1、 嵌入式嵌入式技术技术在门禁系统中的应用在门禁系统中的应用 专 业 名专 业 名 称 ：称 ： 电气自动化技术电气自动化技术 学 生 姓 名 ：学 生 姓 名 ： 导 师 姓 名 ：导 师 姓 名 ： 职职 称 ：称 ： 讲讲 师师 二二一二一二年年 12 月月 摘摘 要要 以嵌入式处理器（ARM）作为核心处理芯片，以指纹为载体，通过控制局域网 （CAN） 总线来实现上位机与门禁节点控制器的通信， 完成了门禁系统的基本功能。 该系统弥补了以往门禁系统中依赖单片机作为主要控制芯片的存储空间不足及扩 展能力有限的弊端，并将人体生物特征应用到门禁系统中，利用人体生物特征的 唯一性大大提高了门禁系统的
2、安全性，促进了门禁系统的向前发展。 关键关键字：字：嵌入式处理器；节点控制器；门禁系统;生物特征 目录目录 引 言. 1 1 嵌入式系统概述. 1 1.1 概述 1 1.2 系统特点： 2 1.3 嵌入式微处理器 3 1.4 嵌入式软件类型 5 1.5 嵌入式应用： 9 1.5.1 工业控制：. 9 1.5.2 机电产品方面应用：. 10 2 门禁系统的原理. 12 2.1 门禁系统概述 12 2.2 门禁系统的发展 12 2.3 门禁系统的组成 13 2.3.1 身份识别单元部分. 13 2.3.2 处理与控制单元部分. 13 2.3.3 电锁与执行单元部分. 15 2.3.4 传感与报警单
3、元部分. 15 2.3.5 线路及通讯单元部分. 16 2.3.6 管理与设置单元部分. 16 3 ARM 门禁系统的设计与实现 17 3.1 门禁系统的功能设计 17 3.1.1 门禁节点控制器的主要功能. 17 3.1.2 上位机管理软件的主要功能 17 3.2 系统硬件设计 17 3.3 系统软件设计 19 结 语. 22 参考文献. 23 致 谢. 24 2 引引 言言 随着我国社会主义市场经济的深入发展和未来知识经济时代的临近，门禁系 统作为一项安防措施，将会形成更大规模的产业。这方面的社会需求已在逐步升 温 ，保障公民生命财产安全和社会的安定,受到社会的关注和公众的欢迎。人们 对安
4、防要求的进一步提高，基于人体生物特征的识别技术由于不易遗忘、伪造和 被盗，已受到社会各界越来越多人的关注。目前，已经发展起来的生物识别技术 主要有手形识别、指纹识别、虹膜识别等，其中人体指纹信息在图案、断点和交 叉点上各不相同，所具备的唯一性和稳定性特征完全符合人们对现代门禁的要求。 在国外，美国的 Secugen 公司、法国的 Segam 公司早已推出了与指纹识别相关 的产品，在国内，中国科学院自动化所、清华大学等高校及研究所很早就开始了 这方面的研究工作，中国科学院光机所已批量生产光电式活体指纹采集仪，因此 指纹识别技术在门禁系统中的应用将会有很大的发展前景。 但目前很多门禁系统的核心控制
5、单元主要依赖单片机来实现，它虽然也能完 成相应的基本功能，但其扩展能力有限，在性能和存储容量等方面已不能很好地 满足人们的要求， 而随着嵌入式技术的不断发展， 特别是基于 ARM 处理器的嵌入 式系统由于其可扩展性强、稳定性高、功耗低、性能和价格比较合理等特点已在 实际生活中得到了越来越多的应用。 现以 ARM7 作为核心处理芯片， 通过 CAN 总 线完成上位机与门禁节点控制器的通信，实现了开门、考勤、巡更等基本功能， 并能通过操作完成系统配置、人员注册注销、门禁节点远程控制、相关人员及记 录的管理和查询功能。 1 1 1 嵌入式系统概述嵌入式系统概述 1.11.1 概述概述 嵌入式系统是
6、“控制、 监视或者辅助装置、 机器和设备运行的装置” （devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants） 。从中可看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等 附属装置。嵌入式系统是与应用紧密结合的，具有很强专用性，必须结合实际系 统需求进行合理的裁减利用。国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以 计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体 积、功耗严格要求的专用计算机系统. 事实上，在很早以前，嵌入式这个概念就已经存在了。在通信方面，嵌入式 系统在 20 世纪 60 年代就用于对电子机械电话交换的控制，当时被称为“存储式 程序控制系统” （Stored Program Control） 。 嵌入式计算机的真正发展是在微处理器问世之后。 1971 年 11 月， Intel 公司 成功地把算术运算器和控制器电路集成在一起，推出了第一款微处理器 Intel 4004， 其后各厂家陆续推出了许多
