專利名稱：一種基于fpga的安全門禁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA的安全門禁控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活中，外出旅行人數(shù)越來越多，賓館的數(shù)量也是越來越多。經(jīng)常有一些渾水摸魚的人潛入賓館，進行偷盜，保證旅客人身及財產(chǎn)安全是每個賓館義不容辭的責(zé)任。當前市面上的門禁系統(tǒng)相對較貴，不便于普及，并且安全性相對較低，當房間出現(xiàn)異常情況，不能及時向前臺匯報，不能保證房間及旅客的安全，因此設(shè)計一款低價位全自動安全門禁系統(tǒng)顯得非常重要了。申請?zhí)枮?00820052105.1的發(fā)明專利一種聯(lián)網(wǎng)安全門禁裝置由門禁控制器、讀卡器、中央計算機、電控鎖、通信電路、門狀態(tài)檢測電路、報警電路構(gòu)成。通過讀卡器讀取感應(yīng)卡中的信息，進行開門密碼匹配，控制門的狀態(tài)，但感應(yīng)卡可復(fù)制性較強，安全性較低，同時提供任意讀卡器密碼修改功能。申請?zhí)枮?01110211640. 3的發(fā)明專利物聯(lián)網(wǎng)安全門禁系統(tǒng)使用一個移動開門遙控器控制門的開與關(guān)，遙控器通過無線網(wǎng)與門禁控制器通信，無線網(wǎng)同網(wǎng)關(guān)通信連接，網(wǎng)關(guān)連接智能寬帶，實現(xiàn)了有線與無線的連接，實現(xiàn)相對復(fù)雜，對于已裝置完成的住宅，有線的重布置較麻煩。對于以上兩個發(fā)明專利不適合在賓館等流動住所使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，提供一種基于FPGA的安全門禁控制裝置，本發(fā)明采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA制作的專用安全門禁系統(tǒng)控制器，可以通過無線通信，完成對門禁系統(tǒng)密碼的實時更改及房間門安全狀態(tài)的監(jiān)視。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供了一種基于FPGA的安全門禁控制裝置，包括電氣控制系統(tǒng)、磁力鎖4 ;磁力鎖4通電時，門關(guān)，磁力鎖4斷電時，門開。所述電氣控制系統(tǒng)進一步包括由FPGA裁剪的微控制器6、狀態(tài)指示燈7、內(nèi)部開關(guān)1、按鍵采集電路2、磁力鎖控制電路5 ;微控制器6是由FPGA裁剪的MCU組成，包括按鍵服務(wù)模塊、密碼存儲單元、中斷管理模塊、磁力鎖控制模塊及無線模塊3 ;其中，按鍵服務(wù)模塊由十個密碼輸入鍵(T9，一個確認鍵2E，一個取消鍵2Q及三個與門，第一與門U1、第二與門U2、第三與門U3組成；所述磁力鎖控制電路5包括一個電阻、三極管5A，電阻一端連接電源，一端連接三極管5A的集電極，磁力鎖4與三極管5A的發(fā)射極連接。按鍵服務(wù)模塊與按鍵采集電路2的輸入端連接，磁力鎖控制模塊與磁力鎖控制電路5的輸入端連接，按鍵采集電路和磁力鎖控制電路的輸出端分別與微控制器6的普通輸入端連接；狀態(tài)指示燈7與微處理器6的普通輸出端電路連接；通過改變普通輸入/輸出端口的輸入/輸出功能及輸出的高低電平，控制狀態(tài)指示燈7的明滅、三極管5A的通斷以及按鍵的檢測。內(nèi)部開關(guān)I和第三與門U3的第三端口 8與微控制器6的中斷管理模塊輸入端電路連接，當按鍵被按下時，會觸發(fā)中斷，處理器完成相應(yīng)的處理。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)制作的專用安全門禁系統(tǒng)控制器，可以通過無線通信，完成對門禁系統(tǒng)密碼的實時更改及房間門安全狀態(tài)的監(jiān)視；接口靈活方便，易與控制；有良好的可維護性和擴展性，制造方便，且成本較低，具有一定的應(yīng)用價值和市場前景。


