摘要：隨著人們生活的快節奏化發展，人們對家居門禁的安全性要求越來越高。本文采用AT89S52單片機為核心，以嵌入式Linux系統為開發平臺，采用博創科技公司的UP-TECHPXA270A作為主控制端，采用西門子公司TC35i系列的GSM模塊作為無線傳輸端設計了一款靈活、便捷、成本低廉的智能門禁系統。該系統既可以在控制終端進行監控，同時又能實時進行手機短信的信息提示，對當今人們就安全性方面的考慮很全面，是一款值得推廣的系統。

隨著社會經濟、生活水平的發展，及電子芯片的高度集成化和生物識別技術的發展，智能化程度大大提高，人們對家居的安全性、舒適度的要求越來越高。原來的電子磁卡鎖，電子密碼鎖等電子門禁系統等已不能很好地滿足人們對安全、便捷、人性化的需求。而目前市場上大多數的門禁系統都采用有線的方式，有線通信具有安全、穩定性好、易于實現等優點：但同時有線通信方式安裝成本高、靈活性差、施工難度大、無法移動、變更余地小、維護費用高、覆蓋面積小、擴展困難等缺陷。隨著通信技術的發展，無線通信網絡進入了一個新的天地。采用無線的傳輸方式，能夠克服上述缺陷。因此開發一款靈活、便捷、成本低廉的智能門禁系統就顯得很有應用價值。本文以AT89S52為核心結合控制電路，采用無線傳輸的方式設計一款智能化的智能家居門禁系統。

1 智能家居門禁系統平臺的搭建

1.1 嵌入式Linux系統開發平臺的構建

系統采用博創科技公司推出的高端嵌入式教學科研平臺UP-TECHPXA270A作為主控制端，UP-TECHPXA270A基于Intel Xscale架構的嵌入式微處理器，最高主頻可達624 MHz，穩定運行在520 MHz，采用13x13 mm VFBGA封裝，加入Wireless MMX技術，主頻內部集成iwmmx指令，加速處理器對多媒體數據的處理速度。該平臺主要是面向計算機、軟件專業的高端平臺，可運行Linux 2.4.x和Linux 2.6.x內核，支持QT /E、miniGUI等嵌入式圖形界面，提供完整的驅動和應用程序，UP-TECHPXA270A開發板提供了豐富的gpio口，可以達到對智能門禁系統的模擬控制。同時采用便于軟件安裝升級的Linux系統，建立基本開發環境。

1.2 門禁系統中單片機的選擇

本系統選用ATMEL公司生產的AT89S52單片機，其CPU采用與MCS-51兼容的結構和指令系統。AT89S52是一款帶有8 kB可在線編程Flash存儲器的低功耗、高性能8位CMOS微控制器。它采用Atmel的高密非易失存儲制造技術并與工業標準的80C51指令集和引腳結構相兼容。AT89S52還提供以下標準功能：8 KB的Flash存儲器、256字節RAM、32根I/O引線、看門狗定時器、兩個數據指針、3個16位定時器/計數器、一個六向量兩級中斷結構、一個全雙工通訊端口、片內振蕩器和時鐘電路。上述這些功能可很好地滿足系統硬件部分的設計要求。

1.3 GSM模塊

采用西門子公司TC35i系列GSM模塊，TC35i模塊是一款支持中文短信息的工業級的新版GSM模塊，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8 V，休眠狀態電流消耗為3.5 mA，空閑狀態為25 mA，發射狀態為300 mA(平均)，峰值為2.5 A;可傳輸語音和數據信號，功耗在EGSM900(4類)和GSM1800(1類)分別為2 W和1 W，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。SIM電壓為3 V/1.8 V，TC35i通過AT命令可雙向傳輸指令和數據，可選波特率為300 b/s～115 kb/s，自動波特率為1.2～115 kb/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Shoa Message Selvice，短消息)，可通過AT命令或關斷信號實現重啟和故障恢復。

當門禁系統密碼不正確，或鍵盤連續輸入出錯超過上限時，門禁系統會發出信號送至控制器，同時通過GSM模塊進行數據傳輸，達到報警和預警的功能。

2 門禁系統設計

數字技術網絡技術飛速發展的今天門禁技術得到了迅猛的發展。門禁系統早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經逐漸發展成為一套完整的出入管理系統。

本門禁系統主要由單片機來控制，采用AT89S52系列芯片由單片機系統、矩陣鍵盤、報警電路、LED指示燈顯示、主控制端PXA270、GSM模塊、電源以及其他周邊設備組成。

2.1 門禁系統的總體設計

本系統(如圖1所示的總體設計圖)以單片機作為門禁終端，并配合顯示屏進行密碼輸入與修改。如果密碼錯誤，則會給主控模塊發送消息，彈出對話框，同時通過GSM模塊給主人發送短信，進行預警或報警。

2.2 門禁系統的平臺搭建

本系統開發在linux系統環境下，是在win7系統上安裝VMware7.0，分出大約20 G硬盤空間，512 M內存。Linux系統選用Fedora12;安裝VMware的時候注意選擇磁盤路徑，Fdora12選擇默認安裝。

Fedora12漢化說明：

系統語言配置文件/etc/sysconfig/i18n

系統用戶有自己的語言配置

如果想使每個系統用戶有各自不同的語言環境;可以在當前用戶目錄下建一個.i18n的文件;比如想讓fedora，這個用戶登錄中文桌面環境，只要在fedora這個用戶下建一個i18n的文件即可，內容如下：

LANG=“zh CN.UTF-8”

SYSFONT=“latarcvrheb-sun16”

SUPPORTED=“zh CN.UTF-8：zh CN：zh”

退出保存;然后運行重啟，第二次登錄桌面環境就能看到中文了。

2.3 門禁系統電路設計

系統能完成開鎖、修改密碼、當操作錯誤的次數大于系統設置的極限時，系統在報警的同時還會鎖定系統以加強密碼鎖的安全性，系統還具有結電和掉電保護等功能。門禁系統電路原理圖如圖2所示，其中各功能模塊的電路如圖3所示。

2.4 GSM模塊電路設計

該模塊采用TC35模塊，其有40個引腳，通過一個ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)連接器引出。如下圖4所示GSM模塊電路圖，這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。當輸入的門禁系統密碼不正確，或鍵盤連續輸入出錯超過上限時，門禁系統會發通過GSM模塊進行數據傳輸，達到報警和預警的功能。