面向危险品仓储监控的门禁系统设计

面向危险品的仓储门禁系统不同于一般用于小区、大厦等的门禁系统, 主要表现在进出仓库的主要元素是仓库管理人员、货物和车辆, 并且货物和车辆的数量很大, 仓库所存放的货物由于对温度、湿度、电磁等环境的要求比较高, 所以一般门禁系统很难适用于面向危险品的仓库门禁系统。

设计采用自顶向下的设计方法, 将本系统的功能进行了合理的划分, 使其每一部分分别完成较小的任务, 形成积木式结构框架。积木式结构是大型应用系统常用的结构形式, 有利于功能的扩大和更换, 增加了系统的灵活性。

面向危险品总体设计框架如图1所示。设计分为两个部分, 一是对仓库人员及货物进出进行识别的基于RFID (Radio Frequency Identification, 无线射频识别) 的检测系统, 二是对车辆出入进行识别的车辆检测系统。其中, 车辆检测系统还将分为电子罗盘监测系统和车牌识别系统。

RFID即为本设计采用射频读写模块CC2420完成读写射频的功能。读出工作人员所持卡中的信息, 从而对进出仓库人员进行识别, 识别通过后门自动打开。

1) 车辆运行方向检测系统本设计采用ZCC212N-232型电子罗盘, 应用地磁场原理进行车辆方向检测。当电子罗盘监测到有车辆通过时, 摄像头采集车牌信息。

2) 车牌识别系统摄像头拍下车牌信息并通过串口发送到工控机, 工控机通过另一串口发送指令给图像处理单元, 车牌识别通过后门自动打开。

当车辆检测系统检测到车辆通过的时候, 摄像头拍下车牌信息并通过串口发送到工控机, 工控机通过另一串口发送指令给图像处理单元, 图像处理单元被触发并完成采集车牌号和数字识别的工作。系统算法流程如图2所示。

4.1 读卡器设计

根据门禁系统的需求分析, 从硬件的角度讲述具体设计实现的细节。硬件设计由三部分组成, 分别为基于RFID的仓储工作人员手持式非接触IC卡以及针对车辆的检测模块、电源模块等部分组成。

根据射频读写器的需求分析, 读卡器硬件设计由三部分组成, 分别为基于超低功耗MCU最小系统的核心控制模块、无线射频收发模块以及与PC机通信的转换模块、电源模块等部分组成。读写器硬件电路结构如图3所示。

4.2 车辆检测模块的设计

车辆检测模块硬件电路结构如图4所示。电子罗盘能够检测车辆行进方向, 并输出RS232信号, 电平转换模块把RS232电平转换为TTL电平输出给单片机, 经过单片机的处理在液晶显示器上显示车辆的行进方向和角度。

4.3 电子罗盘说明

本设计采用ZCC212N-232型电子罗盘进行车辆方向检测, ZCC212N-232是一款低成本平面电子罗盘模块。支持不同的电压, 5V或6V～12V, 功耗小 (<30mA) , 体积小 (22mm×22mm) 。RS232 (可接受其他通信接口的定做) 输出。提供ASCII输出格式, 波特率9600bps。有连续输出和询问输出两种方式, 有标定功能, 同时具有安装角和磁偏角补偿功能。还可以应用于手持式仪器仪表, 机器人导航、定位, 航行系统, 船用自动舵, 天线定位, 车载GPS导航, 航模定向。电子罗盘结构如图5所示。

4.4 程序流程 (见图6)

面向危险品的仓储的门禁系统将向更加智能化、安全化的方向发展, 对人员、货物和车辆的检测将更加精确。监控系统将向可视化、透明化的方向发展, 对货物的监控跟踪更加信息化。本设计可以为危险品仓库门禁系统提供较为经济、实用、高效的防范与控制的技术手段和平台, 可以提高门禁系统的安全性和可靠性, 并减少安全检查所需人力、物力。