改造。該系統(tǒng)結構簡單，使用容易，還可以作為一個模塊進行移植 ，應用于其他無線數據傳送領域[10]，因此，是一個可以普及化的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設計方案，具有廣闊的市場應用前景。

注：本文通訊作者為王銳剛。

參考文獻

[1] 劉東輝.基于無線傳輸的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設計[J].河北科技大學學報，2007，18（1）：37?40.

[2] 趙金燕.基于AT89C2051的溫濕度采集系統(tǒng)的硬件設計[J].電子設計工程，2011，19（12）：172?174.

[3] 文方，李勇.基于PTR2000的單片機無線數據傳輸的實現[J].電氣自動化，2008，20（2）：47?48.

[4] 周鴻雁.ADuC845單片機和PTR2000的無線數據采集系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2012（2）：57?59.

[5] 王福瑞.單片機微機測控系統(tǒng)設計大全[M].北京：北京航空航天大學出版社，1999.

[6] 訊通公司.PTR2000數據手冊[EB/OL].[2010?08?11].http：//www.freq.com/.

[7] 鄭建華.基于PTR2000的單片機近程無線控制系統(tǒng)[J].微計算機信息，2007，11（23）：139?140.

[8] 董慶賀.基于RFID的門禁管理系統(tǒng)設計與實現[J].桂林電子科技大學學報，2011（13）：27?30.

[9] 趙金燕.動物食品可追溯系統(tǒng)中關鍵標識技術的研究[J].畜牧與飼料科學，2011，32（11）：72?74.

[10] 吳慧峰.基于PTR2000智能儀器的無線網絡設計[J].機電信息，2011（12）：134?135.

2.1 單片機控制模塊

單片機控制模塊主要是控制讀卡模塊進行數據采集處理，實時液晶顯示及數據通信，對單片機的端口需求較少，并考慮系統(tǒng)對本模塊體積限定等諸多因數，系統(tǒng)選用Atmel公司推出的AT89C2051，它是目前比較主流的單片機芯片，20個引腳，其中包括15個I/O口，復位和外部時鐘驅動端，1個全雙工串行通信端口，5個中斷源等，128 B的內部RAM，2 KB的內部ROM空間[2]。

2.2 無線數據傳輸模塊

無線數據傳輸模塊選用了PTR2000，該模板設計標準頻段為433 MHz，在內部集成了功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、FSK調制解調器（MODEM）等功能，隨機存儲器存儲量可為1 KB/2 KB/4 KB，支持流行的跳頻技術，能夠使數據傳輸率達到20 Kb/s。工作電壓低為2.7 V，功耗小，接收待機狀態(tài)電流僅為8 μA，外圍元件少。另外，由于它采用了低發(fā)射功率設計，可滿足無線管制的要求且無需使用許可證[3]。

電路設計過程中，將PIN2和PIN6置為高電平，即可使通信頻率固定為434 MHz，系統(tǒng)工作模塊始終處于接收/發(fā)射狀態(tài)，無線模塊通過串口轉換芯片MAX232ACPE來實現與主機的接口，PC機串口接口電路如圖2所示。

2.3 信號調理模塊

對于數據采集和控制系統(tǒng)來說，信號調理尤為重要。信號調理模塊電路的作用就是利用放大電路、隔離濾波電路、多路轉換及變送器調理等，將讀卡模塊采集的非電量微弱信號調理成可以測量的數字信號，使得數據采集系統(tǒng)的可讀性能得到極大地改善。射頻卡ID信號經信號調理模塊調理后通過A/D轉換，以方便單片機控制模塊實現分析、顯示和存儲功能。

2.4 液晶顯示電路模塊

液晶顯示電路的設計主要是用于采集、顯示、打印等操作。該部分選用GTG240128液晶顯示模塊，該模塊的點陣大小為240×128，帶背光功能。它采用8位并行總線接口，能直接與80系列的微處理器相連。具有128種5×8點陣的ASCI字符字模庫CGROM；具有64 KB的顯示存儲器，并允許MCU隨時訪問；可用圖形方式、文本方式以及圖形和文本合成方式顯示。可完成 LED顯示鍵盤接口的全部功能，且不占用單片機系統(tǒng)資源[4]。軟件管理平臺向各主控設備發(fā)送廣播時，主控設備接收顯示命令和數據，并在液晶屏上顯示相應的廣播信息。

