在出入人很多的通道(象辦公室，酒店客房)鑰yao匙chi的de管guan理li很hen麻ma煩fan，鑰yao匙chi丟diu失shi或huo人ren員yuan更geng換huan都dou要yao把ba鎖suo和he鑰yao匙chi一yi起qi更geng換huan。為wei了le解jie決jue這zhe些xie問wen題ti，就jiu出chu現xian了le電dian子zi磁ci卡ka鎖suo
，電dian子zi密mi碼ma鎖suo，這zhe兩liang種zhong鎖suo的de出chu現xian從cong一yi定ding程cheng度du上shang提ti高gao了le人ren們men對dui出chu入ru口kou通tong道dao的de管guan理li程cheng度du
，使shi通tong道dao管guan理li進jin入ru了le電dian子zi時shi代dai
，但dan隨sui著zhe這zhe兩liang種zhong電dian子zi鎖suo的de不bu斷duan應ying用yong
，它ta們men本ben身shen的de缺que陷xian就jiu逐zhu漸jian暴bao露lu，磁ci卡ka鎖suo的de問wen題ti是shi信xin息xi容rong易yi複fu製zhi，卡ka片pian與yu讀du卡ka機ji具ju之zhi間jian磨mo損sun大da，故gu障zhang率lv高gao，安an全quan係xi數shu低di。密mi碼ma鎖suo的de問wen題ti是shi密mi碼ma容rong易yi泄xie露lu
，又you無wu從cong查zha起qi，安an全quan係xi數shu很hen低di。同tong時shi這zhe個ge時shi期qi的de產chan品pin由you於yu大da多duo采cai用yong讀du卡ka部bu分fen(密碼輸入)與yu控kong製zhi部bu分fen合he在zai一yi起qi安an裝zhuang在zai門men外wai，很hen容rong易yi被bei人ren在zai室shi外wai打da開kai鎖suo。這zhe個ge時shi期qi的de門men禁jin係xi統tong還hai停ting留liu在zai早zao期qi不bu成cheng熟shu階jie段duan
，因yin此ci當dang時shi的de門men禁jin係xi統tong通tong常chang被bei人ren稱cheng為wei電dian子zi鎖suo
，應ying用yong也ye不bu廣guang泛fan。

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，使得係統用電可實現全方位軟件控製

，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製
、主機取代用戶鑰匙維持係統供電並由主機定時斷電方法、軟件控製F的係統分區供電機製等。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所示是可使係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：

(I)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;

(2)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。

圖1:電源邏輯模型

1.1 鑰匙啟動供電機製

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，主要應用於民用、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。由於采用模塊組建電源係統具有設計周期短、可靠性高、係(xi)統(tong)升(sheng)級(ji)容(rong)易(yi)等(deng)特(te)點(dian)，模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)。尤(you)其(qi)近(jin)幾(ji)年(nian)由(you)於(yu)數(shu)據(ju)業(ye)務(wu)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)和(he)分(fen)布(bu)式(shi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)不(bu)斷(duan)推(tui)廣(guang)，模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)的(de)增(zeng)幅(fu)已(yi)經(jing)超(chao)出(chu)了(le)一(yi)次(ci)電(dian)源(yuan)。隨(sui)著(zhe)半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)藝(yi)、封feng裝zhuang技ji術shu和he高gao頻pin軟ruan開kai關guan的de大da量liang使shi用yong，模mo塊kuai電dian源yuan功gong率lv密mi度du越yue來lai越yue大da，轉zhuan換huan效xiao率lv越yue來lai越yue高gao，應ying用yong也ye越yue來lai越yue簡jian單dan。產chan業ye投tou資zi不bu斷duan增zeng加jia，市shi場chang需xu求qiu逐zhu步bu攀pan升sheng。

這裏的"鑰匙"是(shi)廣(guang)義(yi)的(de)，可(ke)以(yi)是(shi)任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)能(neng)用(yong)於(yu)智(zhi)能(neng)門(men)禁(jin)開(kai)鎖(suo)的(de)特(te)征(zheng)信(xin)息(xi)載(zai)體(ti)。鑰(yao)匙(chi)啟(qi)動(dong)供(gong)電(dian)電(dian)路(lu)由(you)輔(fu)助(zhu)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)，因(yin)作(zuo)用(yong)時(shi)問(wen)短(duan)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)
，直(zhi)接(jie)取(qu)自(zi)輔(fu)助(zhu)電(dian)源(yuan)的(de)濾(lv)波(bo)輸(shu)出(chu)。當(dang)鑰(yao)匙(chi)作(zuo)用(yong)於(yu)鑰(yao)匙(chi)啟(qi)動(dong)供(gong)電(dian)電(dian)路(lu)時(shi)，其(qi)輸(shu)出(chu)經(jing)二(er)極(ji)管(guan)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後向主機供電。圖I電源邏輯筷塑。

