基于sopc的门禁系统设计

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1、第32卷第6期华北水利水电学院学报V01．32No．62011年12月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec．2011文章编号：1002—5634(2011)06—0128—03基于SOPC的门禁系统设计陈建明，孟晗(华北水利水电学院，河南郑州450011)摘要：采用SOPC技术手段在Altera公司的CycloneII系列芯片EP2C5Q208中植入NiosII嵌入式处理器，作为核心控制CPU，控制硬件TCP／IP协议栈W5100实现以太网接口．为防止尾随进人和仪器被盗，系统在

2、已具有指纹识别的基础上引入重量识别的方法，构造智能化、网络化的门禁系统．关键词：SOPC；NiosⅡ；W5100；重量识别门禁系统是对出入口安全进行管理控制的系编程协议和植入操作系统、TCP／IP协议需要较长的统，它不仅可以禁止非权限人员进入，而且可以对部开发周期，采用硬件TCP／IP协议栈W5100芯片实门内部进行有序化管理．随着自动控制技术、现代通现以太网接口．信技术和计算机技术的快速发展，门禁系统也需要门禁系统中有多种传感器信号，如对实时性要向更加智能化、网络化和对数据进行集中管理的方求较高的中断信号、受控门的开启状态信号、转栅当向发展，这就需要将更加完善的技术应用于门禁系

3、前的位置信号等．为保证信号的及时处理和系统的统中．快速运行，处理器选用具有丰富IP资源和并行处理指纹因具有生物差异性，在门禁系统中具有广方式的FPGA来实现网络化的智能门禁系统．泛应用，但仍存在一定不安全因素，如权限人员被非1系统的总体结构权限人员尾随或挟持，权限人员未经许可搬走部门重要仪器等．为解决这一问题，在指纹识别后对欲出通道分为进门和出门2个方向，各有一个指纹人人员进行称重，称重结果在一定范围内(该范围阅读器、信号灯指示状态和电磁铁控制器．门禁控制可调)的人才可通过受控门，这样有效地防止了尾器将指纹阅读器采集到的指纹信息进行预处理、特随和仪器被盗事件的发生，提高了系统的安

4、全性．征提取和比对，比对通过后发一个信号给数据处理为方便后台计算机及时掌握各出人口人员的进电路．数据处理电路接收到信号后计算AD7705芯出情况，需实现系统的网络通讯功能．一般来说，实片采集到的秤台上人员重量信息，不超过阈值则检现系统的网络通讯功能有如下几种方案：①使用自测门是否为正常状态，若为正常状态则控制电磁铁主编程的TCP／IP协议⋯．利用现场可编程门阵列执行放行动作，对应信号灯绿灯亮，对受控门的执行(FieldProgrammableGateArray，FPGA)丰富的IP资器件给出放行命令；如超过阈值，则对电磁铁给出禁源和IP复用技术，使用硬件编程语言设计TCP／IP行

5、命令．人员进出情况将通过W5100网络传输给后协议的硬件电路．该方法的优点是可裁剪性好，专用台计算机．采用可编程片上系统(SystemOnaProgra性强，缺点是开发难度较高，开发周期较长．②使用rnmable—Chip，SOPC)配置NiosII软核处理器，使处操作系统直接入网．即通过在设备中集成操作系理器作为门禁系统CPU控制外设，完成门禁功能，统和TCP／IP协议完成嵌入式设备入网要求．③使SDRAM存储器和Flash存储器用于存储系统运行用硬件固化的TCP／IP协议栈芯片．考虑到自主过程中的数据和程序，EPCS配置器件用于存储FP．收稿日期：201l一09—29基金项目

6、：河南省教育厅自然科学研究计划项目(2011B510008)．作者简介：陈建明(1962一)，男，河南郑州人，教授，硕士生导师，主要从事电力系统实时监控方面的研究第32卷第6期陈建明，等：基于SOPC的门禁系统设计129GA的配置数据．系统的硬件结构框图如图1所示AD7705的所有寄存器操作都必须通过写通信寄存器来对其他寄存器操作．通信寄存器中的／DRDY位为数据准备就绪的状态位，低电平时表示转换数据可读取，高电平表示不可读取．但当对通信寄存器进行写操作时，该位必须为“0”．AD7705初始化后，先对通信寄存器进行写操作，设置下个操作对象为时钟寄存器，然后对时钟寄存器设置．同样方

7、法对设置寄存器中的工作模式、校准、增益等参数进行设置，设置完成后将通信寄存器指向数据寄存器，监测DRDY信号状态．当该信号为低时，在MCLK的下降沿时通过DO口读入FPGA芯片中．2．3W5100W5100是WlZnet公司生产的单片网络接口芯片，内部集成10M／IO0M以太网控制器，可以实现图1系统结构框图没有操作系统的网络连接．支持多种网络协议，系统选用面向连接的TCP协议．2系统的硬件设计W5100与MCU有直接总线接口、间接总线接2．1NiosⅡ软核处理器的定制口和SPI