一種智能門禁的可編程高效節能電源的實現

　　入口門禁系統顧名思義就是對出入口通道進行管制的系統，它是在傳統的門鎖基礎上發展而來的。傳統的機械門鎖僅僅是單純的機械裝置，無論結構設計多么合理，材料多么堅固，人們總能用通過各種手段把它打開。在出入人很多的通道（象辦公室，酒店客房）鑰匙的管理很麻煩，鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換。

　　為了解決這些問題，就出現了電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現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制，卡片與讀卡機具之間磨損大，故障率高，安全系數低。密碼鎖的問題是密碼容易泄露，又無從查起，安全系數很低。同時這個時期的產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還停留在早期不成熟階段，因此當時的合肥門禁系統通常被人稱為電子鎖，應用也不廣泛。

　　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，使得系統用電可實現全方位軟件控制，實際使用時可獲得實質性高效節能效果。模型的研究內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供電并由主機定時斷電方法、軟件控制F的系統分區供電機制等。實用表明用本模型供電的智能門禁符合人們日常使用門禁用電要求，節能效果顯著，安全可靠。

　　1 邏輯模型

　　圖1所示是可使系統自動進入休眠狀態，可分時分區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：

　?。↖）為電網電壓變換級， 由雙路變壓器、主、輔電源整流、濾波等環節構成；

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

　　（3）分時分區供電級，由多路功率電子開關、穩壓電路及控電路等組成。

　　1.1 鑰匙啟動供電機制

　　開關電源模塊是現代電子技術發展的新一帶開關電源產品，主要應用于民用、工業和軍用等眾多領域，包括交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。由于采用模塊組建電源系統具有設計周期短、可靠性高、系統升級容易等特點，模塊電源的應用越來越廣泛。尤其近幾年由于數據業務的飛速發展和分布式供電系統的不斷推廣，模塊電源的增幅已經超出了一次電源。隨著半導體工藝、封裝技術和高頻軟開關的大量使用，模塊電源功率密度越來越大，轉換效率越來越高，應用也越來越簡單。產業投資不斷增加，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，其輸出經二極管D1使大功率電子開關導通，主電源濾波輸出，經主機電源穩壓電路穩壓后向主機供電。

　　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；其它6位用于分時分區供電控制。

　　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時，系統應自動進入休眠狀態。為實現這一功能，主機必須設置一個定時中斷源。定時It~lhl在機接管電源控制后的初始過程中設置。用戶不操作系統是指用戶不用鑰匙或不通過鍵盤操縱系統兩種情況。設主機連續亡作時問為T，KK為在T中系統是否被用戶操作標志，即KK=1表示在T內用戶操作r系統，否~l1]KK=0。KK在系統的鍵盤掃描子程序中賦值。以RT為定時計數器，實現主機自斷電算法如下：

　　1.4 分時分區供電機制

　　一些外部電路、部件、設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，沒必要讓其和主機一樣地供電，應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，然后再進行相應的端口操作。POWERCON低6位用于實現分時分區供電功能。每一位對應一個功率電子開關，6NI“共用一個穩壓源，實用時應注意6路功率總和是否在穩壓源的負荷之內。在負荷不成問題的情況下，主機可通過程改變POWERCON低6位取值實現系統相關部分的分時分區供電。器件的壽命與其用電時間有關，通過分時分區供電可以減少部分器件的用電時間，因而有助于延長設備的壽命。