USB接口轉(zhuǎn)換器在門禁考勤系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前越來越多的公司已經(jīng)將門禁考勤做為一種自動(dòng)智能的企業(yè)信息管理方式。市場上大多門禁考勤設(shè)備采用RS232，RS422，RS485或USB等串行通信接口。

一般的IC卡門禁考勤系統(tǒng)也使用RS-232 接口與PC機(jī)通信.如果將USB技術(shù)應(yīng)用于IC卡門禁考勤系統(tǒng)與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信,這樣,不僅能使IC卡門禁考勤設(shè)備具備USB通信的諸多優(yōu)點(diǎn),而且對(duì)PC機(jī)而言還可以節(jié)余1個(gè)RS-232串口為其它通信所用.

為了實(shí)現(xiàn)IC卡門禁考勤系統(tǒng)中RS-232-USB接口轉(zhuǎn)換器,需要1臺(tái)支持USB的主機(jī),同時(shí)還要提供主機(jī) 上用于與外設(shè)通信的驅(qū)動(dòng),一般由操作系統(tǒng)提供.此外,還需開發(fā)在主機(jī)上執(zhí)行的客戶端應(yīng)用程序. 在設(shè)備端,需要提供具有USB接口的主控制器芯片,以及編寫主控制器上執(zhí)行的USB通信代碼和用于 執(zhí)行外設(shè)功能的相關(guān)代碼.

設(shè)備要求

主機(jī)必須能夠通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)接收USB數(shù)據(jù),并且使這些數(shù)據(jù)對(duì)處理這些請(qǐng)求的應(yīng)用程序有效.在主 機(jī)中必須有一個(gè)驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)處理USB傳輸、辨識(shí)設(shè)備、向USB設(shè)備收發(fā)數(shù)據(jù);同時(shí),還需要有一個(gè)設(shè)備 驅(qū)動(dòng)-虛擬化串行口,仿效真實(shí)的串口.這個(gè)驅(qū)動(dòng)必須能夠像真實(shí)的串口接收和發(fā)送USB數(shù)據(jù).

從應(yīng)用的觀點(diǎn),設(shè)備驅(qū)動(dòng)必須能收發(fā)數(shù)據(jù),可以通過使用一個(gè)虛擬化的串口或通過轉(zhuǎn)化為USB 數(shù)據(jù) 實(shí)現(xiàn).微軟提供了一個(gè)叫作USB POS的設(shè)備驅(qū)動(dòng),它允許應(yīng)用程序訪問USB設(shè)備時(shí),好像它們連接到 標(biāo)準(zhǔn)串口上一樣.系統(tǒng)大致結(jié)構(gòu)方框圖如下圖所示.

在定義即將使用的微控制器時(shí),必須說明一些通信要求,如:通信速率、頻率、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量等.考 慮到IC卡門禁考勤系統(tǒng)有效的通信速率,可以把USB接口轉(zhuǎn)換器作為一個(gè)低速的設(shè)備使用,低速設(shè)備通信 速度可以在10~100 Kb/s的范圍變化.考慮到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和傳輸?shù)念l率, 此系統(tǒng)中使用中斷的 傳輸類型.中斷傳輸可以在2個(gè)方向進(jìn)行,但不能同時(shí)進(jìn)行,這種類型的傳輸要求在規(guī)定的時(shí)間里 完成相當(dāng)大數(shù)據(jù)量的傳輸任務(wù).

　　對(duì)于轉(zhuǎn)換模塊,它可以用于PC機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā),操作系統(tǒng)提供了HID驅(qū)動(dòng), 允許使用中斷傳輸模式.對(duì)于低速設(shè)備的一個(gè)事務(wù),中斷傳輸最大的包容量是 8字節(jié),如果需要發(fā)送大量的數(shù)據(jù).則必須把 它分割為很多事務(wù).

　　轉(zhuǎn)換模塊要定義的另一個(gè)特性是所需端點(diǎn)數(shù).如上所述, 端點(diǎn)是微控制器在USB通信過程中所用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū).此系統(tǒng)中,該轉(zhuǎn)換器定義了2個(gè)端點(diǎn)：一個(gè)端點(diǎn)(端點(diǎn)0)用來控制 傳輸,另一個(gè)端點(diǎn)是中斷輸入端點(diǎn),定義為發(fā)數(shù)據(jù)給PC機(jī).

圖2為IC卡門禁考勤系統(tǒng)USB通信實(shí)現(xiàn)硬件方框原理圖.

一般串行口的有效波特率的范圍在300~19200 bps,我們按處于最大波特率19200 bps的情況來考慮,傳輸1個(gè)字符需要時(shí)間接近0.75ms;而1個(gè)輸入中斷大約每10 ms送1個(gè)8字節(jié)的數(shù)據(jù)包,USB接口轉(zhuǎn)換對(duì)于改進(jìn)IC卡門禁考勤系統(tǒng)起到了非常大的作業(yè)，而目前深圳宇泰科技自主研發(fā)生產(chǎn)的各類接口轉(zhuǎn)換器（rs232接口轉(zhuǎn)換器、rs485接口轉(zhuǎn)換器、rs232轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器）和光電隔離保護(hù)器在國內(nèi)性價(jià)比很高。