圖1為本發(fā)明一種基于FPGA的安全門禁控制裝置的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為基于本發(fā)明制作的微控制器程序狀態(tài)機。附圖標識1-內(nèi)部開關(guān)，2-按鍵采集電路，3-無線模塊，4-磁力鎖，5-磁力鎖控制電路，6-微控制器，7-狀態(tài)指示燈，8-第三端口，101-監(jiān)控狀態(tài)，102-按鍵掃描狀態(tài)，103-磁力鎖打開狀態(tài)，104-密碼輸入匹配狀態(tài)，105-無線通信狀態(tài)，106-清空密碼輸入狀態(tài)，107-無線更新密碼狀態(tài)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明一種基于FPGA的安全門禁控制裝置，包括電氣控制系統(tǒng)、磁力鎖4 ;磁力鎖4通電時，門關(guān)，磁力鎖4斷電時，門開。所述電氣控制系統(tǒng)進一步包括由FPGA裁剪的微控制器6、狀態(tài)指示燈7、內(nèi)部開關(guān)1、按鍵采集電路2、磁力鎖控制電路5 ;微控制器6是由FPGA裁剪的MCU組成，包括按鍵服務(wù)模塊、密碼存儲單元、中斷管理模塊、磁力鎖控制模塊及無線模塊3 ;其中，按鍵服務(wù)模塊由十個密碼輸入鍵(T9，一個確認鍵2E，一個取消鍵2Q及三個與門，第一與門U1、第二與門U2、第三與門U3組成；所述磁力鎖控制電路5包括一個電阻、三極管5A，電阻一端連接電源，一端連接三極管5A的集電極，磁力鎖4與三極管5A的發(fā)射極連接。按鍵服務(wù)模塊與按鍵采集電路2的輸入端連接，磁力鎖控制模塊與磁力鎖控制電路5的輸入端連接，按鍵采集電路和磁力鎖控制電路的輸出端分別與微控制器6的普通輸入端連接；狀態(tài)指示燈7與微處理器6的普通輸出端電路連接；通過改變普通輸入/輸出端口的輸入/輸出功能及輸出的高低電平，控制狀態(tài)指示燈7的明滅、三極管5A的通斷以及按鍵的檢測。內(nèi)部開關(guān)I和第三與門U3的第三端口 8與微控制器6的中斷管理模塊輸入端電路連接，當按鍵被按下時，會觸發(fā)中斷，處理器完成相應(yīng)的處理。微控制器6通過掃描按鍵輸入進行密碼匹配，密碼輸入正確磁力鎖斷電，同時通過無線模塊3向服務(wù)臺發(fā)送提示信息，保證安全性。如果密碼輸入錯誤，磁力鎖4的狀態(tài)不變，如果連續(xù)三次失敗，則停止按鍵掃描，不允許用戶的再次密碼輸入，并通過無線模塊3向服務(wù)臺發(fā)送提示信息，以便保證安全。同時提供一個開關(guān)，以便從內(nèi)部打開磁力鎖4。本發(fā)明可以接收服務(wù)臺發(fā)送的無線信息，更改狀態(tài)及密碼等操作。參照圖1和圖2,本實施例假設(shè)系統(tǒng)第一次使用，密碼為默認密碼011110。當系統(tǒng)啟動后，首先進入監(jiān)控狀態(tài)101，此時狀態(tài)指示燈7亮，磁力鎖4處于關(guān)閉狀態(tài)。按下密碼輸入鍵0，進入按鍵掃描狀態(tài)102，掃描按鍵，記錄按鍵值，返回進入監(jiān)控狀態(tài)101。連續(xù)按下按鍵1、1、1、1、0，然后按下確認鍵，進入密碼匹配狀態(tài)104，密碼輸入正確。進入磁力鎖4打開狀態(tài)103，磁力鎖4被打開，狀態(tài)指示燈7閃爍3s，3s之后磁力鎖4會自動關(guān)閉，狀態(tài)指示燈7恢復(fù)持續(xù)亮狀態(tài)。磁力鎖4被打開的同時，進入無線通信狀態(tài)105，通過無線將磁力鎖4被打開的消息發(fā)送到前臺，完成對房間門的監(jiān)視。如果此房間沒有出租，則發(fā)出警報，提示不合法進入，保證房間的安全。