USB接口转换器在门禁考勤系统中的应用

目前越来越多的公司已经将门禁考勤做为一种自动智能的企业信息管理方式。市场上大多门禁考勤设备采用RS232，RS422，RS485或USB等串行通信接口。

一般的IC卡门禁考勤系统也使用RS-232 接口与PC机通信.如果将USB技术应用于IC卡门禁考勤系统与PC机之间的数据通信,这样,不仅能使IC卡门禁考勤设备具备USB通信的诸多优点,而且对PC机而言还可以节余1个RS-232串口为其它通信所用.

为了实现IC卡门禁考勤系统中RS-232-USB接口转换器,需要1台支持USB的主机,同时还要提供主机 上用于与外设通信的驱动,一般由操作系统提供.此外,还需开发在主机上执行的客户端应用程序. 在设备端,需要提供具有USB接口的主控制器芯片,以及编写主控制器上执行的USB通信代码和用于 执行外设功能的相关代码.

设备要求

主机必须能够通过设备驱动接收USB数据,并且使这些数据对处理这些请求的应用程序有效.在主 机中必须有一个驱动负责处理USB传输、辨识设备、向USB设备收发数据;同时,还需要有一个设备 驱动-虚拟化串行口,仿效真实的串口.这个驱动必须能够像真实的串口接收和发送USB数据.

从应用的观点,设备驱动必须能收发数据,可以通过使用一个虚拟化的串口或通过转化为USB 数据 实现.微软提供了一个叫作USB POS的设备驱动,它允许应用程序访问USB设备时,好像它们连接到 标准串口上一样.系统大致结构方框图如下图所示.

在定义即将使用的微控制器时,必须说明一些通信要求,如:通信速率、频率、传输的数据量等.考 虑到IC卡门禁考勤系统有效的通信速率,可以把USB接口转换器作为一个低速的设备使用,低速设备通信 速度可以在10~100 Kb/s的范围变化.考虑到传输的数据量和传输的频率, 此系统中使用中断的 传输类型.中断传输可以在2个方向进行,但不能同时进行,这种类型的传输要求在规定的时间里 完成相当大数据量的传输任务.

　　对于转换模块,它可以用于PC机的数据收发,操作系统提供了HID驱动, 允许使用中断传输模式.对于低速设备的一个事务,中断传输最大的包容量是 8字节,如果需要发送大量的数据.则必须把 它分割为很多事务.

　　转换模块要定义的另一个特性是所需端点数.如上所述, 端点是微控制器在USB通信过程中所用来发送和接收数据的缓冲区.此系统中,该转换器定义了2个端点：一个端点(端点0)用来控制 传输,另一个端点是中断输入端点,定义为发数据给PC机.

图2为IC卡门禁考勤系统USB通信实现硬件方框原理图.

一般串行口的有效波特率的范围在300~19200 bps,我们按处于最大波特率19200 bps的情况来考虑,传输1个字符需要时间接近0.75ms;而1个输入中断大约每10 ms送1个8字节的数据包,USB接口转换对于改进IC卡门禁考勤系统起到了非常大的作业，而目前深圳宇泰科技自主研发生产的各类接口转换器（rs232接口转换器、rs485接口转换器、rs232转485转换器）和光电隔离保护器在国内性价比很高。