基于IC卡的楼宇门禁系统的设计-毕业设计.doc
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基于IC卡的楼宇门禁系统的设计
学生：
指导教师：
内容摘要：
在楼宇中实行门禁系统是很有必要的，本论文介绍的是基于非接触式IC卡的楼宇门禁系统，非接触式IC卡是IC卡的基础上的一次新革命，非接触式IC卡楼宇门禁管理系统是IC卡技术和射频识别技术相互结合的产物。
射频技术是最近几年才发展起来的一种新的识别技术。
我们现在的很多学校大都已经采用了这种方便又快捷的新技术，本文通过对接触式IC卡和非接触式IC卡的比较，总结了非接触式IC卡的优点。
关键词：
非接触式IC卡射频技术楼宇门禁
DesignofentranceguardsystembasedonICcard
Abstract:
Inapproximatelytheentranceguardsystemisnecessary.ThispaperintroducesthebuildingentranceguardsystembasedoncontactlessICcard.ContactlessICcardisICcardonthebasisofanewrevolution.Non-contactICcardentranceguardbuildingmanagementsystemistheICcardtechnologyandtheproductofradiofrequencyidentificationtechnologyincombinationwitheachother.Non-contactICcardentranceguardbuildingmanagementsystemistheICcardtechnologyandtheproductofradiofrequencyidentificationtechnologyincombinationwitheachother.Todaywehavealotofschoolsaremostlyadoptedtheconvenientandefficientnewtechnologies.Thisarticlethroughtonon-contactICcardandcontactlessICcard,summarizestheadvantagesofcontactlessICcard..
Keywords:
nocontactICcardradiofrequencytechnologyaccesstothebuilding
.
目录
前言 1
1楼宇门禁系统的介绍 2
1.1楼宇门禁的背景 2
1.2楼宇门禁系统的发展 2
2方案设计 3
2.1卡式门禁的选择 3
2.2门禁系统组成 4
3硬件设计 4
4非接触式IC卡门禁系统的构成 5
4.1读卡器 6
4.2IC卡 6
4.2.1IC卡的分类 6
4.2.2非接触式IC卡的特点 7
4.2.3非接触式IC卡的功能组成 7
4.2.4IC卡的技术指标 7
4.2.5非接触式IC卡的优点 8
4.2.6非接触式IC卡门禁系统主要技术—自动识别技术 9
5读写芯片选用 9
6射频接口电路 9
6.1射频技术 9
7数字电路部分 10
8软件设计 11
8.1编程语言的选择 11
8．2主程序设计 11
8.3MFRC500应用子程序设计 12
8.3.1AT89C52对MFRC500的初始化 12
8.3.2AT89C52对MFRC500的操作 12
9结束语 13
参考文献 14
V
14
基于IC卡的楼宇门禁系统的设计
前言
不知锁是从什么时候发明的，可是人们却对它情有独钟，从古至今人们的潜意识里门锁就是用来保护室内财产安全的。
随着人们生活水平的提高和社会安全意识的提高，人们的安全防范意识也在不断的增强，当今社会科技越来越发达，人们对高科技服务于生活的要求也越来越高。
但是运用高科技手段抢劫和盗窃的犯罪活动也层出不穷。
人们渴望更可靠更安全的系统来保护自己的权益。
本论文所讲的该系统不需铺设通讯线路，而且可靠性高、成本低、便于维护，尤其方便现在大多数的老社区和办公楼的智能化改造。
非接触式IC卡楼宇门禁管理系统是以非接触式IC卡射频识别技术为核心，让用户能够方便和自主的使用为目的，具有高安全性、高可靠性的一种管理系统。
在要使用IC卡时只需在读卡器前面一划就能轻松的识别用户名而据此来判断开门与否。
相对于传统的门锁来说，传统的门锁需要钥匙开门，然而钥匙往往易丢失或者被人盗取，这样我们的生活就会有很大的隐患。
本文所介绍的非接触式IC卡门禁管理系统就不存在这种问题，卡片不易被复制所以也就使得这种非接触式IC卡门禁管理系统现已广泛地应用于楼宇自动化和很多重要区域。
1楼宇门禁系统的介绍
1.1楼宇门禁的背景
从古至今人们的潜意识里门锁就是用来保护室内财产安全的。
随着人们生活水平的提高和社会安全意识的提高，人们的安全防范意识也不断的增强，当今社会科技越来越发达，人们对高科技服务于生活的要求也越来越高。
传统的机械门锁只是单纯的机械装置，无论结构设计多么巧妙，材料多么坚固，然而人们却总能通过各种手段把它打开。
而且这种机械锁都是通过一把钥匙来开门，我们都知道钥匙太多又会成累赘。
这样会让我们的生活变得特别繁琐，而且钥匙的管理真的很麻烦，人员更换或者钥匙丢失都要把锁和钥匙一起换掉。
