可视门禁对讲，可视对讲门禁系统通信设计

很多朋友对可视门禁对讲，可视对讲门禁系统通信设计不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

本文设计了一种楼宇无线可视对讲电路。该电路以单片机为控制器核心，再与外围电路相连。视频信号通过无线数字传输电路传输，无线传输距离可达50 ~ 200 m.这种设计的优点是可以在单次拍摄的基础上获得图像的连续显示，真正实现了图像信号的无线数字传输。1总体设计方案

系统结构主要由三部分组成：上位机系统、下位机系统和通信系统。这三部分共同完成主控制器与子控制器之间的信息交换，达到楼宇监控的目的。主控制器和子控制器通过无线数字传输模块SRWF传输数据和命令。通信模型属于一对多通信模式，其整体框图如图1所示。

主控制器的主控芯片为AT89C51，通过键盘获取接入的房间号。确认后，单片机控制开启视频采集芯片和缓冲芯片工作，在设定的通信波特率下，单片机将数据发送到数字传输电路，数字传输电路通过无线信道将数据发送出去。

从控制器的主控芯片也使用AT89C51通过数传电路接收主控制器的控制信息和数据信息，并对接收到的数据进行分类。如果通信地址信号是由主机发送的，从控制器将读取振铃音存储电路中的数据，从而发出振铃音。接下来，LCD显示电路接收并显示视频信号，用户可以通过按键控制电路决定是否与主控制器进行进一步的通话。

2硬件电路设计2.1主控制器的电路设计主控制器电路由单片机AT89C51、键盘扫描电路、驱动及数字显示电路、看门狗电路、无线数据传输电路等组成。主控制器系统的硬件电路原理图如图2所示。

工作流程如下：首先通过键盘扫描电路扫描用户的按键信息，得到从机的通讯地址，通过四个led显示按键信息，让用户清楚的知道自己想要访问的从机地址。用户可以通过在键盘上进行加减和重新输入来确认修改他们的输入值。当用户按下回车键时，此时主机存储从机地址，开启视频芯片对视频信号进行采样，通过无线数传芯片SRWF发送从机地址。

从从机收到应答信号和就绪信号后，主机开始以设定的波特率发送数据。每发送一帧数据，等待从机的应答信号，同时对每一帧数据发送一个校验帧，保证数据传输的准确性。

2.1.1键盘扫描电路

键盘扫描部分采用44键盘，扫描级别通过P1端口设置。首先，将P1端口的低四位中的一位设置为零，然后读取P1端口的高四位的电平。

P1端口的低位是零，即列线被设置为低。如果检测到P1端口的高四位为0，则可以通过列的位置知道密钥的位置。按键过程中存在抖动问题。解决方法是硬件编码键盘和软件编码。考虑到成本和AT89C51的高性能，本设计采用软件编码实现扫描。键盘扫描电路如图2所示。

LED显示电路

LED显示电路采用动态显示方式，由74LS248 BCD解码芯片和74LS138解码器组成。采用74LS248的目的是为了节省I/O口资源，控制更多的外围芯片。LED的段选数据由74LS248解码的段选码决定，位选数据由74LS138解码。工作时，首先将key的值转换成BCD码，然后发送到P0口的第四位，但是P0口的整个拷贝会破坏位选择口的数据。

此时需要对P0端口的数据进行修正，通过或逻辑运算将位选择数据发送到P0端口的第4位和第5位，然后将修正后的数据发送到P0端口。此时，既有段选择数据又有位选择数据。为了使显示的数据不闪烁，需要利用人眼的视觉暂留性，将每次数据显示之间的时间延迟控制在10 ms以内，使显示的数字不闪烁。LED显示电路如图2所示。

2.1.3视频采集和数字传输电路

视频采集电路由CAMERA 0V 7620芯片和IDT7205组成。采用这种组合方式是因为视频采集数据比较大，而单片机工作频率比较低。如果直接匹配，则无法正常接收。因此增加了缓冲芯片IDT7205，通过控制其工作，使数据量与单片机相匹配，IDT7205只有在单片机允许接收时才使能。

如果单片机监测到视频芯片的VSYN上跳后，就会在P0.7口输出1，从而开始控制IDT7205从视频芯片获取数据。SRWF模块在使用之前要进行无线信道、接口类型、接口速率、接口参数等的设定，在设置完成后便可以进行数据传输，当模块收到单片机发来的第1个数据后自动进行无线网络连接及数据同步等工作，因此第1个数据将在5个字节时间延迟后从接收方串口输出，如图2所示。

2.2 分控制器的电路设计

分控制器也采用AT89C51单片机作为微处理器，分控制器系统的外围接口电路由晶振、LCD图像显示电路、按键开锁电路、看门狗电路、通信接口电路、存储器等组成。分控制器系统的硬件电路原理图如图3所示。

