門禁系統 隨想

       忽然想起昨天進公寓時刷卡後,還沒將卡放入錢包,門又自動鎖上了。現在去駕校的一個半小時的班車上,忽然想用“意識流”的方法把整個門禁系統的背後原理過一遍。
       首先是界面接口,這個活動圖簡單,把卡靠近感應器就行。感應器內部有一個不知疲倦爲何物的晶振,加電後震盪,會產生週期變化的電流,是因爲週期變化的阻抗和感抗,週期變化的原因應該是因爲內部電流通過後晶體結構變化所致,結構變化的原因屬於半導體物理學和量子力學的範疇了,不懂。

       接着回來,晶體震盪後產生的輸出電壓不穩定,要用穩壓電路,濾波電路,整形電路來調整輸出電壓。這些電路基本原理還是在三極管的兩個端口上加不同電壓的第三個端口上的不同響應結果吧:放大,飽,截止。因爲半導體內部的空穴,電子在電場的作用下產生不同的行爲導致這樣的結果,更深一步的原因又到量子力學了吧,不懂。回來接着說,話說穩定的電壓現在得到了,接下來應該是通過一個繞了很多匝的線圈,以週期變化的電流的電場來激發週期變化的磁場吧,爲什麼會由週期變化的電場產生週期變化的磁場,可以深入研究下麥克斯韋的完美方程組,當然是經過相對論修正的20世紀版本,這個就又走到邊緣了。

       話說週期變化的磁場通過無線點的形式以距離四次方分之一的衰減速度向空間以球面方式擴散,自然就把終端接口上的一卡通籠罩。然後裏面也有個線圈,又要感謝Maxwell,這個週期變化的磁場在線圈中產生小電流,電流不大,但足夠用。其使命是乘上電阻得到一個小電源,然後驅動時序電路從E2rom中讀取DES32對稱密鑰加密算法加密後密文以字節流的形式進入Ram中。

       接着時序電路把這些數據通過按頻或者按幅或者按相的方式加載到基波上通過調製電路後又進入線圈,電場又忠實的產生磁場然後以距離(以下省略25個子左右),到達感應器,感應器中因爲過來的磁場產生電場通過檢波電路把數據傳回到單片機的Ram中,然後數據通過串口傳到上位機,要設置波特率,起始位停止位,校驗位。

      上位機的軟件收到後,對過來的密文再來一次DES32加密,其實也就是解密瞭然後建立到mysql的數據庫連接,用Select查詢下。這邊會在這個關鍵字上建立索引,一般將索引以B+樹組織起來放在磁盤上,所以通過時間複雜度爲O(lgn)的查詢算法就能得到結果,結果又通過串口返回到單片機。

       硬件產生中斷查中斷向量表跳轉到串口中斷服務例程。裏面的邏輯就是根據上位機反饋結果,如果驗證通過,開門,否則就報警。開門的硬件原理就是通過寫電磁繼電器的控制端口開關閉合使用220V電壓產生的大電流通過大線圈產生磁場,至少應該能和門上的另外一個線圈,有些相反的磁極,拉力應該大大於一般10個成年的拉力。開門就是繼電器開關斷開,磁場就消失了。至於定時的實現,啓動時鐘定時器,寫計時中斷服務例程:重新合閉繼電器開關就成。報警的話:給蜂鳴器寫波動電平就成。

    哦,駕校到了。

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