一种能远程控制的变电站门禁系统

2018-01-31李厅简丽娜王禹然

中国科技纵横 2018年1期

李厅+简丽娜+王禹然

摘要：为确保电网安全运行和电力有序供应，满足经济社会发展用电需求，远程门禁系统由于其较高的安全性、较好的便捷性和性价比成为电力系统门禁的主流。本文针对变电站门禁的特点，设计了一套远程控制的变电站门禁系统，系统由门禁控制终端、手机APP两部分组成。工作人员通过手机APP发送控制指令，门禁控制终端采用GPRS/GSM通信方式接收并分析判断接收的数据包，进而控制继电器开关动作从而实现对门禁的控制，手机APP实时显示门禁的开关状态。

关键词：单片机；嵌入式；门禁系统

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0045-02

1 背景

门禁系统，又称为出入口控制系统，在科学技术发达的今天，已发展为一套现代化的、功能齐全的管理系统。它对出入门和通道的管理也早已超出了单纯的对门锁及钥匙的管理。

针对变电站等特殊场所出入中遇到的问题，基于当今快速发展的物联网技术，网络通信等方面多年的技术积累，设计了一套能远程控制的变电站门禁系统，提高了變电站出入的安全性及便捷性。

2 系统架构

系统由手机移动终端APP和门禁控制装置两部分组成。其中门禁控制装置主要模块为电源、MSP430F109单片机、SIM800C通信模块、外接报警模抉构成。

MSP430F109单片机作为核心控制整个系统，SIM800C模块实现与手机终端设备的信息交互。电机通过继电器控制时间。在软件设计时已经将用户信息和正反转所需时间设定好，初始化工作后，用户可向SIM800C目标SlM卡上发送短信息，通过单片机解析后，按照设定好的时间控制继电器工作。单片机通过串口向GSM模块发送AT指令向目标手机返回状态。MSP430F109作为控制器，通过串口与GSM通信。电源则由图1基于GSM系统结构框圈LM2941S将5V转换为4.2V为GSM和单片机模块供电。系统架构如图1所示。

3 功能实现

根据系统功能对整个系统进行总体设计，并进行模块划分，系统工作过程为：首先，手机用户发送开锁的指令，短信通过手机的信号基站发送给SLM800C模块，模块接收到短信指令以后将指令发送给作为主控芯片的MSP430 F109单片机，单片机通过指令控制继电器，使得继电器断电，从而关闭电磁锁，进而达到开门的功能。其次，本系统还具有短信报警的功能。当门在没有钥匙开锁也没短信开门指令情况下被强行打开的时候，单片机会接到带有反馈电磁锁所发的信息，通过SIM900A模块将门被强行打开的报警短信发送给用户的手机，这样用户就能第一时间的得知门被强行打开情况，采取相应的措施。

3.1 MSP430F109单片机

MSP430F109单片机是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，MSP430F109的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ，从而可以缓减系统在功耗和处理速度方面的矛盾。在整个系统中，MSP430F109单片机作为主控芯片，用到的功能有：

（1）串口通信功能主要负责采集SLM800C模块发送的数据：（2）I/O口的主要功能是用来控制继电器的开和断；（3）单片机的定时器功能主要作为单片机工作的时钟周期。

3.2 通讯模块

通信模块采用SIMCOM公司的SIM800C芯片，该模块具有体积小、性能稳定、自带天线扣、性价比高等特点，可以实现数据的实时低功耗传输。如图2所示。

3.3 移动终端APP

移动终端APP提供以下功能：

（1）在菜单界面点击“添加设备”按钮，进入添加流程，支持两种添加方式：1）扫描门禁监控终端二维码添加；2）录入门禁终端上出厂的UID码手动添加。

（2）点击APP界面上的控制按钮，自动向指定的门禁控制终端发送控制指令，支持“开”、“关”、“全开”、“全关”操作。

（3）APP提供控制终端密码设置功能，确保远程控制的安全性。

（4）通过门禁控制终端与网络时间同步，降低控制误差。

（5）后台APP基于安卓系统开发，安卓系统手机均能适用。

4 结语

该项目在原有变电站门禁基础之上，实现了能远程控制，实时监控变电站门禁出入状态的功能，提高变电站安全生产和运行管理的水平，丰富了变电站门禁监测手段，提高了变电站工作状态下操作的安全水平，减少因门禁误操作引起的事故，有力保障检修人员人设安全及国家公共财产安全，确保变电站系统正常稳定工作。