摘要：针对目前门禁控制系统的功耗大、成本高、控制不灵活等缺陷，设计了一种基于MSP430系列CC430F5135单片机的低功耗无线门控系统。介绍了CC430F5135及其内部集成的RF无线通信模块和系统的结构原理，给出了系统硬件设计和软件设计方法，并详细地分析了门控模块、电子密码锁模块和RF无线通信模块。实验结果验证了采用CC430F5135设计门控系统的可行性。
关键词：门控系统；MSP430；CC430F5135；RF无线通信模块；电子密码锁

引言
    随着人们生活水平的不断提高，家庭防盗这一问题也变得尤为突出。传统的机械锁因其结构简单、安全性差等缺陷，已经逐渐被淘汰，电磁锁由于其保密性高、使用灵话、安全系数高，逐渐进入千家万户。如果在一个家居系统中有多个门，就需要一套综合的门控系统，这样就可以监控所有楼门的开关。
    参考文献设计的门控系统是以AT89S51单片机为控制核心，系统功耗较大，使用成本较高，所以其应用具有一定的局限性。参考文献设计的门控系统利用局域网进行组网控制，所以制作成本较高，而且应用范围有限。针对以上缺点，本系统采用MSP430系列单片机CCA30F5135芯片为控制核心，其不但具有MSP430系列单片机的低功耗性能，而且具有RF无线收发器的功能，RF无线功能可以实现对门进行无线控制，方便用户使用，而且低功耗特性使得使用成本较低，达到了目前应用的要求。

1 门控系统运行原理
    本系统主要由两部分组成：一部分是中央控制中心，其主要作为管理中心，用户可以监控所有楼门的开关状态；另一部分是门控模块，其作用主要是控制门的开关，并且将门的开关信息传送给中央控制中心，包括键盘电路、显示电路、报警电路和开锁控制电路等。系统整体框图如图1所示。

    本系统采用电子密码锁控制开关门，电子密码锁相对于射频卡成本较低，而且可以随时更改密码，安全性较高。当需要开门时，首先从矩阵键盘输入6位数密码，其初始密码由程序设定，输入完密码后按开门键开锁，如果想清除输入可以按取消键，按键时均会有“短滴”声提示。若输入的密码正确，密码输入正确指示灯亮，LCD显示“密码正确”，并且输出一个打开电磁锁的信号；若密码输入错误，则密码输入错误指示灯亮，LCD显示“密码错误”。如果在6 s内无任何操作，则清除所有输入内容。如果某个门控模块有密码输入情况，门控模块内部的CC430F5135单片机会通过内部集成的RF无线收发器，将有人输入密码开门的信号传输给中央控制中心，这样中央控制中心就能知道所有楼门的情况，中央控制中心通过一个LCD显示所有的楼门开关情况。如果用户想打开或者关闭某个门，则只需要通过键盘找到门号并输入相关指令。门控模块和中央控制中心均以CC430F5135为控制核心，如果在40 s之后无任何操作，单片机就会进入到低功耗模式。

2 系统硬件设计
    门禁控制系统的硬件设计包括中央控制中心设计和门控模块设计，下面就各个部分进行详细介绍。
2．1 中央控制中心设计
    中央控制中心和门控模块都是以MSP430系列单片机CC430F5135为控制核心，其内部集成的RF无线模块节省了外部扩展的无线通信模块，降低了成本。CC430F5135是TI公司MSP430F5xx MCU与低功耗RF收发器相结合的产品，可实现极低的电流消耗，从而使采用电池供电的无线网络应用无需维修即可工作长达10年以上；此外，微型封装所包含的高级功能性还可为创新型RF传感器网络提供核心动力，以向中央采集点报告数据。CC430F5135为16位超低功耗MCU，具有16 KB闪存、2 KB RAM、CC1101无线电收发器、AES-128和USCI，供电电压为1．8～3．6 V，正常工作模式消耗电流为160 μA／MHz，低功耗模式3消耗电流为2．0μA。