技术摘要：
本发明公开了一种基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统，包括服务器端、通讯总线和门禁下位机三部分，所述的服务器端为用于管理和监控的PC机；所述的通讯总线包括CAN总线、CAN转以太网模块、以太网和交换机；所述的门禁下位机包括外部采集器、主控制器、出门按钮和电控  全部
背景技术：
随着“新工科”建设的推进和创新创业教育的不断开展，各大高校都加强了开放性 实验室的建设工作。目前很多实验室依旧是通过传统的门锁限制学生进出实验室，这样既 增加了实验室管理的难度，也不能做到全天候开放，使得实验室空闲资源不能合理运用。门 禁系统的出现使得这些问题迎刃而解，通过使用门禁系统从而达到智能化管理的效果。然 而目前市面上常见的门禁系统的通讯方式大多数为一对一通讯和一对多的RS485通讯。一 对一通讯的门禁设备不利于实验室的集中管理；采用RS485总线的门禁系统，其底层门禁读 卡设备的数量总是有限的，并不适用于规模较大的实验室，且RS485总线在数据传输速率、 抗干扰能力和响应速度等方面也存在缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统，用于改善 传统门禁在底层设备、传输距离和集中管理等方面的问题。 实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于CAN总线和以太网的实验室门禁系 统，其特征在于，包括服务器端、通讯总线和门禁下位机三部分，所述的服务器端为用于管 理和监控的PC机；所述的通讯总线包括CAN总线、CAN转以太网模块、以太网和交换机；所述 的门禁下位机包括外部采集器、主控制器、出门按钮和电控锁，所述CAN转以太网模块每个 楼层均布置一个；所述CAN总线和以太网通过CAN转以太网模块连接；所述交换机汇总每个 楼层转换后的以太网，再经过以太网连接至服务器端；所述的外部采集器通过串口通信发 送卡号或密码数据至主控制器，以上传至服务器端或验证密码的正确性。 所述服务器端中含有用于信息对比的校园卡序列号数据库，数据库中的信息来源 通过信息采集设备单个读入或学校校园卡数据库批量导入。 所述CAN转以太网模块选用CANET-200，用于CAN与以太网的数据交换，可兼容服务 器端的网络接口，不同楼层实时信息，方便监测节点的布置，同时充当中继器的作用，放大 传输信号的电平，从而增加线缆的长度和节点的个数。 所述外部采集器位于室外，由第一微控制器、RFID读卡模块、矩阵按键、蜂鸣器、 LED小灯、备用电源接口和串口发送端组成，所述第一微控制器用于处理卡号、密码数据和 给出串口发送指令；所述RFID模块用于读取校园卡的IC序列号；所述矩阵按键设计用于输 入六位数的密码；所述蜂鸣器用于给出按键和刷卡的提示音；所述LED小灯用于给出开门成 功的提示信号；所述备用电源接口采用 5V的USB接口，在断电时可通过外接充电宝为系统 供电；所述串口发送端用于通过串口发送卡号和密码数据至主控制器。 所述主控制器位于室内，由第二微控制器、 5V电源、升压电路、继电器、Flash存储 3 CN 111599055 A 说　明　书 2/5 页 器、CAN总线节点电路和串口接收端组成，所述第二微控制器用于向CAN总线发送卡号数据 和接收来自CAN总线的指令；所述 5V输入电源用于为主控制器提供正常工作电压；所述升 压电路为 5V升压至 12V，用于为电控锁开断提供工作电压；所述继电器用于执行第二微控 制器的指令，控制电控锁的开通和关断；所述Flash存储器用于保存通过服务器端预设的门 禁密码；所述CAN总线节点电路用于执行完整的CAN总线协议，完成主控制器与服务器端之 间的通讯；所述串口接收端用于接收来自外部采集器的卡号和密码数据。 所述CAN总线节点由微控制器、CAN控制器和CAN总线驱动器组成。 本发明与现有技术相比，其显著优点在于：通过依靠CAN总线通信的可靠性、实时 性和灵活性优势和增设CAN转以太网模块，解决了传统门禁在底层设备受限、通讯距离短和 管理分散化等方面的问题，实现了开放性实验室的高效集中管理。 附图说明 图1是本发明基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统网络拓扑结构图。 图2是基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统下位机外部采集器结构图。 图3是基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统下位机主控制器结构图。 图4是本门禁系统下位机的主控制器与CAN总线连接节点结构图。 图5是本门禁系统下位机的外部采集器工作流程图。 图6是本门禁系统下位机的主控制器工作流程图。 图7是本门禁系统下位机的CAN总线节点工作流程图。 图8是基于CAN总线和以太网的实验室门禁系统服务器端界面。