智能門禁的可編程高效節(jié)能電源的實現(xiàn)

? 入口門禁系統(tǒng)顧名思義就是對出入口通道進行管制的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機械門鎖僅僅是單純的機械裝置。電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對出入口通道的管理程度，使通道管理進入了電子時代，但隨著這兩種電子鎖的不斷應(yīng)用，它們本身的缺陷就逐漸暴露，磁卡鎖的問題是信息容易復(fù)制，卡片與讀卡機具之間磨損大，故障率高，安全系數(shù)低。密碼鎖的問題是密碼容易泄露，又無從查起，安全系數(shù)很低。同時這個時期的產(chǎn)品由于大多采用讀卡部分（密碼輸入）與控制部分合在一起安裝在門外，很容易被人在室外打開鎖。這個時期的門禁系統(tǒng)還停留在早期不成熟階段，因此當時的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應(yīng)用也不廣泛。

??? 本文提出一種利用主機參與電源供電管理，使智能門禁可自動進入休眠，具有高效節(jié)能的電源電路模型。模型的特點是"電源一主機" 一體化，使得系統(tǒng)用電可實現(xiàn)全方位軟件控制，實際使用時可獲得實質(zhì)性高效節(jié)能效果。模型的研究內(nèi)容包括由用戶鑰匙啟動供電機制、主機取代用戶鑰匙維持系統(tǒng)供電并由主機定時斷電方法、軟件控制F的系統(tǒng)分區(qū)供電機制等。實用表明用本模型供電的智能門禁符合人們?nèi)粘Ｊ褂瞄T禁用電要求，節(jié)能效果顯著，安全可靠。

　　1? 邏輯模型

??? 圖1所示是可使系統(tǒng)自動進入休眠狀態(tài)，可分時分區(qū)供電的智能門禁供電電源的邏輯模型圖。電源供電順序分為3級：

??? （I）為電網(wǎng)電壓變換級， 由雙路變壓器、主、輔電源整流、濾波等環(huán)節(jié)構(gòu)成；

??? （2）為主機、動力部件供電級，由鑰匙啟動供電電路、功率開關(guān)、程控電路及穩(wěn)壓電路等組成；

??? （3）分時分區(qū)供電級，由多路功率電子開關(guān)、穩(wěn)壓電路及控電路等組成。

　　1．1 鑰匙啟動供電機制

??? 開關(guān)電源模塊是現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的新一帶開關(guān)電源產(chǎn)品，主要應(yīng)用于民用、工業(yè)和軍用等眾多領(lǐng)域，包括交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級容易等特點，模塊電源的應(yīng)用越來越廣泛。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)的大量使用，模塊電源功率密度越來越大，轉(zhuǎn)換效率越來越高，應(yīng)用也越來越簡單。產(chǎn)業(yè)投資不斷增加，市場需求逐步攀升。

??? 這里的"鑰匙"是廣義的，可以是任何一種能用于智能門禁開鎖的特征信息載體。鑰匙啟動供電電路由輔助電源供電，因作用時問短質(zhì)量要求不高，直接取自輔助電源的濾波輸出。當鑰匙作用于鑰匙啟動供電電路時，其輸出經(jīng)二極管D1使大功率電子開關(guān)導(dǎo)通，主電源濾波輸出，經(jīng)主機電源穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后向主機供電。圖I電源邏輯筷塑

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圖I電源邏輯筷塑

　　1．2 供電控制向量

　　由圖I可知，鑰匙啟動供電之后，整個系統(tǒng)的供電都是在供電控制向量(記著POWERCON)的控制下進行的。供電控制向量占用主機1個字節(jié)寬度的端口。POWERCON—D7控制二極管D2的陽極電壓；POWERCON·D6控制動力電源電子開關(guān)；其它6位用于分時分區(qū)供電控制。

1．3 主機供電自控機制

　　當鑰匙開啟主機電源，主機執(zhí)行的第一條指令就是通過電源口址給D2的陽極加上正電壓，進而取代鑰匙的供電控制作用，即在鑰匙離開電源開啟位置或無法使D1陽極維持高電平時，主機電源的控制信號由電源端口提供。當用戶超過一定的時間不操作系統(tǒng)時，系統(tǒng)應(yīng)自動進入休眠狀態(tài)。為實現(xiàn)這一功能，主機必須設(shè)置一個定時中斷源。定時It~lhl在機接管電源控制后的初始過程中設(shè)置。用戶不操作系統(tǒng)是指用戶不用鑰匙或不通過鍵盤操縱系統(tǒng)兩種情況。設(shè)主機連續(xù)亡作時問為T，KK為在T中系統(tǒng)是否被用戶操作標志，即KK=1表示在T內(nèi)用戶操作r系統(tǒng)，否~l1]KK=0。KK在系統(tǒng)的鍵盤掃描子程序中賦值。以RT為定時計數(shù)器，實現(xiàn)主機自斷電算法如下：

　　1．4 分時分區(qū)供電機制

　　一些外部電路、部件、設(shè)備等不一定要和主機同步用電，也不需要維持和主機一樣的用電時間，例如以圖像識別信息為鑰匙的系 ，圖像的采樣功耗較大，但一般只是在采樣時刻出現(xiàn)，沒必要讓其和主機一樣地供電，應(yīng)采用何時啟用何時供電的方法控制使用電源；同樣，在主機電路板上，也可以按電路功能分塊供電，例如將一些不常用的接VI集成為一個電路模塊，需要時由主機先通過操作電源端口給其供電，然后再進行相應(yīng)的端口操作。POWERCON低6位用于實現(xiàn)分時分區(qū)供電功能。每一位對應(yīng)一個功率電子開關(guān)，6NI"共用一個穩(wěn)壓源，實用時應(yīng)注意6路功率總和是否在穩(wěn)壓源的負荷之內(nèi)。在負荷不成問題的情況下，主機可通過程改變POWERCON低6位取值實現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)部分的分時分區(qū)供電。器件的壽命與其用電時間有關(guān)，通過分時分區(qū)供電可以減少部分器件的用電時間，因而有助于延長設(shè)備的壽命。