1.2 供電控製向量

由圖I可知，鑰匙啟動供電之後，整個係統的供電都是在供電控製向量(記著PowerCON)的控製下進行的。供電控製向量占用主機1個字節寬度的端口。POWERCON—D7控製二極管D2的陽極電壓;POWERCON?D6控製動力電源電子開關;其它6位用於分時分區供電控製。

1.3 主機供電自控機製

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製作用，即在鑰匙離開電源開啟位置或無法使D1yangjiweichigaodianpingshi，zhujidianyuandekongzhixinhaoyoudianyuanduankoutigong。dangyonghuchaoguoyidingdeshijianbucaozuoxitongshi，xitongyingzidongjinruxiumianzhuangtai。weishixianzheyigongneng，zhujibixushezhiyigedingshizhongduanyuan。dingshiIt~lhl在機接管電源控製後的初始過程中設置。用戶不操作係統是指用戶不用鑰匙或不通過鍵盤操縱係統兩種情況。設主機連續亡作時問為T
，KK為在T中係統是否被用戶操作標誌，即KK=1表示在T內用戶操作r係統

，否~l1]KK=0。KK在係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 分時分區供電機製

一些外部電路、部件、設she備bei等deng不bu一yi定ding要yao和he主zhu機ji同tong步bu用yong電dian，也ye不bu需xu要yao維wei持chi和he主zhu機ji一yi樣yang的de用yong電dian時shi間jian，例li如ru以yi圖tu像xiang識shi別bie信xin息xi為wei鑰yao匙chi的de係xi，圖tu像xiang的de采cai樣yang功gong耗hao較jiao大da，但dan一yi般ban隻zhi是shi在zai采cai樣yang時shi刻ke出chu現xian，沒mei必bi要yao讓rang其qi和he主zhu機ji一yi樣yang地di供gong電dian
，應ying采cai用yong何he時shi啟qi用yong何he時shi供gong電dian的de方fang法fa控kong製zhi使shi用yong電dian源yuan;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
，然後再進行相應的端口操作。POWERCON低6位用於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6weiquzhishixianxitongxiangguanbufendefenshifenqugongdian。qijiandeshoumingyuqiyongdianshijianyouguan，tongguofenshifenqugongdiankeyijianshaobufenqijiandeyongdianshijian，yineryouzhuyuyanchangshebeideshouming。

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2 實用電路

圖2所(suo)示(shi)是(shi)介(jie)紹(shao)的(de)係(xi)統(tong)電(dian)源(yuan)實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)圖(tu)的(de)主(zhu)機(ji)電(dian)源(yuan)和(he)分(fen)時(shi)分(fen)區(qu)電(dian)源(yuan)部(bu)分(fen)，動(dong)力(li)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)較(jiao)為(wei)簡(jian)單(dan)，未(wei)予(yu)畫(hua)出(chu)。鑰(yao)匙(chi)為(wei)像(xiang)
，光(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)對(dui)像(xiang)卡(ka)操(cao)作(zuo)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)。當(dang)像(xiang)卡(ka)使(shi)光(guang)電(dian)偶(ou)合(he)信(xin)號(hao)的(de)狀(zhuang)態(tai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)，鑰(yao)匙(chi)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)高(gao)電(dian)位(wei)
，經(jing)兩(liang)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)使(shi)三(san)極(ji)管(guan)T2(903 1)開通，從而使T 1(T1 P127)開通。這裏T1、T2構成主電源功率開關。由T1輸出的濾波電壓經4個二極管(1N4001)降壓
，達到穩壓管W1、W2(LM323K)輸入電壓的要求，wl提供主機電源，W2提供分時分區電源。主機係統以89C51為核心器件，利用89C51固有的並行接口P I對電源進行編程控製。P 1.o/11於接管鑰匙控製。P1.1控製動力電源供電(未畫)。P1.2控製取樣電源，功率開關T3
，根據取樣工作時的電流負荷選用9013。P1.3控製端口電源，功率開關T4，根據端VI電路模塊工作時的電流負荷也選用90l 3。89C5I執行的第1條指令是SETB PI.0;當係統連續工作T
，89C51在時間中斷服務程序中執行CLR P1.0指令，使P 1.0=0，經兩個二極管(IN4001)使T2截止，進而T I截止
，係統自動斷電。K為手動控製開關。在係統調試時將K合上
，T1不受鑰匙和P1.0的控製，而P1.2
、P1.3照常工作。

