智能门禁系统的功能、原理与设计
Function, Principle and Design of Intelligent Access Control System
Du Yongfeng, Cunjin College, Guangdong Ocean University
摘要：近年来门禁系统的设计和应用受到广泛重视，传统的门禁系统设计方式和应用措施已经不能满足当前的时代发展需求，应结合单片机的应用特点，正确将其使用在智能门禁系统的设计工作中，改善当前的智能门禁系统的设计现状，全面提升相关的设计效果和水平，以此满足当前的智能化门禁系统应用要求，将单片机的积极作用充分发挥，为其后续的使用夯实基础。
关键词：单片机；智能门禁系统；设计措施
Absrtact: In recent years, the design and application of access control system have been paid more and more attention. The traditional design methods and application measures of access control system can not meet the current development needs of the times. It should be used correctly in the design of intelligent access control system in combination with the application characteristics of single-chip computer, so as to improve the design status of the current intelligent access control system, and comprehensively enhance the relevant design effect and efficiency. Level, in order to meet the current application requirements of intelligent access control system, give full play to the positive role of single-chip computer, and lay a solid foundation for its subsequent use.
Key words: single chip computer; intelligent access control system; design measures
智能门禁系统中应合理使用相关的单片机技术，改善目前的工作现状，有效提升智能门禁系统的设计效果和水平，打破传统工作的局限性，优化各方面工作模式，保证可以满足当前的智能门禁系统的设计需求，达到预期的工作目的。
一、基于单片机的智能门禁系统概述
（一）系统分析
智能门禁系统一般情况下能够有效预防出现危险入侵的现象，是安全防范的重要设备，此类系统的响应速度很快，能够在0.2秒钟之内弹起，并且进入到工作状态，阻挡恶意入侵的车辆。在相关系统设计的工作中，主要使用翻转板类型的阻挡结构当做是拦截系统，在阻挡板升起的时候，系统能够起到一定的阻挡作用，在阻挡板落下的时候，车辆能够实现无障碍通过目的。此类系统中的液压缸，具有提供动力的良好作用，将相关的翻转拦截高度控制在38厘米到50厘米之间，在拦截的过程中，可以先进行橡胶轮胎的破坏，然后实现车体的阻挡目的。在设计工作中，应积极采用国内外先进技术，将相关的系统，分成机械拦截结构、液压系统结构、蓄能结构、红外线监测结构、电器控制结构等等，使用单片机合理的对其进行控制，具有一定的智能化特征与自动化特点，有助于提升技术水平。
（二）系统的功能分析
①具有安全性的功能，能够预防30吨规格的车辆以每小时150千米的速度通过。②相关的液控系统主要使用特殊设计的快速动作技术完成，能够确保系统于0.2秒钟之内，实现整体的控制目的，其响应速度很快。③系统有很多种控制方式共同存在，有助于为操作人员提供便利，与此同时还能全面提升控制的可靠性。系统之内含有手动控制设备、线控设备、遥控设备，可以按照不同的控制需求，选用出不同的控制措施。④冗余设计的可靠性很高。考虑此类设备对可靠性的要求很高，且冗余设计的效果良好，分别可以进行液压、电气控制与备用电源等相关设备的冗余设计，有助于全面增强系统的可靠性与安全性。而且系统有着一定的停电保护性能，在停电故障与电路故障的时候，二十四小时之内就能确保实现系统运作功能。⑤系统的设计具有一定兼容性特点。多种接口相互衔接，可以和红绿灯的通行提示设备相互联合控制。⑥具有集成化的特点。该系统在设计的过程中，已经将机械设备、液压设备、电气控制设备等有机整合，以此降低相关的液压管路还有电气控制线之间的连接率，减少机械设备的线路暴露点，并全面增强机械设备的安全性[1]。⑦相关的液压蓄能器设备属于系统的主要工作能源，一次充液能够使得线路故障系统动作十次左右，监控系统的自动化监测水平有所提升，可以针对蓄能器设备进行自动化的监测处理，并形成最低压力，以此更好地进行蓄能器设备的自动充液处理。在一定程度上可以确保系统出现故障之后，电力切断情况下，做出十次的动作，保证系统的安全性和可靠性。⑧有智能化的故障监督控制功能，还具有自动化诊断的良好性能。相关的液压与电器控制等系统，可以实现故障的三级报警目的，并且自动化判断故障问题的发生地点，明确故障的严重程度。⑨使用编码技术进行处理，能够在出现紧急突发事故的时候，实现自保的目的。在出现紧急事故之后，使用此类功能，遥控系统还有线控系统处于失效的状态，即使相关的控制设备在非工作人员的手里，也无法针对系统进行操作，有效的提升了设备的运作安全性[2]。
