分布式RFID門禁系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、分布式RFID門禁系統(tǒng)設(shè)計說明書刖言射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)是從 20世紀 80年代開始走向成熟的一項自動識別技術(shù)，是當前最受人們關(guān)注的熱點之一，該項 技術(shù)既傳統(tǒng)也充滿新意和活力。 射頻識別是無線電識別的簡稱，即通過無線電波 進行識別。它源于無線電通信技術(shù)，綜合了現(xiàn)代計算機智能控制、智能識別、計 算機網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)，順應了計算機集成制造系統(tǒng)，電子商務等熱點應用的發(fā)展 需要。射頻識別應用電磁場，以非接觸、無視覺、高可靠的方式傳遞特定識別信 息，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的日益成熟，使得射頻識別系統(tǒng)的體積大大減少， 從而進入了實用化階段。

2、射頻識別技術(shù)具有工作距離大、信息收集處理快捷及 較好的環(huán)境適應性等優(yōu)點，極大地加速了有關(guān)信息的采集和處理，在近年來獲得了極為迅速的發(fā)展。基于RFID的考勤系統(tǒng)設(shè)計是將射頻識別技術(shù)應用到家庭 安防系統(tǒng)中的一次成功嘗試。這一系統(tǒng)克服了家庭生活中居住的安全性不能得到 保證的弱點，能夠有效地提高家庭安防系統(tǒng)的能力，為居家生活提供更好的，更安 全的保障。二 案例描述門禁系統(tǒng) , 又稱人口控制系統(tǒng) .在何時允許某些人進出 ,拒絕某些人進出 , 什 么情況下要發(fā)生報警 , 記錄人員的出入狀況 , 是門禁系統(tǒng)最基本的功能 . 智能的 RFID 門禁系統(tǒng)是對樓房中的重要通道進行管理。在門口，電梯，等人員來往頻

3、繁或重要的地方安裝控制裝置，例如：讀卡器，鍵盤等，人員想要進入必須有卡 才能通過，大大增強的安全性?；?RFID 技術(shù)的門禁系統(tǒng)作為智能門禁系統(tǒng)的 “骨干”，已經(jīng)成為了一項先進的高科技技術(shù)防范和管理手段，在一些經(jīng)濟發(fā)達 的國家已經(jīng)廣泛的應用于科研，工業(yè)，博物館，酒店，商場，醫(yī)療監(jiān)護，銀行， 監(jiān)獄等，已成為安防技術(shù)重點研究和開發(fā)的對象。1994 年 RFID 技術(shù)進入中國，引發(fā)了中國 RFID 技術(shù)的應用革命。在我國基 于 RFID 的智能門禁系統(tǒng)的使用仍然處于發(fā)展狀態(tài)，因此對射頻識別技術(shù)在門禁 系統(tǒng)方面的應用理論及實際可行性及實用性研究的重中之重。 近幾年， 關(guān)于識別 系統(tǒng)的通訊模式，指紋等

4、生物識別設(shè)備的集成管理及 DVRS統(tǒng)的集成成為現(xiàn)代門 禁系統(tǒng)發(fā)展的亮點。另外， 作為蓬勃發(fā)展的生物識別技術(shù)， 隨著其辨別技術(shù)的的 不斷成熟， 以及人們對這類產(chǎn)品的進一步了解， 若價格因素能保持人們可以接受 的范圍內(nèi)，那么，該技術(shù)的應用前景將是十分廣泛的。射頻識別 (RFID, 即 Radio Frequency Identification) 技術(shù)是自動識別技術(shù) 在無線電技術(shù)方面的具體應用與發(fā)展 , 其基本原理是利用射頻方式進行非接觸雙 向通信, 以達到識別與數(shù)據(jù)交換的目的 1 。具有高精度、適應環(huán)境能力強、抗干 擾強、操作快捷等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)無線自動識別，主動監(jiān)控的功能。 RFID 技術(shù) 作

