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时间:2020-04-28
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1、基于Linux操作系统的网络门禁系统 传统门禁一般采用8bit/16bit单片机,由于处理速度、I/O接口等资源有限,通常总线结构为RS-485/422方式。其缺陷是:实时性较差,处理速度较慢,导致用户数量受限(一般在5000以下),报警等信息量过大时易造成数据丢失,功能受限制等。无法实现真正的网络功能,其主要是因为RS-485不能跨网段运行,不能在广域网中运行,即使在局域网中,也不能跨两个路由器运行。 开发TCP/IP网络门禁主要目的是解决通讯瓶颈,大用户量、大数据量处理太慢、有些实时功能无法实现等问题。 一、TCP/IP网络门禁的主要特点
2、 采用了目前世界上先进的稳定器件32位ARM微处理器。具有功耗低、速度快、稳定可靠等优点。 实时性强:具有TCP/IP(100MHZ)网络通讯,确保了系统的实时通讯及数据交换处理能力。 容量大:用户数达100000个,数据存储量可达10025条。 处理速度快:100000个用户,可在1S内完成开门等相关动作。 通讯方式多:同时具有TCP/IP、Rs-485,RS-422,RS-232、wiegand等多种通讯接口方式。 可编程I/O:所有输入/输出接口可根据用户的需要进行编程。 嵌入式控制软件稳定、功能完善。 门禁系统软件功能完备:
3、由于硬件资源丰富,因而在实现门禁系统管理软件功能时非常方便,功能更加完善。 二、网络门禁控制器 网络门禁控制器是门禁系统的关键部分,包括核心器件ARM微处理器、存储器、CPLD、通讯接口、各种输入/输出接口等。控制器结构框图如图1所示。 1、ARM微处理器 可稳定运行于180Mr忆,达到200MIPS的运行效率,高于普通8位/16位单片机普遍最高30MlPS的运算速度与效率。丰富的硬件资源,为进行强大的功能设计提供了方便与保证。多个3Channel、16位的TIMER,便于程序设计。超低功耗,StandbyMode模式下mA,实
4、现环保节能。 2、存储器 存储器采用了嵌入式系统中广泛应用的主流产品——Flash闪存芯片。其特点可按整体/扇区擦除和字节编程,具有低功耗、小体积、稳定可靠、容量大等优点(存储容量可扩展至1Gbyte)。 3、通讯及I/O接口 具有TCP/IP、RS-485,RS-422、RS-232、Wiegand等多种通讯接口方式。具有多组继电器输出接口,用于开门、报警、联动等,以及多路可编程输入/输出接口,可用于门磁、开门按钮、消防联动等。LCD接口、VGA接口,可用于POS消费显示系统信息。 4、嵌入式控制软件 嵌入式控制软件是控制器的
5、内核,它由系统引导、操作系统、核心文件、系统图形、系统应用控制程序5个部分组成。 软件流程如图2所示,引导程序加载操作系统核心,操作系统核心获得控制,管理内存,进程与文件系统,应用控制程序必须通过特定的接口,才能与核心通信,完成特定的功能。核心初始化完成后,先启动一个初始化进程,然后启动其他应用程序。 嵌入式控制软件的功能和特点包括: Linux操作系统具有完整的功能,为应用程序提供分时的多进程的运行环境,配合特殊硬件定制的驱动程序,提供了强大的底层功能,包括虚拟内存技术,虚拟文件系统,安全的进程管理,完整的网络模块。此外,由于Linux操作系统
6、源代码公开,进行裁剪、构建时更加方便。 图形系统是小型的×图形服务器,文件系统包括系统一个系统运行环境和各种相关工具。 设备驱动程序接口:LINUX操作系统将设备区分为“字符设备”和“块设备”两大类,响应的驱动程序也分为字符驱动程序和图形驱动程序。字符设备包括RS232接口、键盘、显示器、触摸屏等。块设备包括FLASH驱动等。 网络协议:TCP/IP是一个由四个层次组成的协议分层模型,从上到下分别为应用层,传输层(TCP),网络层(IP)和数据链路层。TCP/IP协议包含了传输层(TCP),网络层(IP)和数据链路层的一组协议,被称为TCP/IP
7、协议族。本协议实现了应用程序编程接口(SOCKET接口),传输层的TCP协议和UDP协议,网络层的IP协议和数据链路层的PPP协议。 应用控制程序:包括控制服务器,SQLITE数据库、IP自动搜索、WEB服务器等,将完成所有通讯任务、前端设备驱动、报警联动及实现各种控制功能,嵌入式SQLlTE数据库的运用,实现了快速存取卡号、人员进出信息处理,WEB服务器的应用使得用户无须安装任何软件,直接通过IE便可实现IP、网关等参数的修改。 三、门禁系统管理功能 由于硬件功能强大、完备,在实现门禁系统管理系统功能时非常方便,例如: 快速授权,同时
8、对多个控制器及多个用户进行快速授权。 可按门禁物理位置方便实现分片区控制管理; 快速设防、
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