二、单片机的智能门禁系统设计原理分析
相关的单片机智能门禁系统在设计的过程中，其具有专用的模型，最为重要的就是红外线遥控系统，然后是单片机控制结构、手控结构与遥控结构、液压结构，最后是机械拦截结构。此类设计元素中最为核心的部分就是单片机控制系统，合理地采用此类系统有助于提升智能门禁的设计效果，改善运作功能，满足当前的系统运行要求。该系统主要使用的是翻转板类型的阻挡模式，在阻挡板上升之后，系统可以起到良好的阻挡作用，而在阻挡板下落以后，车辆可以在其中没有障碍的通过[3]。其中，挡板结构的驱动力来源于液压系统，而液压系统则是由相关的电液比例控制阀实现控制，最为核心的部分就是单片机系统，其为电液比例控制阀发出相关的指令信号，在红外线控制系统的信号供应之下完成动作。且该系统在实际运行的过程中，将相关的蓄能器存储能量，当做是整体的驱动能源，可以针对蓄能器运行压力进行监测，针对冲压泵开启与关闭进行自动化的控制，确保蓄能器设备的压力符合要求，在没有电源的状态之下正常运作，可靠性非常高。其中的液压控制系统，主要使用特殊设计的快速动作回路，能够使得阻挡板设备于油缸的作用之下，0.2秒钟之内弹起，并开始正常运作。整体的智能化结构主要是红外线系统进行监控，根据用户的需求，正确针对阻挡距离还有报警距离进行设置，可以实现手动控制与遥控的两种模式，可有效解决目前存在的问题[4]。
三、基于单片机的智能门禁系统设计建议
（一）机械系统的合理设计
一般情况下，机械系统属于产品在拦截方面的主要系统，使用的是翻转板式阻挡模式。在系统设计工作中主要分成地上部分与地下部分，地下区域则是框架焊合件，主要利用整体类型和分体类型的结构形式，需要结合具体的长度特点与运输状况等设定，但是，均需要采用焊合工艺进行精确的加工处理。在此过程中，不仅可以确保设计工作水平，还能够利用水平调整块的形式进行处理。一般情况下，车辆应该在平台中运行，因此，会出现抗冲击性的现象；而地上区域的部分，则是由刺刀合件还有前后垫部分组合形成，在设计的过程中，需要确保组装以后的同轴度还有动作保持在统一的状态，形成良好的工作模式[5]。
（二）液压系统的合理设计
一般情况下，液压系统中最为重要的组成部分就是蓄能器设备、电液比例控制阀设备、液压缸设备等等。其中的电液比例控制设备接入控制信号，然后将阀门打开，而蓄能器设备中的能量可以传递给液压缸设备，将液压缸设备举升以后，进行机械的拦截处理，且电液比例控制阀设备主要利用电信号进行相关液压阀门设备的控制处理，以此更好地进行液压系统的控制还有调节，以此确保其压力的稳定性符合要求，且动作的可靠性达到标准。如图1所示，应结合具体的情况合理采用单片机技术进行设计，有效增强各方面的工作效果，促使智能门禁系统的合理设计，满足当前的工作标准[6]。
图1.单片机在智能门禁系统设计中的应用
（三）蓄能系统的合理设计
通常情况下，蓄能系统主要就是液压设备中的压力能存储装置，此类系统在实际应用的过程中，主要作用在间歇需要大流量的系统，能够形成节约能量的作用，可以达到降低投资量的良好目的。与此同时，此类系统在实际运行期间，还能够形成吸收压力脉动的作用，并且可以降低液压冲击带来的影响。在此次设计中，蓄能器设备，主要使用隔离类型的蓄能器，外科的两端区域是球形圆柱体结构，气囊的出口中有充气阀部分，且外科的下部区域有液压阀设备，可受到弹簧力的作用，在常规运行的状态之下，压力油液会经过相关的液压阀设备进出，在此类蓄能器设备的支持下，气体还有液体之间会相互隔离，蓄能器设备中的能量来源于液压泵设备，并且相关的设备重量很轻，不会由较高的惯性，反应起来十分灵敏[7]。
（四）电控系统的合理设计
电控系统一般可以使用红外线监控系统、遥控器设备等进行处理，利用A/D转换器设备可以将相关的模拟信号，转化成为数字信号，将其输入到单片机的设备之内，可以实现数据的合理处理目的。将D/A转换器设计在系统之内，可以形成数据的合理转换目的，将数字信号转变成为电信号之后，会将电信号输入到电液比例控制阀的相关设备内，然后由电液比例控制阀设备，合理的进行液压系统还有相关机械系统的改革完善，优化相关结构，保证可以满足当前的实际工作要求[8]。
结语：
近年来在智能门禁系统设计的过程中，受到诸多因素的影响还存在很多问题，不能确保系统的合理设计。鉴于此，在未来的工作中应正确采用单片机技术，编制完善的智能门禁系统设计方案，采用科学有效的措施完成相关设计任务，将单片机技术的积极作用和优势充分发挥出来，以此提升相关的系统设计效果。
参考文献：
[1]沈炎松.基于STC12单片机的智能门禁安防系统设计[J].漳州职业技术学院学报,2017,19(3)145-289.
[2]肖杨.单片机和RFID技术的智能门禁系统设计分析[J].科学与信息化,2018,34(15):65-68.
[3]张颖.基于STC单片机和蓝牙通信模块的智能门禁系统:CN201910474013.5[P].2019-08-02.
课题信息：课题名称：基于单片机的智能门禁系统设计；课题负责人：杜永峰；课题来源：2018年院级大创项目；课题编号：CJDC2018025。
