USB接口轉換器在門禁考勤系統(tǒng)中的應用

目前越來越多的公司已經(jīng)將門禁考勤做為一種自動智能的企業(yè)信息管理方式。市場上大多門禁考勤設備采用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機通信.如果將USB技術應用于IC卡門禁考勤系統(tǒng)與PC機之間的數(shù)據(jù)通信,這樣,不僅能使IC卡門禁考勤設備具備USB通信的諸多優(yōu)點,而且對PC機而言還可以節(jié)余1個RS-232串口為其它通信所用.

為了實現(xiàn)IC卡門禁考勤系統(tǒng)中RS-232-USB接口轉換器,需要1臺支持USB的主機,同時還要提供主機 上用于與外設通信的驅(qū)動,一般由操作系統(tǒng)提供.此外,還需開發(fā)在主機上執(zhí)行的客戶端應用程序. 在設備端,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)行外設功能的相關代碼.

設備要求

主機必須能夠通過設備驅(qū)動接收USB數(shù)據(jù),并且使這些數(shù)據(jù)對處理這些請求的應用程序有效.在主 機中必須有一個驅(qū)動負責處理USB傳輸、辨識設備、向USB設備收發(fā)數(shù)據(jù);同時,還需要有一個設備 驅(qū)動-虛擬化串行口,仿效真實的串口.這個驅(qū)動必須能夠像真實的串口接收和發(fā)送USB數(shù)據(jù).

從應用的觀點,設備驅(qū)動必須能收發(fā)數(shù)據(jù),可以通過使用一個虛擬化的串口或通過轉化為USB 數(shù)據(jù) 實現(xiàn).微軟提供了一個叫作USB POS的設備驅(qū)動,它允許應用程序訪問USB設備時,好像它們連接到 標準串口上一樣.系統(tǒng)大致結構方框圖如下圖所示.

在定義即將使用的微控制器時,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接口轉換器作為一個低速的設備使用,低速設備通信 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個方向進行,但不能同時進行,這種類型的傳輸要求在規(guī)定的時間里 完成相當大數(shù)據(jù)量的傳輸任務.

　　對于轉換模塊,它可以用于PC機的數(shù)據(jù)收發(fā),操作系統(tǒng)提供了HID驅(qū)動, 允許使用中斷傳輸模式.對于低速設備的一個事務,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.

　　轉換模塊要定義的另一個特性是所需端點數(shù).如上所述, 端點是微控制器在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,該轉換器定義了2個端點：一個端點(端點0)用來控制 傳輸,另一個端點是中斷輸入端點,定義為發(fā)數(shù)據(jù)給PC機.

圖2為IC卡門禁考勤系統(tǒng)USB通信實現(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個字符需要時間接近0.75ms;而1個輸入中斷大約每10 ms送1個8字節(jié)的數(shù)據(jù)包,USB接口轉換對于改進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)的各類接口轉換器（rs232接口轉換器、rs485接口轉換器、rs232轉485轉換器）和光電隔離保護器在國內(nèi)性價比很高。