5、為一項先進的自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)， 在實際應用中取得了顯著的成效， 已 經(jīng)成功應用到生產(chǎn)制造、物流管理、公共安全等各個領(lǐng)域。隨著 RFID 技術(shù)的日 益成熟和普及，各國政府都意識到RFID技術(shù)的研究價值和蘊涵的巨大商機，制定相關(guān)政策加大財力、物力投資，積極推動本國 RFID技術(shù)發(fā)展。RFID技術(shù)的運 用是非接觸式 IC 卡目前的潮流，更快的響應速度和更高的頻率是未來的趨勢。三 需求分析3.1 實驗箱模塊的選擇本次實驗選擇的是實驗箱中的高頻模塊，即HF 高頻下識別卡不需要繞制線圈，可以通過印刷的方式制作天線。 識別卡一般是負載調(diào)制的方式工作， 也就是 通過識別卡的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器

6、天線上的電壓發(fā)生變化， 實現(xiàn)遠 距離識別卡對天線電壓進行振幅調(diào)制。就頻率而言，高頻RFID具有以下特性： 工作頻率為13.56MHz該頻率的波長大概為22米。 除了金屬材料外， 該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料， 但是往往會降低 讀取距離。識別卡（感應器）需要離開金屬一段距離。 該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。 該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個識別卡。 可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入識別卡中。 數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快且價格不是很貴。高頻RFID主要應用有：航空包裹的管理和應用瓦斯鋼瓶的管理應用預收費系統(tǒng)酒店門鎖的管理和應用大型會議人員通道系統(tǒng)固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應用智能

7、貨架的管理系統(tǒng)運行簡要說明： ：上電后，430先通過并口訪問7970芯片，在沒有讀到卡時，程序運行 在串口讀寫模式，并每隔0.5s向串口發(fā)送一個“ D”直到有寫操作為止。 ：當有卡讀寫時，針對相應的卡，程序進入不同的協(xié)議中，并且點亮相應的LED燈。(2) API 調(diào)用說明：上電后，配置完內(nèi)部寄存器，程序進入串口讀寫程序，可以進行人機交 互。：當讀到不同協(xié)議的卡時，程序退出串口讀寫程序，進入相應的協(xié)議子程 序中(目前支持14443A協(xié)議和15693協(xié)議)。讀完卡后，退出相應的協(xié)議子程序， 進入串口讀寫程序。(3) ISO 15693 第三部分通過讀卡器獲取指令流，讀卡器采用 TI trf7970

8、 讀卡器芯片，開發(fā)資料參 考協(xié)議 ISO 15693， trf7970 datasheet ，參考 trf7960EVM.pdf 實現(xiàn) ISO 15693 第三部分指令部分，防碰撞實驗。高頻讀寫模塊中，利用高頻卡可以進行識別操作，因此高頻讀寫有以下特性：1. 支持近場通訊 (NFC) 標準 NFCIP-1 (ISO/IEC 18092) 和 NFCIP-2 (ISO/IEC 21481) 2.用于 ISO15693、IS018000-3、ISO14443A/B 和 FeliCa 的 完全集成的協(xié)議處理 3. 集成編碼器、解碼器和用于 NFC 啟動程序的數(shù)據(jù)成幀 , 對所有 3 個比特率 (10

9、6 kbps, 212 kbps, 424 kbps) 的有源和無源目標操作及 卡仿真。 4. 用于 NFC 無源發(fā)射機應答器仿真操作的具有可編程喚醒電平的 RF 場偵測器 。 5.用于 NFC 物理沖突避免的 RF 場檢測器。 6. 用于 ISO14443A 防 沖突 ( 不完整字節(jié) ) 操作 ( 發(fā)射機應答器仿真或者 NFC 無源目標 ) 的集成狀態(tài) 機。7.輸入電壓范圍：2.7 VDC至5.5 VDC。8.可編程輸出功率：+20 dBm(100 mW), +23 dBm (200 mW)。 9. 可編程 I/O 電壓電平從 1.8 VDC 至 5.5 VDC。3.2 開發(fā)語言的選擇軟件結(jié)

