西南科技大学本科生毕业论文 I
智能门禁系统设计
摘要：随着射频技术的飞速发展及其应用范围的越发宽广，在身份识别和安防等行业，门禁系统作为智能建筑的重要单元越来越得到重视，从原始的机械锁操作到如今刷卡的智能门禁系统。射频识别技术的出现弥补了原来门禁系统的不足，而且让门禁系统变的更加安全、便捷和实用。射频标签是采用非接触式，具有读写速度快、功耗低等优点。
本文设计了一种采用RFID（Radio Frequency Identification）技术的高安全性的智能门禁系统。首先分析了门禁系统的国内外发展现状和趋势，阐述了门禁系统当前存在的问题，引出课题研究目的和意义，给出了智能门禁系统设计方案，并对射频识别技术进行了阐述，研究了射频识别系统的工作原理、主要技术参数和相关的关键技术。其次完成了系统硬件和软件设计，对硬件电路芯片的选择、硬件驱动程序的设计、串口通讯程序的设计等作出了具体详细的分析。
最后对智能门禁系统进行检测，当使用者进入门禁系统的检测范围时，系统会自动获取身份信息确定该使用者是不是授权用户，并且记录进出人员信息，对非授权用户发出报警信号。经试验测试，达到设计要求。
关键词：RFID；智能门禁；IC卡；STC89C52
Design of intelligent access control system
西南科技大学本科生毕业论文 II
Abstract：With the rapid development of radio frequency (RFID) technology and its application more and more broad, in the identification and security industries, access control system as an important element of intelligent building more and more importance has been attached to the, from the original mechanical lock operation to today's credit card intelligent access control system. The emergence of radio frequency identification technology has made up the shortage of the original access control system, and makes access control system become more secure, convenient and practical.. Radio frequency tags are non-contact, read and write fast and low power consumption.
In this paper, a high security intelligent access control system is designed, which is based on RFID (Frequency Identification Radio) technology.. Begins with an analysis of the access control system of the domestic and foreign development status and trends, describes the problems existed in current access control system, leads to the purpose and significance of the topic research, based on the design scheme of the intelligent entrance guard system, and on the radio frequency identification technology is discussed in this paper, introduces the radio frequency identification system, the working principle, main technical parameters and related key technologies. Secondly, the hardware and software design of the system are introduced, the choice of hardware circuit, the design of the hardware driver, the design of serial communication program, etc..
Finally, summary the paper, summarizes the research contents and results of this paper, when the user enters the detection range of access control system, the system will automatically obtain identity information to identify the user is not authorized to the user, and records and personnel information, to non authorized user sends out the alarm signal. The project also needs to improve the place, and the prospect of the development of RFID technology.
Key words： STC89C52, IC card, LCD1602, intelligent access control
西南科技大学本科生毕业论文 III
目 录
第1章 绪 论 ................................................................ 1
1.1 课题研究的背景及意义 ....................................................... 1 1.2 国内外技术的发展现状 ....................................................... 1 1.3 设计的主要目标任务 ......................................................... 2 1.4 本章小结 ................................................................... 3
第2章 门禁系统总体方案设计 .................................................. 4
2.1 系统设计原理 ............................................................... 4 2.2 硬件方案的选择 ............................................................. 4 2.2.1主控制芯片的选择 ......................................................... 4 2.2.2 显示模块的选择 .......................................................... 5 2.2.3电源电路的比较与选择 ..................................................... 5 2.2.4 键盘输入模块的选择 ...................................................... 5 2.2.5电子锁门禁驱动器件的选择 ................................................. 6 2.2.6 数据存储芯片的选择 ...................................................... 7 2.3 系统的软件设计 ............................................................. 7 2.3.1 RFID通讯协议 ............................................................ 7 2.3.2 RFID读写器 .............................................................. 7 2.3.3 软件开发环境 ............................................................ 8 2.4 本章小结 ................................................................... 8
第3章 门禁系统的硬件设计 .................................................... 10
