攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪论
出射频门禁卡、门禁控制器的相关介绍和设计的总体思路和具体实现方法。
该系统中门禁读卡器的主要任务是控制射频模块来接受读取门禁识别卡上面的信息，并且对该卡进行识别和解码，将获取的信息再显示出来。同时在门禁主控制端要进行Linux的移植工作，其中包括U-boot、内核的制定和裁剪、文件系统的制作。并且研究嵌入式系统开发的方法和Linux驱动程序的设计方法。
3
攀枝花学院本科毕业设计（论文） 门禁系统技术的介绍
第二章 门禁系统技术的介绍
2.1 RFID射频识别技术的介绍
自动识别技术是一种自动收集数据的技术，用收集相关的人或者物的信息或数据，射频识别技术是众多自动识别技术中的一种。RFID技术最常见的应用就是通过一个识别号码（类似姓名）来惟一地识别一个物体、地点、动物或者人。这个号码存储在附属天线集成电路中，IC和天线一起被称为电子标签，电子标签附属于要识别的物体、地点或者人。
射频识别（英文：Radio Frequency IDentification，缩写：RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
RFID系统一般是由电子标签和读写器组成，同时结合许多其他组件在现实生活中也出现过，例如计算机、软件系统、无线设备和网络。所有这些组件和电子标签以及读写器共同工作，组成了完整解决方案。典型的RFID系统由以下两部分组成:
1)电子标签，即携带数据的发射器（如标签）。位于要设别的目标表面或者内部，一般由两个部件（如线圈或者微波天线）和一个电子芯片组成。根据使用的电源可以把标签分为主动标签、半被动标签和被动标签，还可以个根据其编码的数据进行进一步分为只读、读/写以及读/写/重写。大多数标签比一粒沙子还小（即宽度小于3mm），一般内部封有一个玻璃或塑料的模块。
2）读写器，即读取电子标签的数据和写入数据到电子标签的收发器（或阅读器）。许多读写都额外的接口，可以把收到的数据传送给另一个系统，如个人计算机或者自动控制系统。
RFID技术的最大优点就是减少了人工干预，可以在商业活动进行的过程中自动收集数据，且收集数据不需要贴别的动作。这种自动操作提高了数据质量，减
4
攀枝花学院本科毕业设计（论文） 门禁系统技术的介绍
少了数据采集的时间，具有实时地获取数据以及降低在低质量数据上的花销的特点。因为无需打开物品包装盒就可以扫描货品来收集数据，RFID还节约时间和降低成本的好处。此外，它还可以实时获取详细的目录信息和实时监测货物清单。
RFID技术广泛应用于供应物流链管理、公共管理、人员管理、门禁控制、交通领域、生产领域中。
2.2基于ARM平台的嵌入式系统的介绍
2.2.1 ARM技术的介绍
ARM公司是微处理器行业的一家知名企业，专门从事的是基于RISC技术芯片设计开发。作为知识产权供应商，ARM公司不直接从事芯片生产，而是转让设计许可，由合作公司生产各具特色的芯片。世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器内核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。
目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的处理器已遍布及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统和无线电系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器的大部分市场份额，ARM技术正逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM微处理器采用RISC构架，一般具有如下特点： 1) 体积小、低功耗、低成本、高性能；
2) 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好地兼容8位/16位器件； 3) 大量使用寄存器。指令执行速度更快； 4) 大多数数据操作都在寄存器中完成； 5) 寻址方式灵活简单，执行效率高； 6) 指令长度固定；
除了上述特点之外，ARM体系结构还采用了下面一些特别的技术，在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗：
1) 所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效
率；
2) 可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率； 3) 可在一条数据处理指令中间同时完成逻辑处理和移位处理； 4) 在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率；
到目前为止 ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到以下的许多领域: 1) 工业控制领域 :作为32的RISC架构基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额同时也逐渐向低端微控制器应用领域
5
攀枝花学院本科毕业设计（论文） 门禁系统技术的介绍
扩展,ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。
2）无线通讯领域目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。
3）网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，在语音及视频处理上行了优化并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。
4）消费类电子产品：技术在目前流行的数字音频播放器数字机顶盒和游戏机中得
到广泛采用。
手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。
除此以外，ARM 微处理器及技术还应用到许多不同的领域并会在将来取得更加广泛的应用。[]
5）成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。
2.2.2 嵌入式系统概述
嵌入式系统是基于计算机、电子和信息技术，以产品和设备为目标，集硬件和软件于一体的专用系统。具有集成度高，实时响应速度快、维护和扩展方便以及升级换代快等特点，广泛应用于实时性强以及系统对功能、可靠性、功耗等技术指标严格要求的多任务体系。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及用户的应用程序几个部分组成，用于实现对其他设别的控制、监控和或者管理等功能。随着嵌入式系统的发展，对于功能不断增强、应用范围日益广阔的嵌入式硬件，植入与之匹配的嵌入式操作系统，并根据实际需要合理剪裁系统软、硬组件，既能充分发挥系统功能，有效提高系统利用率，又能节省存储空间，有利于操作系统的移植和效率的提高。
由于嵌入式系统是一种专用的计算机系统，所以嵌入式系统的体系结构也和PC的体系结构类似，主要包括硬件、操作系统和应用程序三部分。如下图
6
攀枝花学院本科毕业设计（论文） 门禁系统技术的介绍
图2.1 嵌入式体系结构图
1）硬件
嵌入式硬件系统的核心是嵌入式处理器。在PC中，CPU的体系结构几乎是x86系列的天下。但是在嵌入式处理器领域，目前市面市面上流行的有上百种体系结构和品牌的CPU。其中ARM、PowerPC、MIPS等应用最为广泛。在处理器方面，嵌入式系统一般使用SDRAM作为内存，Flash作为外村。显然，嵌入式存储器的性能和容量是远远比不上PC中的DDR内存和硬盘的。下面给出嵌入式系统的硬件组成图
图2.2 嵌入式系统硬件组成图
7