它的工作过程是：初始化其接收波特率，并一直处于信息监测状态，当收到地址帧时，就与本身的地址相对比，若不同，则丢弃此帧数据继续检测。若相同，则读取AT24C02芯片存储的乐曲编码，通过P2.1口来控制喇叭发出乐曲音，从而告诉用户，有访客请求进入楼宇。当用户按下键盘上的接听键时，单片机会把从无线数字传输模块接收过来的数据送P0口进行液晶显示。

房主看到液晶上的图像时，若认识访客，则按键开锁；若不认识访客，则按挂机键，结束视频通话。视频显示电路的主要工作芯片为TFT6448B。TFT6448B自带数据锁存器，不需要扩展锁存芯片，在选中TFT6448B后，通过往TFT6448B的相应行、列、控制、数据寄存器中写入数据，即可实现单片机AT89C51对TFT6448B的控制显示。

3 软件设计

主机由AT89C51单片机充当，从机为AT89C51单片机。主机与从机的数据通信波特率定为9 600 B，每个从机都有惟一的地址号，用来区分各从机。单片机的数据通信由串口完成，定时器T1为波特发生器，数据传送格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位可编程位(T-B8)。工作方式：将定时器T1设置为方式2，串口设置为工作方式3。

该系统的通信协议是：所有从机的SM2位置1，处于接收地址帧状态，主机发送一地址帧，其中第8位是地址，第9位是地址/数据的区分标志，该位置1表示该帧为地址帧。所有从机接收到地址帧后，都将接收的地址与本机的地址比较，对于地址相符的从机，使自己的SM2位置O，并把本机地址发回主机作为应答；对于地址不符的从机，仍保持SM2=1，对主机后发来的数据帧不予理睬。

从机发送数据结束后，要发送一帧校验和，并置第9位为1，作为从机数据传送结束的标志。主机接收数据时，先判断数据接收标志RB8。若RB8=1，表示数据传送结束，并比较此帧校验和，若正确，则回送正确信号00H，命令该从机复位；若出错，则发送信号OFFH，命令该从机重发数据。若接收帧RB8=0，则将数据存到缓冲区，并准备接受下一帧信息。

主机接收到从机的应答地址后，确认地址是否相符，如果地址不符，则发复位信号；如果地址相符，则清TB8=0，开始发送数据。从机收到复位命令后回到监听地址状态，否则开始接受数据和命令。主控制器和从控制器的通信程序流程图如图4和图5所示。

4 系统仿真

在Proteus的ISIS 7.1sp2软件环境下画出电路原理图，接下来就是将设计的程序在Keil C51Vision2开发集成环境上编译成机器语言，进入Proteus的ISIS，鼠标左键点击菜单“Debug”，选中“use romote debuger monitor”，便可实现KeilC与Proteus的连接调试。

首先在Proteus中双击单片机AT89C51，将KeilC下编程生成的.HEX 文件导入到AT89C51中，可在Proteus中单击全速仿真运行按钮，进行现象查看，能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电平变化，红色代表高电平，蓝色代表低电平；如果现象不正确，则在KeilC中单步调试程序，并在Proteus观察现象，哪一步不正确，则对该段的程序进行修改，调试直到仿真完全成功为止。

依次按下扫描键盘上的3个按钮，待3个按钮全部输入后，会在数码管上显示刚才所按的数据，按照按下的顺序显示数字，该数字表示要访问的房间号码，如504表示要访问504房间的主人。该房间号码会提供给单片机用来作为多机通信的地址，仿真结果如图6所示。

在Proteus里用LM4229代替设计中的TFT6448B芯片。仿真的用来获得图像显示的编码方式和液晶的单色位图显示功能。LM4229通过CDWRITE READ三个引脚的电平来确定是读数据还是读状态，或者是写数据还是写命令。其数据引脚为8位，可以与单片机进行直接的数据交换，P2口为液晶显示的控制端，仿真结果如图7所示。

5 结语

该可视对冲电路采用了以单片机AT89C51为核心，以SRWF-1，CAMERA OV 7620，IDT7205等为外围芯片的设计。文中给出了硬件电路图及主程序流程图，阐述了软硬件设计过程中对关键技术的处理。该电路完全可以满足图像信号的连续采集，无线传输图像信号，显示单色位图，振铃呼叫的楼宇无线可视对讲电路的实用要求。

本文的创新点在于把低速单片机应用于数据量大的图像信号采集和图像短距离无线传输上。在设计中，图像信号的实时性处理将成为以后需要努力研究的方向。

以上知识分享希望能够帮助到大家！