基于PLC控制的防盗门报警器设计(3)

2018-12-17 11:04

按卡与外界数据传送的形势来分,有接触型IC卡的非接触型IC卡。

当前使用广泛的是接触型IC卡,在这种卡片上,IC芯片有8 个触电可与外界接触。非接触型IC卡的集成电路不向外引出触点,因此它除了包括前述三种IC的电路外,还带有射频收发电路及其相关电路。

IC智能卡具有以下特点:

存储量大:内含微处理器,存储器可以分成若干应用区,从几十字节到几兆字节,便于一卡多用,方便保管。

保密性强:智能卡的安全性比磁卡高的多,智能卡的信息加密后不可复制,密码核对错误,卡片有自毁功能,而磁卡很容易被复制。

网络要求不高:智能卡的绝对安全性使其在应用中对计算机网络的实时性、敏感性要求降低,可脱机使用。

智能卡防磁、防静电、抗干扰能力强,可靠性比磁卡高。 信息可读写十万次,使用寿命长。

智能卡的读写设备比磁卡的读写设备廉价、可靠、操作简易,利于维护,是磁卡的必然替代品。

3.2.2 读卡器

IC读卡器 接收器 通信接口 控制器 微处理器

图3-2 读卡器信息交换原理图

读卡器的读卡过程:接触式卡IC卡是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中,封装成卡的形式,其内部没有电源,但有存储器,可记录卡片号码、发行商信息,也可记录持卡人的信息,卡内表面有从C1到C8共8个触点。使用者在进门前需要用读卡器

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读取持有的卡片,读卡器通过触点C1和C5给卡片提供电源,并从触点C7串行读出卡中的信息,送给门禁控制器,门禁控制器根据法则执行比较判断,根据结果控制锁具的开启和闭合。

接触式卡与读卡器之间的信息交换原理图可见图3-2,门禁控制器与读卡器的连接可见图3-3所示。

D1 D0 门禁12V 控制GND 器 LED 地址转换 读卡器 BEEPER

图3-3 门禁控制器与读卡器的连接

3.3 门禁控制器

作为控制单元,门禁控制器主要负责整个系统输入、输出信息的处理和储存、控制等,可验证门禁读卡器输入信息的可靠性,并根据出入规则判断其有效性,若有效则对执行部件发出动作信号。

3.3.1门禁控制器的功能 1)门禁控制器的复位

防盗门报警系统的复位方式有三种:上电复位、按键复位、和系统遥控复位。 2)持卡人及门的管理

门紧控制器能完成对持卡人的管理,对识别卡分类,监视识别卡状态,对持卡人划分群组,按时段进行群组管理,控制门的属性和出/入门方式,检测门的开关状态。

3)事件管理

事件分为读卡引发事件和非读卡引发的事件两种。

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4)系统通信

门禁控制器与控制中心上位机的通信采用RS232/RS485总线方式。控制器的基本信息由上位机通过控制网络下载。

5)电源管理

防盗门报警系统控制出入口的特点决定其电源必须连续工作,因此门禁控制器应具有市电/备用电池自动转换及充电功能。

6)提示和指示

门禁控制器应对其电源状态、运行状态有所指示。还应对读卡后的处理结果有返回提示信息。

3.2.2 门禁控制器的总体设计

报警系统 IBA AC-08控制器显示系统 门开关系统PLC S7-200CN CPU 224XP CN 红外探测装置窗震动系统 图3-4 门禁控制器的结构框图

上图为门禁控制器的结构框图。整个控制器以微处理器为核心,其工作原理为:在一个防盗门报警系统中,每一个门禁控制器都有一个互相不同的地址号,作为控制中心计算机区分门禁控制器的标识。在门禁控制器启用之前,首先由系统从控制中心经通信接口向其传输事先设置的各项运行参数,主要是硬件设备的连接情况及控制模式、使用的人员信息、允许的时间和出入门方式等参数。门禁控制器经上述初始化后就能独立运行。通常控制器处于等待状态,当有人读卡时,读卡器经其接口将卡号传输到门禁控制

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器,在门禁控制器中将卡号、卡片状态、当前的控制时间、当前的控制模式进行比较、鉴别,得出准许与否的结果。该结果被送到读卡器中,向读卡人发出警声指示。当结果是准许时,门禁控制器还通过步进电机驱动使之退出锁门状态,完成读卡开门的整个过程。同时门禁控制器将该过程描述成一个事件记录下来,在可以与控制中心通信时将事件上传。 3.3 电控锁

电控锁的终端其实就是一个电磁铁,它控制一个简单的机械装置进行门的开关。不过电磁铁的动作是通过一系列指令动作的。当发生不能控制时,首先测量输往电磁铁的电压,同时输入开关门指令(有的为电磁卡,有的输入密码),看其电压是否有变化,如有变化,而电磁铁不动作,故障为电磁控制部分,应维修电磁控制部分或更换,否则为控制部分故障。控制部分比较复杂,它有硬件和软件两部分进行控制,有些还和计算机接口相连,可进行人员出入查询统计等。一般控制输出电压由继电器控制输出。首先看继电器是否有吸合声,如没有,可测量继电器控制接口各部分电压和驱动器件是否损坏,如完好,可进一步测量有关集成电路的工作电压,复位端口及时钟振荡部分,如无问题,一般为软件故障,这只能和开发商联系。如继电器有吸合声,而继电器的电压又正常的话,则是继电器触点损坏或送往电控部分的线路断路。

电控锁,在锁体内分别设有主锁闩、副锁闩、电磁线圈及位于电磁线圈下的衔铁;在锁体外设有发射器及为电磁线圈提供电流的接收电路;在锁扣内位于副锁舌位置设有一阻挡装置;其特点是:在主锁闩与副锁闩之间设有一联动装置,它们之间的运动靠传动杆的传动,在衔铁上固定有将传动杆顶起的拨杆。它具有结构简单,安全可靠,经济实用,成本低,使用方便,其实物如图3-5所示:

图3-5 电控锁实物图

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3.4 传感器的选择

在自动门传感器我们选择热释电红外传感器,热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器[3]。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶,热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的,因此极化后的探测元也是有正、负极性的。

本设计中采用的是一个双探测元热释电红外传感器的,使用时D端接电源正极,G端接电源负极,S端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起,目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号。

最终我们选择了D-SUNPIR型热释电红外传感器,它是基于红外线技术的自动控制产品。灵敏度高、可靠性强、超低功耗,超低电压工作模式。广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品.其实物图如图3-6,电气参数见表3-1所示:

图3-6 D-SUNPIR型热释电红外传感器 表3-1 D-SUNPIR型热释电红外传感器电气参数

产品型号 工作电压范围 静态电流 电平输出

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D-SUN人体感应模块 直流电压4.8~20V <50uA 高3.3 V /低0V


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