圖2 PTR2000模塊與PC機的串口電路

2.5 看門狗監(jiān)控模塊

為了監(jiān)控檢測模塊工作正常，看門狗電路和芯片是單片機開發(fā)系統(tǒng)必不可少的部分，這里采用的X25054看門狗芯片主要功能有監(jiān)控電源，防止運行程序跑飛，擴充控制芯片存儲空間等[5]。

2.6 電源模塊

系統(tǒng)的電源模塊采用蓄電池供電與開發(fā)板供電兩種方式，均能提供PTR2000的工作電壓。還可利用開發(fā)板為電源蓄電池進行充電。為了充分利用電源并減少更換蓄電池次數，在程序中增加休眠程序和無線遠程喚醒程序，最大限度地降低系統(tǒng)功耗。

3 軟件設計

因為一個功能完善的數據庫系統(tǒng)，數據庫的設計至關重要。為了高效、方便地使用應用程序，數據庫的設計應遵循一致性、完整性、安全性、可伸縮性等基本原則。本系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境選擇IAR for MCS?51作為開發(fā)的IDE，在Z Stack協(xié)議棧的基礎上，編寫了系統(tǒng)的應用程序代碼，用Visual Basic 6.0編寫上位機程序。各程序模塊均以SQL SERVER 2005為后臺運行數據庫，運用B/S（瀏覽器/服務器）體系結構的設計模式，利于實現各模塊之間的數據操作和共享。

3.1 PTR2000工作模式選擇

在軟件編程過程中，對PTR2000的工作模式的選擇非常重要，當TXEN=0時，芯片處于接收狀態(tài)，當TXEN=1時，芯片處于發(fā)射狀態(tài)；當CS=0時，芯片處于1號工作頻道狀態(tài)，當CS=1時，芯片處于2號工作頻道狀態(tài)；當PWR=1時，芯片處于工作狀態(tài)，當PWR=0時，芯片處于節(jié)點待機狀態(tài)，功耗大約為8 μA，在待機模式下不能接收和發(fā)射數據[6]。

PTR2000模塊有多種數據傳輸率選擇，它可工作在速率如4 800 b/s，9 600 b/s下，最高數據傳輸率能達到20 Kb/s。因為隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都會增加，所以實際測試時，可選擇不同的通信速率，測試該模塊的通信距離和數據丟包率等參數。發(fā)送數據和接收數據前需等待至少5 ms后，才可以發(fā)送任意長度數據[7]。

3.2 主控設備端軟件設計

主控設備端的通信主控程序完成的功能主要有：串口初始化、識別射頻卡、數據CRC校驗、控制命令發(fā)送、數據判別和發(fā)送。主控設備端軟件設計流程如圖3所示。

圖3 主控設備端軟件設計流程圖

主控設備上電以后，進行初始化串口，開啟看門狗，識別射頻卡信息，并進行密匙認證（讀取變送器地址值進行校驗），如校驗正確則進入正常模式運行，每次只采樣一個射頻卡ID，經過定時器累計計時進行數據輪巡，主控設備通過RS 232通信串口可訪問變送器的參數ID值，還可以設置變送器的物理地址，當多個射頻卡同時讀取時，可通過自身的物理地址來判別命令碼[8]。實現射頻卡ID的快速讀取和判別。

4 結 論

通過系統(tǒng)的實際測試，得出下列結論：隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都逐漸增加[9]；采用20 Kb/s數據傳輸率，在有障礙物的情況下，無線通信模塊PTR2000可在10 m范圍內準確識別。采用4 800 b/s數據傳輸率在空曠的地方該系統(tǒng)的無線控制范圍能達到200 m范圍內。

基于PTR2000模塊構建的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)，采用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，實現主控設備與PC機的信息交互，減少了施工難度，利于日后管理者對門禁系統(tǒng)的改造。該系統(tǒng)結構簡單，使用容易，還可以作為一個模塊進行移植 ，應用于其他無線數據傳送領域[10]，因此，是一個可以普及化的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設計方案，具有廣闊的市場應用前景。

注：本文通訊作者為王銳剛。

參考文獻

[1] 劉東輝.基于無線傳輸的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設計[J].河北科技大學學報，2007，18（1）：37?40.

