1.3 外围接口
　　根据图1的系统结构图，着重介绍门禁控制、RFID模块和存储器接口的硬件实现。
1.3.1 门禁控制
　　在门禁控制系统中，RFID数据信息主要来自于韦根读卡器。其特点是数据传输可靠，传输距离远，在200 m范围内能可靠传输，其Wiegand(韦根)协议是由Motorola公司制定的一种通信协议，数据输出由2根线组成，分别为DATA0和DATA1，2根线分别将0或1输出：输出0时，DATA0线上出现负脉冲；输出1时，DATA1线上出现负脉冲。DATA0与DATA1分别与处理器的I/O口相连接，并将I/O口配置为输入电平变化中断方式，保证数据帧的可靠完整接收。
　　门禁输出控制采用MOSFET功率场效应管IFRZ44代替目前流行使用的继电器控制方式，克服了继电器所有的“灵敏度差”、“有动作噪音”、“开闭次数多减少寿命”等缺点。IFRZ44的驱动电路如图2所示，其中IFRZ44工作于开关状态，将电控锁的电源连接到J4的两端，通过控制IFRZ44的开/关状态即可实现门闸的开/闭。

1.3.2 RFID模块
　　RFID数据采集模块包括：天线、RF发送电路及RF接收电路、解调电路、DSP处理电路、电源、外部通信接口等，其外部通信接口最终输出正确的卡片ID信息[2]。在一卡通系统中，通常采用成品模块，目前国内多采用支持频率为125 kHz的EM卡和13.56 MHz的Mifare卡的读卡模块。其中，Mifare卡内芯片可读/写数据，每个扇区独立加密，具备更好的安全性。
　　在本设计中，选用中国台湾Smart-way品牌的125 kHz-K4模块。该模块体积小，是专门设计用来读取EM 卡的读卡模块，射频距离约10 cm，外部通信接口采用RS232通信方式，通过电平转换电路后可直接与处理器的UART接口连接。根据不同的应用和需求，可将该模块更换为RS232通信方式的Mifare(M1)读写模块、远距离读卡模块、电子标签阅读器等，应用程序根据模块生产厂家提供的通信格式对卡片、电子标签等数据载体进行读写操作。
1.3.3 存储接口
　　系统使用2片SDRAM-K4S561632H组成32位64 MB的内存，以运行Linux操作系统和其他临时数据；使用1片64 MB的NandFlash-K8F1208作为物理存储器，存储系统程序代码、文件系统、配置参数等。NandFlash掉电数据不丢失，写（编程）和擦除速度快，适合大数据量的读取。在设计中，NandFlash的地址空间分配如图3所示。

　　图中，Cramfs为系统的启动根文件系统，是一个压缩格式的只读文件系统，当系统需要访问某个位置的数据时，马上计算出该数据在Cramfs中的位置，将它实时地解压缩到内存之中，然后通过对内存的访问来获取文件系统中需要读取的数据，节省了大部分的内存空间[3]；Yaffs2文件系统是一种专门针对NandFlash的可读写文件系统，在意外断电等情况下不会丢失数据,此处用于保存人员档案数据、照片、RFID信息、系统配置参数等。
1.3.4 其他接口
　　采用简单的4×4矩阵键盘和128×64字符型液晶FM12864M作为人机界面，以减少系统成本。
　　系统的电源采用模块开关电源，输出+5V/3A和+12 V/1.2 A两组电源，用于控制系统供电和电锁供电。UPS电源可用于门禁系统中，以便在市电断开的情况下能继续维持整个系统的正常运行，提高门禁安全性。
2 系统软件设计
　　在嵌入式系统中，Linux操作系统以源代码开放、可裁剪、占用内存少、效率高、稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API等众多优点，成为嵌入式软件平台的首选[4]。本设计采用Linux-2.6.22为内核的Linux操作系统为软件平台，在此基础上编写系统需要的各种驱动程序和应用程序。
2.1 USB摄像头驱动的移植
　　开源驱动spca5xx/gspca提供了对大部分主流摄像头的支持，还为摄像头提供了一个完整的网络应用程序，即servfox和spcaview程序，通过在Linux服务器端运行servfox，即可实时显示客户端spcaview程序采集USB摄相头视频流。由于gspca驱动不支持本系统采用的“罗技灵迅版”USB摄像头型号，所以要添加修改相应的驱动程序。gspca驱动程序的核心代码是gspca_core.c和gspca.h两个文件，包括了设备注册、注销、各种操作方法集(定义了所支持的摄像头设备列表，设备检测和初始化，设备打开、参数设置、关闭等各种操作函数) [5]。由于“罗技灵迅版”的VendorID（0x046d, 0x08af）、DSP型号(ZC3XX)、CMOS传感器型号(SENSOR_HV7131R)在gspca.h中均有定义,也有相关的芯片头文件,因此,只需改动gspca_core.c，把Easy/Cool摄像头的信息加入到其中即可。在摄像头型号检测的函数spcaDetectCamera( )中添加如下代码：
　　case 0x08af:
　　　　spca50x->desc =LogitechQC_EasyCool;
　　　　spca50x->bridge = BRIDGE_ZC3XX;
　　　　spca50x->sensor = SENSOR_HV7131B;
　　break;
　　即完成了对未知USB摄像头型号的扩展使用。
2.2 RFID数据采集与处理
　　RFID数据采集与处理流程图如图4所示。人员档案数据（如姓名、门禁权限等）统一存储在一个file.txt的文件中，作为数据识别进程的数据依据。假设采集到的RFID卡片ID信息为：1123776758，执行如下查找程序：
　　system('grep 1123776758 /user/file.txt');