如果密碼輸入錯誤并且失敗次數(shù)小于3，磁力鎖4不會被打開，進入清空輸入密碼狀態(tài)106，將輸入清空，用戶可以進行重新輸入；如果連續(xù)3次輸入失敗，則會停止按鍵輸入的掃描，不允許用戶的再次輸入，并進入無線通信狀態(tài)105，通過無線將警報信息發(fā)送到前臺，保證房間的安全。在密碼輸入的過程中如果用戶按下取消鍵，進入清空密碼狀態(tài)106，清空之前輸入的密碼，可以重新輸入。密碼輸入成功之后，用戶進入房間之內(nèi)，當想離開房間時，按下內(nèi)部開關(guān)，此時進入磁力鎖4打開狀態(tài)103，磁力鎖4被打開，可以離開房間，3s之后磁力鎖4會自動關(guān)閉。當無線模塊3收到前臺發(fā)來的無線信號時，傳給微控制器6，微控制器6進行解析，如果是更改密碼的指令，對應(yīng)107狀態(tài)，首先進行密碼匹配，如果提供的原始密碼和密碼儲存單元的相同，則更改當前密碼為新密碼，并回復(fù)更改成功信息；如果提供的原始密碼與密碼存儲單元的不同，則不進行更改，并回復(fù)失敗信息；如果為不可識別的指令，則丟棄。當密碼輸入失敗次數(shù)超過3次時，此時系統(tǒng)不會再次進行按鍵的掃描，想恢復(fù)此功能，只能通過前臺無線發(fā)送指令或在房間內(nèi)部按下內(nèi)部開關(guān)1，將失敗次數(shù)清零，然后恢復(fù)按鍵掃描功能，分別對應(yīng)107和103狀態(tài)。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于FPGA的安全門禁控制裝置，其特征在于，所述一種基于FPGA的安全門禁控制裝置包括電氣控制系統(tǒng)、磁力鎖(4);所述電氣控制系統(tǒng)進一步包括由FPGA裁剪的微控制器(6)、狀態(tài)指示燈(7)、內(nèi)部開關(guān)(I)、按鍵采集電路(2)、磁力鎖控制電路(5);微控制器(6)是由FPGA裁剪的MCU組成，包括按鍵服務(wù)模塊、密碼存儲單元、中斷管理模塊、磁力鎖控制模塊及無線模塊(3);其中，按鍵服務(wù)模塊由十個密碼輸入鍵(T9，一個確認鍵2E，一個取消鍵2Q及三個與門，第一與門Ul、第二與門U2、第三與門U3組成；所述磁力鎖控制電路(5)包括一個電阻、三極管5A，電阻一端連接電源，另一端連接三極管5A的集電極，磁力鎖(4)與三極管5A的發(fā)射極連接；按鍵服務(wù)模塊與按鍵采集電路(2)的輸入端連接，磁力鎖控制模塊與磁力鎖控制電路(5)的輸入端連接，按鍵采集電路和磁力鎖控制電路的輸出端分別與微控制器(6 )的普通輸入端連接；狀態(tài)指示燈(7 )與微處理器(6 )的普通輸出端電路連接；內(nèi)部開關(guān)(I)和第三與門U3的第三端口(8)與微控制器(6)的中斷管理模塊輸入端電路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子控制領(lǐng)域，公開了一種基于FPGA的安全門禁控制裝置包括電氣控制系統(tǒng)、磁力鎖；電氣控制系統(tǒng)進一步包括由FPGA裁剪的微控制器、狀態(tài)指示燈、內(nèi)部開關(guān)、按鍵采集電路、磁力鎖控制電路；微控制器是由FPGA裁剪的MCU，包括按鍵服務(wù)模塊、密碼存儲單元、中斷管理模塊、磁力鎖控制模塊及無線模塊；按鍵服務(wù)模塊由十個密碼輸入鍵0~9，一個確認鍵2E，一個取消鍵2Q及三個與門組成；所述磁力鎖控制電路包括電阻、三極管5A，磁力鎖與三極管5A的發(fā)射極連接。本發(fā)明采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA制作的專用安全門禁系統(tǒng)控制器，可以通過無線通信，完成對門禁系統(tǒng)密碼的實時更改及房間門安全狀態(tài)的監(jiān)視；接口靈活方便，易與控制，具有一定的應(yīng)用價值和市場前景。
文檔編號G07C9/00GK103049956SQ20131000695
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者馮曉晗 申請人:馮曉晗