3.1 单片机最小系统设计 ......................................................... 10 3.1.1 STC89C52单片机介绍 ...................................................... 10 3.1.2 51最小系统电路设计 ...................................................... 10 3.2 IC卡原理及驱动电路设计 .................................................... 12 3.2.1 Mifare射频卡技术参数 ...................................................... 12 3.2.2 IC卡内部结构介绍 ........................................................ 12 3.2.3 IC卡读写过程 ............................................................ 14 3.2.4单片机与IC卡读卡模块接口电路设计 ........................................ 15 3.3 键盘电路设计 .............................................................. 15
西南科技大学本科生毕业论文 IV
3.3.1 键盘识别原理 ............................................................ 15 3.3.2 键盘电路及键盘按键定义 .................................................. 16 3.4 电子锁门禁继电器驱动电路设计 ............................................... 16 3.4.1 继电器介绍 .............................................................. 16 3.4.2 继电器驱动电路设计 ...................................................... 17 3.5 LCD1602液晶显示电路设计 .................................................... 18 3.5.1 LCD1602液晶介绍 ......................................................... 18 3.5.2 单片机与LCD1602液晶接口介绍 ............................................. 18 3.6 本章小结 ................................................................... 19
第4 章 系统的软件设计 ......................................................... 20
4.1 系统总程序设计 ............................................................. 20 4.2 IC卡读写子程序设计 ......................................................... 21 4.3 键盘扫描程序的设计 ......................................................... 22 4.5 LCD1602液晶显示子程序 ...................................................... 22 4.6 电子锁门禁开关子程序设计 ................................................... 23 4.7 报警子程序设计 ............................................................. 24 4.8 本章小结 ................................................................... 24
第5 章 门禁系统的调试 ......................................................... 25
5.1 门禁系统模拟调试 ........................................................... 25 5.1.1 单片机软件模拟调试 ...................................................... 25 5.1.2 单片机硬件模拟调试 ...................................................... 27 5.2 系统硬件焊接与调试 ......................................................... 27 5.3 功能验证 ................................................................... 28 5.4 本章小结 ................................................................... 31
结论 .......................................................................... 32 致谢 .......................................................................... 32 参考文献 ...................................................................... 34 附录1 电路图 .................................................................. 35 附录2 部分软件程序 ............................................................ 36
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第1章 绪 论
1.1 课题研究的背景及意义
IC卡门考勤与门禁系统有人也称门禁系统器。其中比较核心的是IC读卡器部分。提起IC卡读卡器，很多人都立即会想到这种产品是配合数码相机而产生的，不过目前已经不再局限于数码相机使用了，而是扩展到了更多的领域。“读卡器”顾名思义这是一种读取数据的设备，但其不单单可以支持数据的读取同样支持数据的写入。其初期的设计思路主要是为了弥补数码相机数据输出的缺陷而产生的。由于早期USB接口并不普及，因此数码相机的输出口都是同电脑的串口连接的，由于串口的数据传输速度很低，如果把这些数据拷贝到硬盘上，那就要花费大量的等待时间了。因此，读卡器就应运而生了。
早在1970年IC 卡读写器就伴随IC卡的产生而产生了，IC（Integrated Circuit）卡是1970年由法国人Roland Moreno发明的，他第一次将可编程设置的IC芯片放于卡片中，使卡片具有更多功能。法国布尔(BULL)公司于1976年首先创造出IC卡产品，并将这项技术应用到金融、交通、医疗、身份证明等多个行业，使读卡器也产生了不同的功能，和适应不同场合的不同类型，它提供了将微电子技术和计算机技术结合在一起的IC卡与人直接沟通的枢纽，提高了人们生活和工作的现代化程度。
在我国的一些领域，如电信、交通、医疗等部门，使用IC卡也已经很普遍，很多单位也已经使用IC卡来进行人员和财务管理。目前市面上见到读卡器都是被整合在自助一体付费机里，或连接在银行柜台服务员的电脑里。有接触类和非接触类之分，用于读取不同的接触类卡片和非接触类卡片。IC卡读写器主要应用于为智能卡进行余额查询和充值的读写数据工作。
如今，IC卡考勤与门禁系统的制作成本将不断降低，IC卡芯片随着半导体技术、大规模集成电路芯片的发展而产生，也必将随着计算机技术、网络技术等的高速发展而迅速发展壮大。而与其相伴而生的考勤与门禁系统的科学技术和制造工艺也再不断进步。 IC卡发展的如此迅疾自然也会导致其读写器的性能越来越好，功能也越来越强。IC卡考勤与门禁系统现在在银行、消费办公场所到处可见。今天我们用的校园一卡通，在卡务中心就是通过IC卡读写器将IC卡与电脑相连来进行充值的,所以本设计将对IC卡考勤与门禁系统装置展开研究。
1.2 国内外技术的发展现状
门禁控制系统是跟随着自动识别技术发展起来的,拥有很大的市场,有很多公司都从事门禁控制系统的生产和开发。在国外的门禁系统有很多品牌,主要有美国的休斯(HID)、摩托罗拉(MOTOROLA)、英国的集宝,以色列的SERVANT等品牌,国内门禁系统的品牌主要有清华紫光和捷顺等。门禁系统可有效管理门的开启与关闭，保证授权人员自由出入，限制未授权
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