圖2:可編程電源實例圖

3 實質性節能措施

所suo謂wei電dian器qi設she備bei節jie能neng是shi指zhi在zai滿man足zu同tong樣yang功gong能neng的de前qian提ti下xia，減jian少shao用yong電dian。電dian子zi設she備bei常chang用yong的de節jie能neng辦ban法fa有you器qi件jian節jie能neng法fa，即ji改gai高gao耗hao能neng元yuan器qi件jian為wei低di耗hao能neng元yuan器qi件jian，如ru單dan片pian機ji有youCMOS芯片和HMOS;g;片之分;交流電的導通角控製法
，即在一個周期內，通過控製供電份額減少無用輸出。圖1方案除了可使用常用節能辦法之外，更重要的是結合門禁使用特點，借助主機從3個方麵實現實質性節能。

3.1 休眠節能

日常生活中操作門禁時間是很短的
，絕大多數時間不需理睬門禁，在漫長的不操作時間內
，圖1方案自動停止對係統供電


，使係統進入休眠狀態。圖2電路供電下的係經湖南省電子產品檢測分析所測試

，開鎖狀態的最大功耗為小於40W，而休眠狀態功耗小於30roW.

3.2 有的放矢

程(cheng)控(kong)分(fen)時(shi)分(fen)區(qu)供(gong)電(dian)使(shi)得(de)係(xi)統(tong)的(de)用(yong)電(dian)效(xiao)率(lv)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)。供(gong)電(dian)設(she)備(bei)的(de)選(xuan)擇(ze)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)係(xi)統(tong)鍵(jian)盤(pan)
，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)程(cheng)序(xu)邏(luo)輯(ji)決(jue)策(ce)
，也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)其(qi)它(ta)特(te)定(ding)方(fang)式(shi)。程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)下(xia)的(de)用(yong)電(dian)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)某(mou)一(yi)特(te)殊(shu)功(gong)能(neng)，某(mou)一(yi)特(te)定(ding)時(shi)間(jian)段(duan)等(deng)，啟(qi)動(dong)某(mou)一(yi)特(te)殊(shu)功(gong)能(neng)的(de)電(dian)路(lu)模(mo)塊(kuai)或(huo)設(she)備(bei)，用(yong)電(dian)時(shi)間(jian)肯(ken)定(ding)小(xiao)於(yu)T。這是係統在蘇醒狀態下
，主機參與用電控製而帶來的實質節能方法之一。

3.3 按需供電

動力電源一般比主機電源電壓高
，主要用於驅動電磁、微型步進電機及微型直流電機等鎖舌驅動部件。由圖1kezhi
，dangbuxuyaotigongdonglidianyuanshi，youzhujichanshengdonglidianyuandianzikaiguankongzhixinhao。xitongxuyaoqudongsuosheshi，zhujiandianyuankouzhiyongzhilingdakaixiangyingdegonglvdianzikaiguan
，jinerdonglidianyuanbeiJlnNsuoshequdongbujianshang，jiexialaizhujiyunxingsuoshequdongchengxu。butongdequdongbujianyoubutongdequdongchengxu，yinerdaozhibutongdeyongdianfangshi。zaizhujiruanjiankongzhixiadedonglidianyuanshizaixitongxuyaoqudongsuosheshicaijinruyongdianshebei。buxuyaoqudongsuosheshi，suoshequdongbujianjihuwugonghao。

4 結束語

根gen據ju門men禁jin在zai日ri常chang生sheng活huo中zhong的de實shi際ji使shi用yong情qing況kuang，給gei智zhi能neng門men禁jin建jian立li切qie合he實shi際ji的de用yong電dian機ji製zhi是shi研yan究jiu智zhi能neng門men禁jin不bu可ke回hui避bi的de現xian實shi問wen題ti。本ben文wen從cong實shi用yong出chu發fa，建jian立li"電源一主機"一體化工作機製
，解決了如下兩個問題：(I)智能門禁係統用電的全方位軟件控製;(2)實質性高效節能。

"電源一主機"一體化工作機製進一步提高智能門禁的智能程度，有助於係統延長壽命，並為在額定壽命中實現0故障的理想目標奠定了堅實的基礎。本模已在所述係統中應用，取得了較好的效果。 "電源一主機"一體化工作模式也可以借鑒於其他需要主機自控電源的係統，需要分時分區供電的係統。