门禁系统 随想

       忽然想起昨天进公寓时刷卡后，还没将卡放入钱包，门又自动锁上了。现在去驾校的一个半小时的班车上，忽然想用“意识流”的方法把整个门禁系统的背后原理过一遍。
       首先是界面接口，这个活动图简单，把卡靠近感应器就行。感应器内部有一个不知疲倦为何物的晶振，加电后震荡，会产生周期变化的电流，是因为周期变化的阻抗和感抗，周期变化的原因应该是因为内部电流通过后晶体结构变化所致，结构变化的原因属于半导体物理学和量子力学的范畴了，不懂。

       接着回来，晶体震荡后产生的输出电压不稳定，要用稳压电路，滤波电路，整形电路来调整输出电压。这些电路基本原理还是在三极管的两个端口上加不同电压的第三个端口上的不同响应结果吧：放大，饱，截止。因为半导体内部的空穴，电子在电场的作用下产生不同的行为导致这样的结果，更深一步的原因又到量子力学了吧，不懂。回来接着说，话说稳定的电压现在得到了，接下来应该是通过一个绕了很多匝的线圈，以周期变化的电流的电场来激发周期变化的磁场吧，为什么会由周期变化的电场产生周期变化的磁场，可以深入研究下麦克斯韦的完美方程组，当然是经过相对论修正的20世纪版本，这个就又走到边缘了。

       话说周期变化的磁场通过无线点的形式以距离四次方分之一的衰减速度向空间以球面方式扩散，自然就把终端接口上的一卡通笼罩。然后里面也有个线圈，又要感谢Maxwell，这个周期变化的磁场在线圈中产生小电流，电流不大，但足够用。其使命是乘上电阻得到一个小电源，然后驱动时序电路从E2rom中读取DES32对称密钥加密算法加密后密文以字节流的形式进入Ram中。

       接着时序电路把这些数据通过按频或者按幅或者按相的方式加载到基波上通过调制电路后又进入线圈，电场又忠实的产生磁场然后以距离（以下省略25个子左右），到达感应器，感应器中因为过来的磁场产生电场通过检波电路把数据传回到单片机的Ram中，然后数据通过串口传到上位机，要设置波特率，起始位停止位，校验位。

      上位机的软件收到后，对过来的密文再来一次DES32加密，其实也就是解密了然后建立到mysql的数据库连接，用Select查询下。这边会在这个关键字上建立索引，一般将索引以B+树组织起来放在磁盘上，所以通过时间复杂度为O(lgn)的查询算法就能得到结果，结果又通过串口返回到单片机。

       硬件产生中断查中断向量表跳转到串口中断服务例程。里面的逻辑就是根据上位机反馈结果，如果验证通过，开门，否则就报警。开门的硬件原理就是通过写电磁继电器的控制端口开关闭合使用220V电压产生的大电流通过大线圈产生磁场，至少应该能和门上的另外一个线圈，有些相反的磁极，拉力应该大大于一般10个成年的拉力。开门就是继电器开关断开，磁场就消失了。至于定时的实现，启动时钟定时器，写计时中断服务例程：重新合闭继电器开关就成。报警的话：给蜂鸣器写波动电平就成。

    哦，驾校到了。

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