关于RFID射频识别的门禁系统.docx

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关于RFID射频识别的门禁系统

摘要

在生活中有些场合并不是任人自由进出的，而只允许有进出权限者通行，这时，就得使用出入口管理系统即门禁系统。

传统的门锁是最古老、最简单的门禁方式，一把锁配一把钥匙，几把锁就要配几把钥匙，使用不便。

为了适应信息时代的需要，保证建筑内部的安全性，满足用户当时的各种需求，智能门禁系统应运而生。

根据市场需求设计一款基于RFID的门禁系统。

本设计采用AT89C52作为主控芯片，用北京易火眼公司的YHY502ATG专用读卡器模块用来读射频卡的信息，当有卡进入到读卡器读卡的范围内时就会读取到相应的卡序列号，并根据得到的卡序列号做出相应的操作。

在扩展时采用Delphi软件做上位机，并建立一个Access数据库用来存储用户信息。

上位机与下位机之间的通信采用串口通信，选用MAX232CPE芯片完成上、下位机之间的通信。

按键部分采用的是自制的3*4按键矩阵，采用线反转法来判断是哪个按键按下。

本设计实现了自动、准确的识别卡序列号，对门禁系统起着重要的作用。

关键词　门禁系统；射频识别；读卡器

Abstract

Someoccasionsinlifeisnotafancyfreeaccess,whileaccessprivilegesareallowedonlytothosewhopassthistime,youhavetousetheimportandexportmanagementsystemfortheaccesscontrolsystem.Thetraditionalhardwareistheoldest,theeasiestaccessmode,alockwithakeylockisnecessarywithafewafewkeys,usetheinconvenience.Inordertomeettheinformationneedsofthetimestoensurethesafetyofinsidethebuildingtomeetthediverseneedsoftheuseratthattime,intelligentaccesscontrolsystemcameintobeing.

AccordingtomarketdemandtodesignaRFID-basedaccesscontrolsystem.ThisdesignusesAT89C52asthemasterchip,witheyesoffirethecompany'sBeijingYiYHY502ATGdedicatedRFcardreadermoduleforreadingtheinformation,whentherearecardintothereaderwithinthereader,itreadstotheappropriatecardserialnumber,andinaccordancewiththecardserialnumbertobemadebytheappropriateaction.Delphisoftwareusedintheexpansiondohostcomputer,andtheestablishmentofanAccessdatabaseusedtostoreuserinformation.Upperplaneandlower-bit-machinecommunicationusingserialcommunication,useMAX232CPEchiptocompletetheupperandlower-bit-machinecommunication.Keypartistheself-made3*4keypadmatrix,usinglinearinversionmethodtodeterminewhichbuttonispressed.Thisdesignenablesautomatic,andaccurateidentificationcardserialnumberoftheaccesscontrolsystemplaysanimportantrole.

KeywordsAccessControlSystemRadioFrequencyIdentificationProximityCouplingDevice

目　录

摘要I

AbstractII

第1章　绪论1

1.1课题开发背景1

1.2目的和意义1

1.3国内外研究发展状况2

1.3.1国外研究发展现状2

1.3.2国内研究发展现状2

1.4本文的主要研究问题3

第2章　系统的总体设计5

2.1系统模块总体设计5

2.2系统硬件设计6

2.3系统软件设计6

2.4本章小结7

第3章系统硬件详细设计8

3.1硬件系统总体方案设计8

3.2各模块电路设计8

3.2.1元器件的选择8

3.2.2读卡器数据采集电路设计8

3.2.3串行E2PROM存储电路设计15

3.2.4LCD1602显示电路设计17

3.2.5串口通讯电路设计19

3.2.6报警电路设计20

3.2.7门控电路设计21

3.2.8键盘电路设计21

3.3本章小结22

第4章系统软件详细设计23

4.1软件结构框图23

4.2软件总体流程图23

4.3软件详细设计24

4.3.1密码子程序24

4.3.2数据采集子程序26

4.3.3显示子程序28

4.3.4存储子程序29

4.4上位机设计30

4.4.1上位机程序流程图32

4.4.2用户登录界面设计32

4.4.3门禁系统界面设计34

4.5开发工具简介36

4.5.1集成开发环境Keil36

4.5.1Protel99SE36

4.5.3伟福简介37

4.6本章小节39

第5章　系统调试40

5.1系统硬件调试40

5.1.1液晶部分的调试40

5.1.2键盘输入部分的调试40

5.1.3串口发送/接收部分的调试40

5.1.4存储部分的调试40

5.1.5读卡器部分的调试41

5.2系统软件调试41

5.3系统整体调试42

5.4本章小结42

结论43

致谢44

参考文献45

附录147

附录256

附录357

第1章　绪论

1.1课题开发背景

射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。

同时，经济水平的高速发展让人们越来越关心建筑内部的安全性。

为了适应信息时代的需要，保证建筑内部的安全性，满足用户当时的各种需求，智能门禁系统应运而生。

智能门禁系统集计算机技术、电子技术、机械技术、磁电技术和射频识别技术于一体，使卡与锁之间实现完整“对话”功能，以智能卡来控制门锁的开启，开创了门禁管理的新概念，它不仅给管理者提供了更安全、更快捷、更自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便。

