本科毕业论文（设计）
题 目 基于PLC的门禁系统设计
姓 名 唐斌梅 学号 201212701054 二级学院 机电工程学院 专 业 自动化
指导教师 季致和 职称 教授
齐鲁理工学院教务处制
目录
摘要 ............................................................................................................................................ 1 关键词 ........................................................................................................................................ 1 Abstract ....................................................................................................................................... 1 Key words ................................................................................................................................... 1 引言 ............................................................................................................................................ 2 1 概述 ...................................................................................................................................... 2
1.1 门禁系统的发展 ........................................................................................................ 2 1.2 门禁系统的功能 ........................................................................................................ 3 1.3 门禁系统的分类 ........................................................................................................ 3 2 门禁系统的结构与总体分析 .............................................................................................. 4
2.1 门禁系统的构成 ........................................................................................................ 4 2.2 门禁系统工作过程的硬件实现框图 ........................................................................ 4 2.3 门禁系统工作的软件流程图 .................................................................................... 5 3 门禁控制系统的硬件设计 .................................................................................................. 5
3.1 IC卡的读写 ............................................................................................................... 5
3.1.1 IC卡的种类和特点 ......................................................................................... 5 3.1.2 读卡器 .............................................................................................................. 6 3.2 电控锁 ........................................................................................................................ 7 3.3 传感器 ........................................................................................................................ 7 3.4 门禁控制器 ................................................................................................................ 8
3.4.1 门禁控制器的功能 .......................................................................................... 8 3.4.2 门禁控制器的总体设计 .................................................................................. 8 3.4.3 PLC的选择 ...................................................................................................... 9 3.4.4 PLC的I/O端口分配 .................................................................................... 10 3.4.5 门禁系统的硬件电路设计图 ........................................................................ 11
4 系统软件的设计 ................................................................................................................ 11
4.1 程序梯形图 .............................................................................................................. 11 4.2 软件调试 .................................................................................................................. 14 5 总结 .................................................................................................................................... 15 致谢 .......................................................................................................................................... 16 参考文献： .............................................................................................................................. 17
基于PLC的门禁系统设计
自动化专业学生 唐斌梅 指导教师 季致和
摘要：门禁系统就是对各种通道权限的管理。随着人们生活水平的不断提升，安全也成为了大众关注的焦点，所以有了门禁系统的产生。近几年，门禁系统飞跃发展，出现了指纹识别、无线识别、生物识别等高端技术。本设计由IC卡、读卡器、施耐德可编程控制器、电控锁和传感器这些硬件设备构成。用户进出系统需按等级加以区分，故软件设计时将进出方式分为三个等级：IC卡，IC卡+密码，IC卡+密码+钥匙。本设计还增加了红外报警功能和消防功能。主要实现的是进出通道权限、进出通道方式和异常报警这些功能。 关键词：PLC IC卡 传感器
Design of Access System Based on PLC
Student majoring in automation Binmei Tang
Tutor Zhihe Ji
Abstract：Access control system is to manage the various channels of authority. As people's living standards rising, security has become the focus of public attention, it has generated access control system. In recent years, the rapid development of access control systems, the emergence of fingerprint identification, RFID, biometrics and other high-end technology. The design consists of an IC card reader, Schneider programmable controllers, electric locks and sensors these hardware devices. User access to the system level basis having to partition out of the way so the software is divided into three levels design: IC card, IC card with a password, IC card with a password plus key. This design also adds an infrared alarm and fire-fighting capabilities.. The main access routes to achieve the permissions, access channel mode and alarm function abnormalities.
