本站原创摘 要： 对基于RS-485总线的指纹锁监控管理系统进行了研究,实现了与指纹锁相关的通信协议.介绍了主要功能模块,给出了显式调用动态链接库的方法,使用Victor串口VCL控件与指纹锁进行通信.主机软件采用C++ Builder 6开发,数据库采用InterBase 6.5.通过软硬件结合的模块化设计,使系统能以主从模式或对等模式进行节点间通信.实际应用结果表明,该系统运行稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值.
关 键 词 ： 指纹锁； C++ Builder； 串口通信； 监控
中图分类号：TP311.52 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）11-21-02
Design of monitoring and control system for fingerprint locks based on RS-485 bus
Song Zhi
（Department of Information, Suzhou Institute of Trade & Commerce, Suzhou, Jiangsu 215009, China）
Abstract： The monitoring and control system for fingerprint locks based on RS-485 bus is investigated. The munication protocol relevant to fingerprint locks is realized. The main function modules are introduced. The host software is developed by using C++ Builder 6 and the database by InterBase 6.5. Because of module design of hardware and software, the system can work at master-sle mode or peer-to-peer mode. The real application shows that this system runs stably and accurately. The technology and methods adopted in this system are practical and worthy to be promoted.
Key words： fingerprint lock； C++ Builder； serial munication； monitoring and control
0 引言
指纹锁是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具,它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结合体.指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成.指纹的惟一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种[1].随着人们生活水平的不断提高,人们对生活品质的追求也日益提高,越来越多的人过上了智能化的生活,只需手指轻触一下,便能开门.指纹锁安全、方便、实用,非常适合写字楼、办公室、物业、宾馆、酒店等集中统一管理.
1.系统总体结构
本指纹锁的核心为Analog Devices公司生产的嵌入式微处理器ADSP-BF533,指纹锁与主机通过RS-485总线相连,系统结构框图如图1所示,RS-485接口连接成半双工通信方式[2].由于PC机只带有RS232接口,故采用Moxa公司的TCC-80I作为RS-232/RS-485转换器.在单片机端通过MAX487芯片将485信号转换成单片机需要的串口信号,系统中可连接的下位机最多可扩展至128个[3].
2.指纹锁工作原理
指纹锁是基于RS-485总线的联网型指纹锁,采用锂电池供电,既可以独立工作,又可以联网使用.首次使用时,可以通过指纹锁或主机监控管理软件进行指纹登录.之后,当用户需要开门时,只需将手指平压在指纹采集窗口上,系统便自动完成指纹图像的采集和特征提取,与存储在Flash中的指纹特征进行1：N比对,若比对通过,则指纹锁控制电机转动开门,同时指纹锁记录下开门信息,如时间、指纹ID等,以便主机进行查询.
图1 系统结构框图
本文采用了软硬件结合的方法实现了载波监听多点接入/冲突检测[4-6],如果系统检测到不少于2个的指纹锁同时使用总线时,则令让出总线避障.指纹锁根据各自的优先级,在等待一段随机时延后,再重新.这样就能解决因为多主而带来的总线冲突问题,优先级较高的指纹锁可优先发送数据.
3.通信协议设计
PC机（上位机）与指纹锁（下位机）通信采用自定义的通信协议,波特率为9600bps,8位数据,1位停止位,无校验.协议的帧格式如表1所示.
表1 通信协议的帧格式
[[STX＼&SID＼&DID＼&FC＼&CMD/ACK＼&Len_L＼&Len_H＼&DATA＼&DES＼&CRC8＼&ETX＼&1B＼&1B＼&1B＼&1B＼&1B＼&1B＼&1B＼&不定＼&1B＼&1B＼&1B＼&]]
STX：帧首,固定为0XA0；
SID：源地址；
DID：目的地址,0XFF时,表示任意节点都需响应；
FC：帧计数位,重发帧标志；
CMD/ACK：命令/应答标志；
Len_L：数据长度低位；
Len_H：数据长度高位；
DATA：要传送的参数或数据.数据长度不定,若传输指纹特征数据时,最多可达512个字节；