[2] 趙金燕.基于AT89C2051的溫濕度采集系統(tǒng)的硬件設計[J].電子設計工程，2011，19（12）：172?174.

[3] 文方，李勇.基于PTR2000的單片機無線數據傳輸的實現[J].電氣自動化，2008，20（2）：47?48.

[4] 周鴻雁.ADuC845單片機和PTR2000的無線數據采集系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2012（2）：57?59.

[5] 王福瑞.單片機微機測控系統(tǒng)設計大全[M].北京：北京航空航天大學出版社，1999.

[6] 訊通公司.PTR2000數據手冊[EB/OL].[2010?08?11].http：//www.freq.com/.

[7] 鄭建華.基于PTR2000的單片機近程無線控制系統(tǒng)[J].微計算機信息，2007，11（23）：139?140.

[8] 董慶賀.基于RFID的門禁管理系統(tǒng)設計與實現[J].桂林電子科技大學學報，2011（13）：27?30.

[9] 趙金燕.動物食品可追溯系統(tǒng)中關鍵標識技術的研究[J].畜牧與飼料科學，2011，32（11）：72?74.

[10] 吳慧峰.基于PTR2000智能儀器的無線網絡設計[J].機電信息，2011（12）：134?135.

2.1 單片機控制模塊

單片機控制模塊主要是控制讀卡模塊進行數據采集處理，實時液晶顯示及數據通信，對單片機的端口需求較少，并考慮系統(tǒng)對本模塊體積限定等諸多因數，系統(tǒng)選用Atmel公司推出的AT89C2051，它是目前比較主流的單片機芯片，20個引腳，其中包括15個I/O口，復位和外部時鐘驅動端，1個全雙工串行通信端口，5個中斷源等，128 B的內部RAM，2 KB的內部ROM空間[2]。

2.2 無線數據傳輸模塊

無線數據傳輸模塊選用了PTR2000，該模板設計標準頻段為433 MHz，在內部集成了功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、FSK調制解調器（MODEM）等功能，隨機存儲器存儲量可為1 KB/2 KB/4 KB，支持流行的跳頻技術，能夠使數據傳輸率達到20 Kb/s。工作電壓低為2.7 V，功耗小，接收待機狀態(tài)電流僅為8 μA，外圍元件少。另外，由于它采用了低發(fā)射功率設計，可滿足無線管制的要求且無需使用許可證[3]。

電路設計過程中，將PIN2和PIN6置為高電平，即可使通信頻率固定為434 MHz，系統(tǒng)工作模塊始終處于接收/發(fā)射狀態(tài)，無線模塊通過串口轉換芯片MAX232ACPE來實現與主機的接口，PC機串口接口電路如圖2所示。

2.3 信號調理模塊

對于數據采集和控制系統(tǒng)來說，信號調理尤為重要。信號調理模塊電路的作用就是利用放大電路、隔離濾波電路、多路轉換及變送器調理等，將讀卡模塊采集的非電量微弱信號調理成可以測量的數字信號，使得數據采集系統(tǒng)的可讀性能得到極大地改善。射頻卡ID信號經信號調理模塊調理后通過A/D轉換，以方便單片機控制模塊實現分析、顯示和存儲功能。

2.4 液晶顯示電路模塊

液晶顯示電路的設計主要是用于采集、顯示、打印等操作。該部分選用GTG240128液晶顯示模塊，該模塊的點陣大小為240×128，帶背光功能。它采用8位并行總線接口，能直接與80系列的微處理器相連。具有128種5×8點陣的ASCI字符字模庫CGROM；具有64 KB的顯示存儲器，并允許MCU隨時訪問；可用圖形方式、文本方式以及圖形和文本合成方式顯示?？赏瓿?LED顯示鍵盤接口的全部功能，且不占用單片機系統(tǒng)資源[4]。軟件管理平臺向各主控設備發(fā)送廣播時，主控設備接收顯示命令和數據，并在液晶屏上顯示相應的廣播信息。