这样不仅不方便我们的生活还给我们的生活带来了无尽的烦恼。
所以我们就以智慧来想办法解决这些问题[1]。
为了解决这些问题，就出现了电子密码锁和电子磁卡，虽然在一定程度上解决了传统门锁的不足，但是每一种东西都会有一定的缺陷，随着人们使用的增加，它们的缺陷也就逐渐显露出来，电子密码锁的问题是密码和容易被泄露，而且人们也很难查出怎能么泄露的。
电子磁卡锁的问题是信息很容易被复制，而且卡片与读卡机具之间磨损又大，识别又不精确磨损又很厉害，这样就很不安全。
而且很容易被人在室外开锁。
随着时间的推移近几年出现了很多门禁系统，还有指纹识别系统、面部识别系统等等但是到现今最好用也是最实用的系统莫过于本文介绍的这种非接触式的IC卡门管理禁系统。
IC卡行业的发展始于1993年左右，当时我们国家建立了“金卡工程”，到现在已经取得了相当了不起的成就。
我们已经自主开发较大容量的储存卡，但是对于本文要介绍的非接触式的IC卡技术仍处于比较落后的状态，然而这种技术又是现在很多行业所需要的，所以为了加快非接触式的IC卡的发展，我国不少科研院所参与到射频卡的研究上来，尤其是中科院这个我们国家的高科技集中的院所更是作出了不朽的贡献[2]。
1.2楼宇门禁系统的发展
随着社会的发展，人们对于防盗的要求也越来越高。
传统的门锁仅仅是单纯的机械组装，然而开锁的工具往往只需一把钥匙。
可是钥匙却很容易丢失和复制，为了解决这种烦人的问题于是就出现了电子磁卡锁和电子密码锁。
这就标志着门禁管理进入了信息时代。
第一代门禁：
键盘输入密码方式这种门禁优点是简单易操作缺点是会因忘记密码而被拒之门外；
第二代门禁：
接触卡式：
▲磁码卡：
把瓷质贴在塑料卡片上制成的，缺点是易消磨、易磨损。
▲铁码卡：
卡片中间用特殊金属线排列编码，优点是安全性能高，缺点是容易消磁。
第三代门禁：
非接触式IC卡：
采用半导体制造技术和信息安全技术，通过电子回路和感应线圈在读卡器产生特殊的振荡频率，只要卡片进入了读卡的范围，感应电流就会使电子回路发射信号到读卡器上面，收到的信号被读卡器发送到控制器，遥控器经过处理再把信息反馈回来。
第四代门禁：
生物识别系统：
有指纹机、视网膜机和声音辨别机和人脸辨别机。
这些都是比较高级的出入口使用的控制系统，对于本论文所介绍的楼宇门禁系统来说没有必要使用这种技术，从钱财的投入来说不经济实惠，而且安装也比较麻烦。
而且这些识别系统还有缺点人生病会影响识别效果，甚至会无法识别[3]。
2方案设计
2.1卡式门禁的选择
随着生物识别技术，感应卡技术的发展，门禁系统也越来越成熟，随着人们安全防范意识也不断的增强，人们对于卡式门禁的选择也有了的要求也加大了，下表是几种卡的比较如下表2.1—1所示：
表2.1—1卡式比较
性能
磁卡
接触式IC卡
非接触式IC卡
信息载体
磁性物质（磁条）
EEPROM
EEPROM
信息量
较小
大
大
读取方式
电磁转换
电擦写
无线通信
保密性
一般
好
好
识别速度
低
低
很快
读取距离
接触
接触
远
使用寿命
短
长
很长
成本
低
较高
较高
多标签同时识别
不能
不能
能
从上表可以看出，非接触式IC卡是当今卡式门禁系统当中最好的选择。
所以本论文选用的就是非接触式IC卡的门禁管理系统。
非接触式IC卡是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物，是人类门禁史上的一次重大科研成果。
2.2门禁系统组成
门禁系统的构成是由读写器部分、中央控制电脑的软件管理系统模块、中央控制电脑与读写器之间的数据传输模块组成，如图2.2—1所示：
楼层PC1
楼层PCn
电磁门锁n
门禁读卡器1
门禁读卡器n
电磁门锁1
电磁门锁n
门禁读卡器n
门禁读卡器1
电磁门锁1
管理中心服务器
局域网
图2.2—1楼宇门禁系统框图
3硬件设计
本论文采用Philips公司的非接触式IC卡Mifare1卡，以M1卡作为用户卡，以用户卡的序列号SN为依据控制门的开关。
硬件电路主要是由MIFARE卡读写模块ZLG500A及天线、数据传输、中央控制、键盘、显示器主控制器AT89C52、门禁记录与授权卡号存储器、时钟电路以及电磁门锁等部分组成，其硬件框图如图3—1所示：
主控
MCU单片机芯片（89C52）
复位电路
时钟电路
（DS1302）
数据存储电路
传输模块
RS485
中央控制
电脑
MCM500
模块
天
线
液晶显示
键盘
电锁
出门
按钮
射
频
卡
图3-1门禁系统硬件框图
4非接触式IC卡门禁系统的构成
非接触式IC卡门禁系统由非接触式IC卡、读卡器和PC管理机组成，此外还包括外部门禁设备如图4—1所示：
图4—1系统基本组成框图
4.1读卡器
门禁系统的关键部件就是是读卡器，它是由读写芯片、微处理器、射频天线、串行通信接口、外围扩展器件等几部分组成的。
接上串行口和+5V电源可以读卡和与计算机通信。
读卡器是用户与卡片之间的桥梁，能够处理来自身份的信息[4]。
其内部结构框图如图4.1—1所示。
本课题采用的读卡器是针对Philips公司MIFARE产品设计的，能够读写MIFARE列的非接触式IC卡。
R232通信通信接口电源蜂鸣器驱动
天线耦合电路
天线
单片机
MIFARE读写芯片
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