Dưới đây là sơ đồ khối tổng quát của hệ thống:
Hình 4.2 Sơ đồ khối hệ thống
RFID Reader (đầu đọc thẻ) là một thành phần quan trọng trong hệ thống. Reader được lắp vào trong khóa cửa phòng. Khi một thẻ (là chìa khóa để mở phòng) được đưa tới gần khóa, Reader sẽ đọc mã có trong thẻ, nếu mã thẻ đúng với mã mở phòng của Reader đó thì khóa sẽ được mở và cung cấp điện cho các thiết bị điện trong phòng theo yêu cầu của khách hàng, nếu không đúng thì sẽ không mở khóa.
Các khóa hoạt động độc lập và thông tin về mã thẻ mở cửa được gửi từ PC xuống đồng thời thông tin trạng thái sử dụng phòng cần được gửi lên do đó cần có một mạng liên kết các khóa với máy tính. Khóa sử dụng phần cứng là vi điều khiển nên giao tiếp truyền thông phù hợp là RS232. Với giao tiếp này khoảng cách truyền không được xa tính chống nhiễu không cao, chỉ hỗ trợ 2 kết nối. Trong khi đó số lượng khóa sử dụng cũng như vị trí của chúng trong mạng ứng với các phòng của khách sạn đòi hỏi số lượng lớn và khoảng cách xa, như vậy cần chuyển giao tiếp USART thành giao tiếp RS485. Với giao tiếp RS485 đáp ứng số lượng thiết bị lên tới 64 đồng thời khoảng cách truyền lên tới 1200m và tính chống nhiễu cao nhờ phương thức truyền vi sai.
Việc thay đổi thông tin mã mở cửa của khóa là không thường xuyên nhưng thông tin sử dụng phòng thay đổi ngẫu nhiên và cần được cập nhật liên tục. Để tiết kiệm tài
119
nguyên cho máy tính và đảm bảo mạng RS485 vẫn hoạt động khi máy tính xảy ra sự cố cần có một bộ điều khiển mạng RS485.
Sơ đồ khối mạng RS485:
Hình 4.3 Sơ đồ khối của mạng RS485 4.2.1.2 Các khối chức năng của mạng RS485
4.2.1.2.1 Bộ điều khiển mạng RS485:
PE0/RXD0/PDI 2 PE1/TXD0/PDO 3 PE2/XCK0/AIN0 4 PE3/OC3A/AIN1 5 PE4/OC3B/INT4 6 PE5/OC3C/INT5 7 PE6/T3/INT6 8 PE7/ICP3/INT7 9 PB0/SS
10 PB1/SCK 11
PB2/MOSI 12
PB3/MISO 13
PB4/OC0 14
PB5/OC1A 15
PB6/OC1B 16
PB7/OC2/OC1C 17
PG3/TOSC2 18 PG4/TOSC1 19 RESET
20
XTAL2 23 XTAL1 24
PD0/SCL/INT0 25 PD1/SDA/INT1 26 PD2/RXD1/INT2 27 PD3/TXD1/INT3 28 PD4/ICP1 29 PD5/XCK1 30 PD6/T1 31 PD7/T2 32
PG0/WR 33 PG1/RD 34 PC0/A8
35 PC1/A9 36
PC2/A10 37
PC3/A11 38
PC4/A12 39
PC5/A13 40
PC6/A14 41
PC7/A15
42 PG2/ALE 43
PA7/AD7 44 PA6/AD6 45 PA5/AD5 46 PA4/AD4 47 PA3/AD3 48 PA2/AD2 49 PA1/AD1 50 PA0/AD0 51
PF7/ADC7/TDI 54 PF6/ADC6/TDO 55 PF5/ADC5/TMSPF4/ADC4/TCKPF3/ADC3PF2/ADC2PF1/ADC1PF0/ADC0 565758596061
62 AREF
64 AVCC PEN 1
U1
ATMEGA128
11 T1IN R1OUT 12 10 T2IN
R2OUT 9
T1OUT 14 R1IN 13 T2OUT 7
R2IN 8
C2+
4
C2-
5 C1+
1
C1- 3
VS+ 2 VS- 6
U2
MAX232
ERROR 3 TXD 2 RXD
8 CTS 7 RTS 6 DSR
4 DTR 1 DCD
9 RI
P1
COMPIM
C1
10u
C2
10u
C3
10u VCC
C4
10u
1 2 3
J1
25630301RP2 VCC
1 2 3
4 5
6 7 8
A B RXD
TXD
SN75176 X1
12MHZ
C5
33p
C6
33p Reset
120
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lýbộ điều khiển mạng
Là điểm trung gian để truyền thông giữa máy tính và các khóa, có vai trò là thiết bị master trong mạng RS485 còn các khóa là thiết bị slave. RS485 truyền bán song công nên mỗi thời điểm chỉ có thể truyền hoặc nhận dữ liệu nên chỉ có thiết bị mater làm chủ đường truyền mà ở đây là bộ điều khiển mạng. Thiết kế thiết bị này ta lựa chọn một vi điều khiển có 2 bộ giao tiếp RS232, ở đây ta chọn vi điều khiển Atmega128.
• Khối điều khiển: xử lý truyền nhận thông tin với 2 khối USART - RS232 và USART-RS485 bằng vi điều khiển ATMEGA128.
• Khối RS232-RS485: Chuyển đổi tín hiệu giao tiếp theo chuẩn RS232 sang chuẩn tín hiệu RS485 qua chip SN75176.
4.2.1.2.2 Khoá
Gồm có đầu đọc thẻ (đã được thiết kế ở chương 3)bộ điều khiển các thiết bị điện và bộ hiển thị.
4.2.1.2.3 Khối nguồn
Khối nguồn tạo nguồn 12V và 5V ổn định cung cấp cho toàn bộ đầu đọc thẻ.
1
2 1 VI VO 3
GND2
7812
C1
104
C2
100u
C3
10u
C4
104
1 VI VO 3
GND2
7805
C5
10u
C6
104 1 2 3 12V 5V GND
DC16
Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn của khóa
4.2.1.2.4 Khối điều khiển và hiển thị
Khối này gồm có led, và còi xuất các tín hiệu báo trạng thái hoạt động của khoá, rơ le dùng để điều khiển cấp nguồn cho các thiết bị điện.
121
R3 Q5
1k
R5
470
D1
LED +5V
R6 Q6
1k
R7
470
D2
LED +5V
R8 Q7
1k
R9
15 +5V
SPEAKER 1
2 3 4
PC0 PC1 PC2
GND Q1
RL1
R1 1k
+12V
Q2
RL2
R2 1k
+12V
Q3
RL3
1k +12V
Q4
RL4
R4 1k
+12V
~220V
1 2 3 4 5 PD0 PD1 PD2 PD3
Out put 1
Out put 2
Out put 3
Out put 4
Hình 4. 6 Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị và mạch công suất của khóa