圖2 PTR2000模塊與PC機的串口電路

2.5 看門狗監(jiān)控模塊

為了監(jiān)控檢測模塊工作正常，看門狗電路和芯片是單片機開發(fā)系統(tǒng)必不可少的部分，這里采用的X25054看門狗芯片主要功能有監(jiān)控電源，防止運行程序跑飛，擴充控制芯片存儲空間等[5]。

2.6 電源模塊

系統(tǒng)的電源模塊采用蓄電池供電與開發(fā)板供電兩種方式，均能提供PTR2000的工作電壓。還可利用開發(fā)板為電源蓄電池進行充電。為了充分利用電源并減少更換蓄電池次數，在程序中增加休眠程序和無線遠程喚醒程序，最大限度地降低系統(tǒng)功耗。

3 軟件設計

因為一個功能完善的數據庫系統(tǒng)，數據庫的設計至關重要。為了高效、方便地使用應用程序，數據庫的設計應遵循一致性、完整性、安全性、可伸縮性等基本原則。本系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境選擇IAR for MCS?51作為開發(fā)的IDE，在Z Stack協(xié)議棧的基礎上，編寫了系統(tǒng)的應用程序代碼，用Visual Basic 6.0編寫上位機程序。各程序模塊均以SQL SERVER 2005為后臺運行數據庫，運用B/S（瀏覽器/服務器）體系結構的設計模式，利于實現各模塊之間的數據操作和共享。

3.1 PTR2000工作模式選擇

在軟件編程過程中，對PTR2000的工作模式的選擇非常重要，當TXEN=0時，芯片處于接收狀態(tài)，當TXEN=1時，芯片處于發(fā)射狀態(tài)；當CS=0時，芯片處于1號工作頻道狀態(tài)，當CS=1時，芯片處于2號工作頻道狀態(tài)；當PWR=1時，芯片處于工作狀態(tài)，當PWR=0時，芯片處于節(jié)點待機狀態(tài)，功耗大約為8 μA，在待機模式下不能接收和發(fā)射數據[6]。

PTR2000模塊有多種數據傳輸率選擇，它可工作在速率如4 800 b/s，9 600 b/s下，最高數據傳輸率能達到20 Kb/s。因為隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都會增加，所以實際測試時，可選擇不同的通信速率，測試該模塊的通信距離和數據丟包率等參數。發(fā)送數據和接收數據前需等待至少5 ms后，才可以發(fā)送任意長度數據[7]。

3.2 主控設備端軟件設計

主控設備端的通信主控程序完成的功能主要有：串口初始化、識別射頻卡、數據CRC校驗、控制命令發(fā)送、數據判別和發(fā)送。主控設備端軟件設計流程如圖3所示。

圖3 主控設備端軟件設計流程圖

主控設備上電以后，進行初始化串口，開啟看門狗，識別射頻卡信息，并進行密匙認證（讀取變送器地址值進行校驗），如校驗正確則進入正常模式運行，每次只采樣一個射頻卡ID，經過定時器累計計時進行數據輪巡，主控設備通過RS 232通信串口可訪問變送器的參數ID值，還可以設置變送器的物理地址，當多個射頻卡同時讀取時，可通過自身的物理地址來判別命令碼[8]。實現射頻卡ID的快速讀取和判別。

4 結 論

通過系統(tǒng)的實際測試，得出下列結論：隨著數據傳輸率的減小，通信距離和信號強度都逐漸增加[9]；采用20 Kb/s數據傳輸率，在有障礙物的情況下，無線通信模塊PTR2000可在10 m范圍內準確識別。采用4 800 b/s數據傳輸率在空曠的地方該系統(tǒng)的無線控制范圍能達到200 m范圍內。

基于PTR2000模塊構建的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)，采用無線傳輸方式代替有線傳輸方式，實現主控設備與PC機的信息交互，減少了施工難度，利于日后管理者對門禁系統(tǒng)的改造。該系統(tǒng)結構簡單，使用容易，還可以作為一個模塊進行移植 ，應用于其他無線數據傳送領域[10]，因此，是一個可以普及化的智能小區(qū)門禁系統(tǒng)設計方案，具有廣闊的市場應用前景。

注：本文通訊作者為王銳剛。

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