本文研究的基于射频识别技术的门禁系统就是这样的一种系统。

1.2目的和意义

门禁系统又称门禁出入口保安自动化管理系统。

智能建筑通过对四个基本元素，即结构、系统、服务和管理进行最优化的考虑，从而为用户提供一个高效和高经济效益的工作环境。

它在功能上实现了通讯自动化（CA）、办公自动化（OA）和楼宇自动化（BA），通过综合配置在建筑内的各功能子系统，以综合布线系统为基础，以计算机网络为桥梁，全面实现对通讯系统、办公自动化系统、楼宇自动化系统的综合管理。

门禁系统属于楼宇自动化系统的一部分，具有对门户出入控制，保安防盗，报警等多种功能，它主要方便内部员工或住户出入，杜绝外来人员随意出入，既方便了内部管理，又增强了内部的保安。

一套现代化的，功能齐全的门禁系统，不止是作为进出口管理使用，而且还有助于内部的有序管理。

它将时刻自动记录人员的出入情况，限制内部人员的出入区域，出入时间，礼貌的拒绝不速之客。

同时也将有效地保护财产不受非法侵犯。

智能建筑的推广，建立连网门禁系统也成为一种趋势，门禁系统将有更广阔的发展空间。

随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛。

人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还可与其它系统联动控制等多种控制功能。

而基于射频识别的门禁系统针对集成应用给出了可行方案，具有重要的意义。

1.3国内外研究发展状况

1.3.1国外研究发展现状

目前，欧美门禁系统市场正逐渐进入成熟阶段，其产业的分工已进入细分阶段，生产卡和读卡器的厂家就只生产卡和读卡器，如美国的HID公司、Hl-dala公司、德国的Destele公司。

生产控制器的公司就只研究生产控制器和软件，如美国的NorthernComputer公司、CSI公司。

随着其产业化的形成，也由于大公司之间的相互竞争，使其利润率不断下降，产品价格不断大幅降低，现已进入1000美元一套系统的可广泛运用的市场。

正是由于市场的不断成熟，人们在普遍接受门禁系统的观念之后，在采购方面已可很方便地分别从不同公司采购到各部分设备，自己进行系统集成就可为用户方便安装成整套系统。

从目前全球门禁系统的前端输入设备的水平及发展方向来看，虽然磁卡和接触式IC卡读卡器在门禁系统的应用中还有一部分市场，但从发展趋势上看，除宾馆锁外，磁卡和接触式IC卡读卡器已在逐步地退出门禁系统市场。

国外对IC卡的研究和应用较早，特别是在美国和欧洲，但在非接触式IC卡方面的研究使用也只是近几年的事。

非接触式IC卡和读卡器的关键技术掌握在欧美国家和部分亚洲国家中，但真正形成大批量生产的厂家只有美国；德国、英国次之；日本、台湾、新加坡处于同一档次。

当今世界上非接触式IC卡主流产品是Philips公司的Mifare技术，己经被制定为国际标准ISO/IEC14443TypeA标准。

欧洲一些IC卡及读卡器制造商大都以Mifare技术为标准发展自己的IC卡事业。

1.3.2国内研究发展现状

1．目前，国内对门禁系统的研究已经从认识教育和试用阶段进入到了研发阶段，但在门禁系统的设计与制造过程中还有以下几点不足之处，主要表现为：

（1）采用国外已有的集成模块，像读写器、门禁控制器、天线模板等；

（2）对国外已有的系统进行仿造；

（3）产品单一、开发成本较高。

2．在技术方面，中国目前也有很多厂家，仿制国外优秀的门禁系统，主要的做法有两种，第一种是购买国外的门禁系统配件，如读写器、门控器等，再对其进行二次软硬件的设计。

这种门禁系统的性能很好，能满足许多安全要求很高的场所，但是价格很高。

第二种方法是，除了核心芯片购外，其余部件都是对国外优质产品进行研制。

这种方式比较灵活，可以随时根据客户的要求增加门禁系统的功能，且价格也比较便宜。

而