基于无线传感器网络门禁系统研究

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1、山西电子技术应用实践2010年第1期文章编号：1674-4578(2010)01-0011-03基于无线传感器网络门禁系统研究张晓婷，徐晓辉，王盟，王海龙，马艳铮(河北工业大学信息工程学院，天津300401)摘要：介绍了一种操作方便、运行可靠的智能型无线门禁系统，系统前端探测器与主机微处理器之间传送数据采用无线方式，克服了有线式门禁系统布线的困难，避免了布线后会影响美观性的缺陷。系统采用模块化的设计思想，通过微控制器控制无线模块nRF905进而实现对TCS3C-TCD42A所采集的数据进行无线收发。该系统成本低、实用、可靠、功能灵活多样，可广泛用于银行、仓库和家庭等重要场所。关键词：无线传感器

2、网络；指纹识别；单片机；门禁系统中图分类号：TN722．3文献标识码：A势，也有各自的缺点。通过比较，本系统选用半导体传感器0引言TCS3C作为指纹录入设备。它不要求用户在验证时按压指门禁系统是一种以预防损失、预防犯罪为主要目的，用纹，而只要将手指轻轻刷过传感器表面，传感器便能tl动对来保护人员和财产安全的现代化安防手段。目前市场上流手指进行连续的“快照”，然后这些快照被组合在一起，形成行的门禁系统多为有线传输方式，也就是说这类的门禁系统清晰的指纹影像。这种采集指纹的效果与按压式指纹传感中的用户与控制单元之间的信息是通过有线传输的方式进器相当，但它无需用力按压，使用更加方便。TCIM2A还具行

3、的。当系统需要扩展、增加新用户结点时，有线传输的传有和上位机通信的功能，用户按照通信协议，可开发出功能统门禁系统需要花费大量的人力物力铺设新线路，增设新设强大的指纹识别应用系统J。备，耗时耗力。为解决上述问题，本文提出了采用无线传感器网络构建门禁系统的思想。无线传感器网络可以看成是堕微处理器I歪西丽由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块等节点，各节点自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给中心模块。它具有构建快速、部署方便等特点，不易受到目标环境的限制，特别适合布置在布线困难或人员不易到达的地方，在环境

4、监测、军事侦察、医疗监护、智能小区、仓储管理等领域有着广泛的应用中心模块前景。图1系统硬件结构框图1系统总体结构及硬件设计表1三种技术的比较光学扫描技术半导体传感技术超声波1．1系统结构扫描技术该系统分为采集模块和中心模块两部分。当指纹识别干手指差，汗多的和干手指好，潮湿、粗成像能力稍脏的手指成像模糙手指亦可成像。非常好模块TCS3C．TCIM2A完成指纹识别后，从机将从指纹识别模糊。易受皮肤上的易受皮肤上的赃物赃物和油脂影响。和油脂的影响。块上所采集的信号通过无线收发单元发送给主机，主机收到成像区域大小中数据后，将其存储到存储器中并与存储器中已注册的指纹进分辨率低于500d可高达pi可高达6

5、00dpj1000d行匹配，并将匹配结果发送给从机进而达到控制门锁自动开pi启的功能。系统硬件结构框图如图I所示。设备体积大小中耐用性非常耐用较耐用一般1．2系统主要芯片的选择功耗较大小较大目前指纹传感器分为三类：光学传感器、硅晶体电容传成本较高低很高感器和超声波扫描传感器。表I对这三种传感器技术进行无线收发单元采用PTR8000无线收发模块]。了专门的比较。PTR8000是高性能嵌入式无线收发模块，它的核心芯片是挪从表1中可以看出这几种指纹采集技术具有各自的优威NordicVLSIASA公司的nRF905。具有可选频道多，低功收稿日期：2009—10—14作者简介：张晓婷(1984．)，女，

6、河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：传感器网络及传输系统。12山西电子技术2010年耗及抗干扰能力强的优点，它的特性如下：433／868／915MHz电控锁可选择磁力锁或电机锁。磁力锁的核心是直流电磁多频道多频段，1．9V～3．6V低电压工作，待机功耗2；铁，当通过+l2V直流电时会产生1吨的吸力把门锁住。超小体积，内置环形天线，性能稳定，对电源不敏感，传输距没有电时吸力解除，把门打开。磁力锁与单片机的接口相对离更远；最大发射功率+10dBm，高抗干扰GFSK调制。可简单，只需要一个I／O接口就可实现开闭门，但成本较高。跳频通信，数据速率可达50kbps；有独特的载波检测、地址而电机锁内部有一个

7、电机，通过电机的正转和倒转实现开闭匹配、数据就绪等输出；内置完整的通信协议和CRC，通过门，成本相应较低j。为了便于实际编程中的调试，借鉴市SPI接口可以方便完成所有的无线收发传输，使用简单J。面上无线通讯模块，在节点上增加了按键和指示灯，当发送系统使用普通电控锁，由无线接收模块接收到的信息控接收数据时，都会有灯闪烁。制电控锁的控制电路。当控制电路给出开门信号，Ic动作系统发送端与接收端电路简图如