- 基于无线通信的无线射频门禁系统的设计与实现

从机发送完ACK之后，并不会立即准备进入工作状态，它会继续等待一段时间，确定没有接收到主机再次发送的ASK 之后才进入工作状态下。使用这种通信模式能够增强系统的鲁棒性，即使存在较强烈的外界干扰，也能够保证主、从机之间正确建立连接。 

3.4 系统软件流程

在本系统中，主机相当于无线网络中的主设备，从机相当于无线网络中的从设备，因此主机与从机在功能上存在极大的差别。下面将分别介绍主机与从机的软件设计流程图。

图2  主机程序软件设计流程图

图2给出了系统的主机的软件设计流程图。当主机的键盘有键按下时，主机将按下数字按键的键值存储在 tra_array 中，tra_array 储存的数字组合即与用户终端的门牌号码对应。此后，主机搜索内存中的码表，找出该数字组合相对应的发射频率 F0，并将自身的 IA4420 模块配置于 F0，发送一个连接请求帧 ASK。由于系统采用频分复用的工作方式，所有的从机均工作于不同频率，因此只有接收频率同样是 F0 的从机能够接收、 响应主机的连接。 若主机在30ms 内未收到从机回复帧ACK， 或者接收到的 ACK错误，主机将重复发送 ASK以最大程度确保从机能够接收到主机的连接信号。此过程中的 ASK 帧的最大发送次数为 16 次，若超过该次数仍未接收到正确的 ASK，则主机自动跳回STANDBY 状态。接收到正确的ACK回复后，主机与从机之间的通信链路成功建立，主机打开接收 IA4420 模块，打开语音平台，与从机进行语音通信。考虑到无线传输比有线通信存在更多的不确定性，无线系统中需要使用一些特殊的手段以保证通信的稳定性。因此，主机内置一个连接时间的定时器T0，若在 T0时间内主机未收到从机的断开连接请求，则主机自动关闭连接，跳回待机 STANDBY状态。

图3 从机程序软件设计流程图

图3 给出了从机的软件流程图。从机并不会执行关闭接收 IA4420 模块的动作，即使在 STANDBY 状态下，从机的无线接收模块一直处于正常工作状态，此特性的设计与从机被动等待连接的特点是相互匹配的。

考虑到无线通信的不确定性，当从机向主机回复 ACK后，需要继续等待30ms。结合主机的程序流程设计可知，若主机在 30ms 内未接收到从机的 ACK回复，则将重新发送一个 ASK 请求帧，因此，为了避免从机的 ACK 回复收到外界环境的干扰而未被主机接收到的极端情况，从机设计时在发送 ACK后继续等待 30ms，若 30ms内未收到主机再次发送的ASK,则说明主机与从机之间的连接建立成功。

3.5 系统预计实现结果

该系统能够实现基本的预定功能，对于被授权用户能够通过刷卡或者输入密码打开门禁，非授权用户能够通过无线语音系统向住户发出进入请求，在经过允许后可以进入楼内，当系统遭到非法入侵时，能够主动向保安中心紧急报警。