作者 常国权 张捐净 安阳工学院计算机科学与信息工程学院(河南 安阳 455000)
*基金项目：2016河南省高等学校要点科研赞助项目(编号：16A520034)
常国权(1973-)，男，硕士，副教授，研讨方向：嵌入式技能运用与开发。
摘要：为了完成对电梯的安全性、牢靠性和智能化办理，选用IAP15F2K61S2单片机、MFRC500射频芯片、继电器、实时时钟、存储器模块等规划了一种智能电梯刷卡操控体系，该体系辨认不同权限的IC卡完成对电梯按键的智能操控，并选用动态加密、存储翻滚码等方法避免IC卡被仿制，然后确保体系的安全性和牢靠性。通过在多个小区的实际运用证明，该体系安全牢靠、操作便利，达到了实际运用要求。
导言
跟着我国社会经济的快速开展，高层建筑逐步成为房地产开发和消费的主体，电梯作为高层建筑必不可少的笔直交通工具，其需求量也日益增长，各种类型标准繁复的电梯体系已经在高层建筑内投入运转[1]。为了能对高层建筑的电梯施行更有用、更节能、更安全的规范化办理，本体系选用IAP15F2K61S2单片机、MFRC500射频芯片、继电器、实时时钟、存储器模块等规划了一种智能电梯刷卡操控体系，该体系选用13.56MHz的IC卡作为存储用户信息和信息交流的载体[2]，由发卡器、电梯操控器、上位机办理软件三部分组成。体系选用动态加密、存储翻滚码等方法避免IC卡被仿制，一卡一密，仿制的UID卡和FUID卡无法运用，电梯操控体系具有比对时刻、地址、序列号、存储刷卡记载、紧迫敞开开关等功用;IC卡刷卡可按日期、按消费次数、按权限等运用，体系能够通过RS485网络衔接起来，完成如提取、办理刷卡记载等功用。该体系能够对电梯施行有用的办理和操控，进步其运转功率，节约费用开支，完成电梯办理科学化、规范化和安全化的意图。
1 体系概述
该电梯刷卡体系主要由发卡器、电梯操控器、上位机办理软件三部分组成。发卡器规划包含USB通讯接口的规划、LED指示灯体系规划、射频发卡体系规划、软件体系规划及相应的通讯协议规划等，发卡器和上位机办理软件依照约好的协议通讯，共同完成对各种用户卡和办理卡的发放、收回等作业。
电梯操控器和发卡器中心部分选用宏晶科技公司出产的IAP15F2K61S2高速单片机和NXP公司出产的MFRC500读卡芯片来规划，电梯操控器还包含DS1302时钟模块规划、MAX485模块规划、DC-DC电源转化模块规划、AT45DB16存储器模块规划、16路继电器模块规划、信号驱动模块、扩展接口模块、紧迫敞开模块以及相应的软件体系规划等。
上位机办理体系选用VC++6.0和数据库开发而成的，选用USB接口和发卡器通讯，合作发卡器能够完成用户登录、体系办理、设备办理、用户办理、刷卡记载办理、修正权限以及读卡、发卡、收回、挂失、解挂等功用。体系的整体结构示意图如图1所示。
2 体系硬件规划
2.1 体系电源规划
因为体系的IAP15F2K61S2单片机、MFRC500射频模块、继电器和DS1302等模块的作业电压都是5V，5V电源需求的功率较大，因而，电源规划选用了功率更高、输入规模更宽、功用更强的DC-DC转化器LM2596-5.0。LM2596系列是美国国家半导体公司(现已被TI公司收买)出产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器和基准稳压器，并具有完善的维护电路，包含电流约束及热关断电路等，使用该器材只需很少的外围器材便可构成高效稳压电路[3]。AT45DB16存储器模块是3.3V作业电压，由REG-1117-3.3V电源模块独自供电。因为LM2596是宽电压输入模块，因而，体系的输入电压的规模为7.5~40V。D3是避免电源接反维护二极管，LP1、LP2是体系的LED电源状况指示灯。体系电源规划原理图如图2所示。
2.2 MFRC500电路接口规划
归纳本钱、功能等各方面考虑，主控芯片选用宏晶科技公司的IAP15F2K61S2单片机，它是指令代码彻底兼容传统8051的增强型单片机，它具有高速、高牢靠、超低功耗、超级抗搅扰等长处。内部集成高牢靠复位电路，可用在高速通讯、智能操控、强搅扰等场合[4]。它内部具有2K的RAM、61K的Flash存储器，支撑IAP编程，并能够存储体系暗码、设备地址、设置参数等。射频读卡芯片选用的是NXP公司出产的MFRC500，该芯片为5V作业电压，和单片机接口支撑扩展总线方法和模仿总线方法，此处其选用的是模仿总线方法，单片机的P0口衔接MFRC500的D0~D7，地址和数据复用，NWR、NRD及ALE引脚用单片机的通用IO口操控即可[5]。MFRC500具有作业安稳、读卡间隔远(间隔可达10cm)等长处。MFRC500电路接口规划原理图如图3所示。
2.3 主控继电器扩展电路接口规划
为了习惯不同楼层的电梯，便利刷卡操控体系的装置，继电器操控板选用的是“主控+16路继电器扩展板”的方法，扩展板之间能够完成级联扩展楼层规模，便利办理，最多能够扩展到128路，即最多能够支撑128层楼，能够满意大部分高层建筑的需求。
为了避免主控板与扩展板以及扩展板与扩展板之间的信号搅扰，主控板和扩展板之间选用了光耦阻隔，并选用74HC245作为驱动器，避免信号衰减，坚持信号安稳牢靠。IAP15F2K61S2单片机P3.3、P3.4和P3.5引脚别离作为三个光耦的输入端，光耦输出信号通过74HC14D进行反相，再通过74HC245驱动后送入扩展板的74HC595芯片完成串转并。主控继电器扩展电路接口规划原理图如图4所示。
