基于单片机的IC卡门禁系统的设计.docx

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基于单片机的IC卡门禁系统的设计

基于单片机的IC卡门禁系统的设计

毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

基于单片机的IC卡门禁系统的设计

学生姓名：

XXXXX指导教师：

XXXXXX

二级学院：

XX学院专　　业：

自动化

班　　级：

10自动化学　　号：

XXXXXXX

提交日期：

2014年5月12日答辩日期:

2014年5月17日

基于单片机的IC卡门禁系统的设计

摘要

本论文介绍了可加强安全的智能门禁系统。

论文具体的介绍了门禁系统的组成、读卡器的硬件设计以及系统的软件开发内容。

提供了门禁读卡器的电路原理图，和主要程序设计的流程图和程序。

重点分析了单片机与FM1702高频读卡器频模块的接口电路、报警电路、门锁继电器电路、液晶12864电路以及单片机最小系统。

读卡器主要有读卡模块、单片机控制模块、射频天线以及智能IC卡组成。

读卡器能读写荷兰Philips公司的Mifare非接触式射频卡。

当有卡进入时则读卡内数据后通过单片机进行处理后程序自动判断是不是合法IC卡，并且将卡号传送到液晶12864上显示。

读卡器的软件部分重点介绍了读卡过程的程序设计,包括询卡、选取卡片、读取卡片、判别IC卡是否合法等。

读卡器选用内部集成有8K字节Flash程序存贮器的STC89C52单片机作控制器，系统采用SPI通信，其接口管脚少、连线简易，便于缩小读卡器的体积。

关键词：

门禁系统；STC89C52；读卡器

ThedesignofICcardentranceguardsystembasedonsinglechipmicrocomputer

Abstract

Thispaperintroducestheintelligententranceguardsystemsecuritycanbestrengthened.Thisthesisintroducesthesoftwaredevelopmentcontent,accesscontrolsystem,thehardwaredesignofcardreaderandsystem.Providesaccesstoreadcircuitdiagramthecardreader,andthemainflowchartandprogram.FocusontheanalysisofthesinglechipcomputerandFM1702interfacecircuit,thehigh-frequencyreadcardreadermoduleandalarmcircuit,frequencylockrelaycircuit,LCD12864circuitandMCUminimumsystem.Thereaderhasreadcardmodule,MCUcontrolmodule,RFantennaandintelligentICcard.ThecardreadercanreadandwritePhilipsHolland'sMifareofcontactlessRFcard.WhenthecardenteredwillreadthecarddataprocessingprogramtoautomaticallydetermineIsitright?

LegitimateICcardthroughthemicrocontroller,andthenumberistransmittedtotheliquidcrystaldisplay12864.Thecardreadersoftwarepartemphaticallyintroducestheprogramdesigncardprocess,includinginquiringcard,selectcardreadcard,ICcard,judgingthelegalityof.读卡器选用内部集成有8K字节Flash程序存贮器的STC89C52单片机作控制器，系统采用SPI通信，其接口管脚少、连线简易，便于缩小读卡器的体积。

Cardreaderwithintegratedwithinternal8KbytesofFlashprogrammemoryofSTC89C52singlechipmicrocomputerascontroller,thesystemusestheSPIcommunicationinterface,theconnectionpinisless,simple,easytoreducethevolumeofthecardreader

Keywords：

entranceguardsystem;AT98S52;devices,cardreader

1绪论

1.1选题论证

当今社会，时代变化着人们对门禁系统的要求也越来越高，门禁系统得以广泛的应用，所以门禁系统的开发已成为现代科技领域的一个火热课题。

现在，安全防范系统中，门禁系统是一个极其重要的一部分，在许多发达国家中，门禁系统正以远高于其它品种的安防产品的进度迅猛发展，门禁系统能在众多安防产品中脱颖而出。

主要原因是因为其从根本改变了以往安防产品，类如闭路监控，防盗报警等安防方式都十分的被动，以主动的控制替代了被动监视的方式，进过控制主要通道，极大的防止了非法者从正常通道的入侵，并且可以通过对通道门的控制限制非法者的活动范围，制止犯罪或减少损失。

1.2门禁系统概括

门禁安全管理系统是一种新型现代化的安全管理系统，它包括微机自动识别技术和现代安全管理措施。

它包含电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等许多新技术。

它极大的保护了出入口的安全。

适用于各种机要部门，如银行、监狱、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间,智能化小区，工厂等。

