基于nRF24L01的无线门禁控制系统的设计与实现
本文基于51单片机和无线数据收发芯片nRF24L01,设计了一种无线门禁控制系统,该系统成本低,方案简单,扩展性好.通过人脸识别上位机系统,能够实时检测和识别来访者身份.如果数据库中包含来访者信息,则步进电机打开门锁,LCD显示来访者信息;否则,步进电机不转动,报警器报警,LCD显示报警信息. 1、系统硬件设计 1.1、系统结构和功能 系统结构主要由PC端软件系统,发送端,无线数据传送模块和接收端组成,系统整体结构如图1.
PC端软件主要是检测和识别来访者身份信息,并将信息转换成数据帧形式,通过RS232串口传送给发送端.发送端完成数据帧的加密、无线模块初始化和数据帧的发送.接收端完成数据帧的接收、解密和数据帧的命令响应,并且控制门禁系统. 1.2、发送端和接收端硬件设计 发送端和接收端采用的控制芯片是89C52RC单片机,这是新一代高速,低功耗,超强干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟周期,采用11.0592MHz外部晶振起振,工作电压为3.8V~5.5V,DIP40封装,内部集成EEPROM,用户应用程序空间为8K,支持ISP下载程序. 除了上述主控芯片外,还要预留必要的功能模块驱动接口,主要包括:nRF24L01无线射频芯片接口,步进电机接口,LCD液晶接口和其他的外部扩展接口. nRF24L01无线射频芯片接口共有8个引脚,分别为GND,VCC,CE,CSN,SCK,MOSI,MISO和IRQ,其中GND为电源地,VCC为3.3V工作电压,IRQ为外部中断引脚,其余为芯片的控制引脚和数据引脚.采用USB供电,电压约为5V,所以需要将5V电压转换成3.3V电压.电源转换电路主要采用AMS1117-3.3芯片,它是一个正向低压降稳压器,具有1%的有效精度,电路设计如图2.
图2中AMS1117-3.3芯片VIN引脚接5V电压,VOUT输出3.3V电压.加入CJ3极性电容,用于去除稳压前后电路中的纹波. nRF24L01无线射频芯片的接口电路设计如图3.
图3中nRF24L01射频模块的CE,SCK,MISO,MOSI,CSN外接1K电阻与单片机P2口连接,IRQ外接1K电阻与单片机外部中断引脚连接,每发送或接收一帧数据后都会触发单片机外部中断. 步进电机接口为6引脚,其中VDD为5V电压,GND为电源地,其余为步进电机励磁引脚,分别与单片机P1口连接,由P1口提供励磁脉冲.
|