Key words：PLC;IC card;sensor
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引言
为了跟上信息时代的脚步，维护社会财产的安全，满足用户对于安全的不同需求，门禁系统便产生了。门禁系统不仅给管理人员提供了更加安全便捷的管理模式，也给使用者带来了更便捷体验。为此，本文研究一种基于PLC技术的门禁系统。适用范围为：智能办公楼、政府办公机构、医院、智能小区、供电局变电站和电信基站。门禁系统在近几年来都有着突飞猛进的变化，出现了智能卡识别、生物识别、无线门禁等一系列高端技术，在便捷性和安全性方面也有了很大的突破。本次设计主要是基于PLC可编程控制器的一种设计，利用读卡器、控制器、传感器、电磁锁、识别卡等其他设备构成，实现了多级别区分功能，报警功能，消防功能等[1]。设计实现的过程是先软件测试，软件测试合格后再进行硬件与软件结合调试，如果时序方面没有问题控制器就能正常工作，即可以实现门禁控制器的各项功能。门禁系统设计的完成有利于提高社会的安全性和便捷性。
1 概述
本文研究一种基于PLC技术的门禁系统。适用范围为：智能办公楼、政府办公机构、医院、智能小区、供电局变电站和电信基站。门禁控制系统的基本系统组成：卡+密码+钥匙+读卡器+控制器+电控锁+传感器开关门机构；在这个基础之上又添加了防盗报警系统，运用各种方法使其成为一个封闭的安全环境。通过不同的编程，进出人员根据身份级别的不同，使用不同的开门方式，例如：卡，卡+密码，卡+密码+钥匙方式中的一种或几种。主要实现的是进出通道权限、进出通道方式和异常报警这些功能。 1.1 门禁系统的发展
门禁系统在市场上发展很快，出现了很多新技术，例如人体特征识别（生物识别），手机一卡通，无线控制门禁之类的，它们各有所长，安全性和便捷性也有了非常大的提高，并且出现在各个领域，可以算得上是无处不在，这也标志着门禁系统已经发展得比较成熟。门禁系统近几年开发的新技术： （1）手机一卡通发展蓬勃
最先崛起的是手机一卡通这种新技术，历时一年多的发展，手机一卡通在门禁领域也称得上是家喻户晓，至此人们的需求也更加多样化。 （2）生物识别技术发展迅猛
生物识别技术是继手机一卡通之后又一新的时代，经过手机一卡通之后，人们将最新的科技与需求相结合便产生了生物识别技术。生物识别技术顾名思义就是生物体特征的识别，例如人脸识别，指纹识别，掌纹识别之类的，这项技术将门禁带入更高一层领域，实现了质的飞跃。
（3）无线门禁技术日渐成熟
无线门禁系统的问世超越了人们对门禁的认识，以前人们普遍认为必须有实物接触才能实现开门，无线门禁利用了当今最智能化的无线物联网，可以通过蓝牙、GPS、FSK等方式传输，更加提高了门禁系统的安全性，这也是现在做的最为成熟的一种门禁系统。 以上三种门禁可以说是代表了门禁发展的过程，将门禁系统又一个少见的技术领域发展壮大为无所不在的必备工具，这也意味着好的科技产品终究会被大众认可，这也激励着人们不断的开发创新[2]。
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图1.１ 门禁系统图
1.2 门禁系统的功能
（1）由于不同用户加密程度不同，为此按用户等级将开门方式分了以下几种： 级别一：级别1IC卡号+密码+钥匙=开门一次（10s后自动关闭） 级别二：级别2IC卡号+密码=开门一次（10s后自动关闭） 级别三：级别3IC卡号=开门一次（10s后自动关闭） （2）门窗、消防和报警这些状态在总控室有指示灯提示。
（3）当有人非法闯入门禁系统时，系统能立刻报警，并且只有当总控室工作人员按下解除报警按钮时报警才能停止。
（4）当系统有消防事宜发生时，处于中央控制室中控制人拥有打开所有门窗且进行系统报警的权利。 1.3 门禁系统的分类
门禁系统的分类按进出识别方式可分为以下三大类：
1．密码识别：通过判断输入密码的有效性来判断该用户的进出权限。 密码键盘有两种：一种是普通型，另一种是乱序型。 （1）普通型：
优点：成本低，操作方便，无须携带卡片。
缺点：最多只能同时存储三组密码，保密性低；不能存储进出记录，只能单向操作。 （2）乱序型：
优点：安全性好，操作简单，使用方便易懂。
缺点：保密性能低，无法存储进出记录；单向操作；价钱昂贵。
2．卡片识别：通过读取卡片信息来判别进出方式权限，卡片有普通读卡器和射频卡[3]。
（1）磁卡：
优点：一人一卡，安全性能一般；可以联机，有进出记录；成本较低。
缺点：卡片和设备会出现磨损，使用有效时间较短；不容易实现双向控制；而且卡
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