智能门禁系统是保护出入口安全的系统,该系统控制人员的出入以及他们的活动区域。

门禁系统控制的基本原理是：

按照每个人的活动范围,提前制作出各种层次的卡或预定密码。

在相关出入口等处安装读卡器,持卡人把自己的卡片放到读卡器上进行识别,读卡器把读到的卡号等信息发送到计算机,通过计算机判断,当身份符合,门锁就开启,否则就将报警。

1.2.1门禁系统组成

门禁系统由控制器，读卡器，电控锁，识别卡和存储器、报警器等部分组成。

门禁系统的核心是控制器,打个比方读卡器是系统的眼睛,电控锁是系统的手,那么控制器就是系统的大脑。

1.2.2门禁系统功能

限制人员的进出区域,拒绝非法进入者,保护财产不受任何非法者侵犯。

当请求进入的人员身份合法便可经过控制中心认证,电子锁将打开否则电锁将不会开启。

1.2.3门禁系统的发展过程

出入口门禁系统望文生义就是对出入口通道进行管理的系统，它是以传统的门锁为基础上发展而来的。

传统的机械门锁只是一种单纯的的机械装置，不管其结构设计多么完美，使用的材料多么坚固，非法者总是不折手段的将其打开。

在出入频繁的通道，钥匙的管理实在麻烦，当钥匙的丢失或是人员的更改往往都要换掉所有的钥匙和机械锁。

为了解决这些麻烦问题，电子磁卡锁，电子密码锁因运而生，这两种锁的出现一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断的使用中，两种电子锁的本身缺陷就逐渐显现，磁卡锁的关键问题是信息遭到复制，卡片与读卡机具之间的长期磨损导致其故障率高，安全系数低。

密码锁的关键问题是密码容易泄露，无法查找泄露源头，安全系数很低。

并且这个时代的产品由于大多采用读卡部分与控制部分合并一起安装在门外，外面的人可以轻易的打开门锁。

这时的门禁系统还处于早期不成熟阶段，所以当时的门禁系统通常被人称为电子锁，得不到广泛的运用。

随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。

1.2.4门禁系统的优越性

（1）使用寿命长。

射频卡和读卡器无需机械接触即可工作,从而避免了因机械磨损而导致的故障，大大延长了使用寿命。

（2）使用方便。

射频卡卡使用非常简单，不需固定方向和位置，决不会有黑暗中找不到锁孔的烦恼。

（3）安全可靠。

每张卡生产出了来时都有固定的编码，卡和读卡器都不会被复制，且防水、防磁，抗干扰。

即使卡片不慎丢失，也不需再劳神伤财的去换锁，只需在控制器或系统软件将卡片删除便可，确保系统的安全性和可靠性。

（4）一卡多用。

机械锁每个门至少配一把钥匙，而射频卡支持一卡多门，只要随身携带一张卡，便可以通过能被认证的通道，再也不用带沉甸甸的钥匙。

1.2.5门禁系统的国内外现状

自动识别技术的迅速发展带动了门禁系统的发展,国外门禁系统的知名品牌有美国的休斯、西屋、洛泰克,以色列的DDS，英国的集宝等品牌。

国内也有许多门禁系统的品牌如捷顺、北京青云等公司。

现在国内外研发和应用门禁系统主要集中在感应门禁系统和生物识别门禁系统。

指纹门禁系统是生物识别门禁系统中应用最为广泛的。

在计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟,指纹自动识别系统的大小逐渐缩小,其价格也在不断的降低。

1.3课题背景及意义

门禁系统，又被称为出入口控制系统，如今科学技术的强大使其已发展为一套现代化的、功能齐全的管理系统。

它对出入门和通道的管理也早已不再是以往的机械锁管理。

它不在当作简单进出口管理使用，更多的帮助了内部的有序化管理。

它能够每时每刻的自动记录人员的出入情况，准确的控制内部人员的出入区域和出入时间，并且能够委婉的拒绝不速之客进入。

同时极大地保护人们的财产不受到侵犯。

门禁管理系统已经是安全防范系统中极为重要的一个组成部分，在许多发达国家中，它正以远高于其它类安防产品的进度高速的发展着，在各个场所中都得以广泛的应用。

如今的现代都市对美观要求极高，公司形象体现了其所追求的时尚和品味，也是给顾客良好的印象。

很难想象，在追求智能化无纸办公的今天，在华丽高档的玻璃大门装上一把丑陋的机械锁将会是一件令人多么尴尬和寒碜的事情啊！

但是，当能用手中的卡片使大门就应声而开，那将是多么的高端、大气、上档次。

此外，如今人们十分注重商业情报和安全，以往的个人身份鉴别手段己不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要。

只有不易被他人代替、仿制、甚至本人也无法转让的身份识别凭证才能得到人们的认可。

因此，从易用性、安全性、成熟性、造价性等方面综合比较，IC卡门禁技术正在以惊人的速度迅猛发展。

这正是我们研究IC门禁管理系统的意义所在。

1.4本论文拟解决的关键问题与解决方法

⑴关键问题

①怎样采集合法开锁人的信息

②怎样实现IC卡是否合法

③怎样控制门的开关以及报警

⑵解决方法

①用STC89C52单片机控制FM1702高频读卡器实现对学生犯人信息的采集

②采用事先将IC卡号保持到存储器中进行保存，刷卡时查找存储器的卡号是否存在。

③采用单片机控制继电器电子锁与蜂鸣器来控制门开关和报警。

2系统结构与设计原则

门禁系统的核心部分是门禁读卡器，他可以读取非接触式IC卡，本设计的主要任务就是对读卡器的设计。

由于门禁系统都应用于重要场所，所以其设计要符合一定标准。

2.1门禁读卡器

门禁系统的关键部件是读卡器，他是有控