一種能遠程控制的變電站門禁系統

李廳+簡麗娜+王禹然

摘 要：為確保電網安全運行和電力有序供應，滿足經濟社會發展用電需求，遠程門禁系統由于其較高的安全性、較好的便捷性和性價比成為電力系統門禁的主流。本文針對變電站門禁的特點，設計了一套遠程控制的變電站門禁系統，系統由門禁控制終端、手機APP兩部分組成。工作人員通過手機APP發送控制指令，門禁控制終端采用GPRS/GSM通信方式接收并分析判斷接收的數據包，進而控制繼電器開關動作從而實現對門禁的控制，手機APP實時顯示門禁的開關狀態。

關鍵詞：單片機；嵌入式；門禁系統

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0045-02

1 背景

門禁系統，又稱為出入口控制系統，在科學技術發達的今天，已發展為一套現代化的、功能齊全的管理系統。它對出入門和通道的管理也早已超出了單純的對門鎖及鑰匙的管理。

針對變電站等特殊場所出入中遇到的問題，基于當今快速發展的物聯網技術，網絡通信等方面多年的技術積累，設計了一套能遠程控制的變電站門禁系統，提高了變電站出入的安全性及便捷性。

2 系統架構

系統由手機移動終端APP和門禁控制裝置兩部分組成。其中門禁控制裝置主要模塊為電源、MSP430F109單片機、SIM800C通信模塊、外接報警模抉構成。

MSP430F109單片機作為核心控制整個系統，SIM800C模塊實現與手機終端設備的信息交互。電機通過繼電器控制時間。在軟件設計時已經將用戶信息和正反轉所需時間設定好，初始化工作后，用戶可向SIM800C目標SlM卡上發送短信息，通過單片機解析后，按照設定好的時間控制繼電器工作。單片機通過串口向GSM模塊發送AT指令向目標手機返回狀態。MSP430F109作為控制器，通過串口與GSM通信。電源則由圖1基于GSM系統結構框圈LM2941S將5V轉換為4.2V為GSM和單片機模塊供電。系統架構如圖1所示。

3 功能實現

根據系統功能對整個系統進行總體設計，并進行模塊劃分，系統工作過程為：首先，手機用戶發送開鎖的指令，短信通過手機的信號基站發送給SLM800C模塊，模塊接收到短信指令以后將指令發送給作為主控芯片的MSP430 F109單片機，單片機通過指令控制繼電器，使得繼電器斷電，從而關閉電磁鎖，進而達到開門的功能。其次，本系統還具有短信報警的功能。當門在沒有鑰匙開鎖也沒短信開門指令情況下被強行打開的時候，單片機會接到帶有反饋電磁鎖所發的信息，通過SIM900A模塊將門被強行打開的報警短信發送給用戶的手機，這樣用戶就能第一時間的得知門被強行打開情況，采取相應的措施。

3.1 MSP430F109單片機

MSP430F109單片機是基于增強的AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執行時間，MSP430F109的數據吞吐率高達1MIPS/MHZ，從而可以緩減系統在功耗和處理速度方面的矛盾。在整個系統中，MSP430F109單片機作為主控芯片，用到的功能有：

（1）串口通信功能主要負責采集SLM800C模塊發送的數據：（2）I/O口的主要功能是用來控制繼電器的開和斷；（3）單片機的定時器功能主要作為單片機工作的時鐘周期。

3.2 通訊模塊

通信模塊采用SIMCOM公司的SIM800C芯片，該模塊具有體積小、性能穩定、自帶天線扣、性價比高等特點，可以實現數據的實時低功耗傳輸。如圖2所示。

3.3 移動終端APP

移動終端APP提供以下功能：

（1）在菜單界面點擊“添加設備”按鈕，進入添加流程，支持兩種添加方式：1）掃描門禁監控終端二維碼添加；2）錄入門禁終端上出廠的UID碼手動添加。

（2）點擊APP界面上的控制按鈕，自動向指定的門禁控制終端發送控制指令，支持“開”、“關”、“全開”、“全關”操作。

（3）APP提供控制終端密碼設置功能，確保遠程控制的安全性。

（4）通過門禁控制終端與網絡時間同步，降低控制誤差。

（5）后臺APP基于安卓系統開發，安卓系統手機均能適用。

4 結語

該項目在原有變電站門禁基礎之上，實現了能遠程控制，實時監控變電站門禁出入狀態的功能，提高變電站安全生產和運行管理的水平，豐富了變電站門禁監測手段，提高了變電站工作狀態下操作的安全水平，減少因門禁誤操作引起的事故，有力保障檢修人員人設安全及國家公共財產安全，確保變電站系統正常穩定工作。

參考文獻

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