10、構(gòu)框圖：系統(tǒng)軟件主要包括信號處理和系統(tǒng)管理兩個部分，信號處理模塊采用C語言編程，系統(tǒng)管理部分軟件采用 Microsoft Visual C# 編程。其中建立了一個中間 數(shù)據(jù)庫，編程簡單，開發(fā)時間短，能夠?qū)崿F(xiàn)雙卡識別功能，控制道閥自動開啟和 關(guān)閉，同時具有報警功能。其軟件流程圖如下圖 1 所示。分布式RFID門禁系統(tǒng)塊圖一軟件結(jié)構(gòu)框圖3.3數(shù)據(jù)交換的方式本次設(shè)計采用數(shù)據(jù)庫存儲用戶信息及數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序之前，首先要設(shè)置串 口波特率等相關(guān)串口參數(shù)，然后上位機通過串口向下位機發(fā)送命令， 并進入串口 中斷。下位機根據(jù)接收SBUF的值做相應的處理。程序流程圖如圖 2所示圖2數(shù)據(jù)采集子程序流程圖3.4應用程序

11、的結(jié)構(gòu)341顯示子程序顯示子程序的主要功能是對當前的門控狀態(tài)進行顯示，顯示函數(shù)首先判斷是寫命令操作還是寫數(shù)據(jù)操作，若是寫命令操作， 則根據(jù)命令進行相應的操作，如 清屏、設(shè)置顯示模式等；若是寫數(shù)據(jù)操作，則在顯示器上顯示相應數(shù)據(jù)。程序流 程圖如圖3所示。圖3 顯示子程序流程圖342密碼子程序密碼子程序流程圖如圖4所示，當程序運行時，會一直判斷是否有按鍵被 按下，當有按鍵被按下時，系統(tǒng)會確定鍵值，關(guān)將鍵值存入到密碼數(shù)組里，然后 將輸入的密碼與本身的密碼做比較，若相同，則執(zhí)行開門和顯示正確信息的操作； 若不相同，則執(zhí)行報警和顯示錯誤信息的操作。 密碼子程序是整個門禁系統(tǒng)的關(guān) 鍵部分，因為在通過密碼程序

12、的實施之后， 才可以進行數(shù)據(jù)的訪問與訪問者的信 息匹配，因此，密碼系統(tǒng)就好比整個門禁系統(tǒng)的大門， 它是連接訪問者與數(shù)據(jù)的關(guān)鍵一環(huán)。其中，密碼程序的代碼如下：P1=0x0f;if(P1!=0x0f) compare(P1); for(n=0;n<10;n+) if(inputn!=passwordn) break; if(n=10) if(m<10) continue;WriteLcdCom(0x01);WriteLcdCom(0x80); for(s=0;s<16;s+) WriteLcdDat(str2s);LEDG=0;BUZ=0; delay_10ms(20);LEDG

13、=1;BUZ=1;WriteLcdCom(0x01);input0=" " else if(n<10)&&(P1=0xbd) WriteLcdCom(0x01);WriteLcdCom(0x80); for(s=0;s<16;s+)WriteLcdDat(str4s);LEDR=0;for(s=0;s<5;s+) BUZ=0; delay_10ms(20);BUZ=1;/ 清屏/ 第一行數(shù)據(jù)指針地址/ 清屏/ 第一行數(shù)據(jù)指針地址delay_10ms(20); LEDR=1; 密碼子系統(tǒng)的流程圖如下:圖4密碼子程序流程圖3.5存儲系統(tǒng)的設(shè)計及

14、分析本設(shè)計中數(shù)據(jù)的存儲芯片選用的是 AT24C04該芯片是串行的E2PR0M支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。程序流程圖如圖 5所示。c存儲程序C 結(jié)束 J圖5存儲系統(tǒng)程序流程圖當我們完成對存儲過程的分析之后，我們需要對存儲過程加以實施，此時, 就需要編寫存儲程序的代碼，存儲程序核心的代碼如下：void eeprom()write_byte(O,Ox1e);write_byte(1,Oxda); write_byte(2,0x62); write_byte(3,0xb6);write_byte(4,0x25); write_byte(5,0xee); write_byte(6,0xde);write

15、_byte(7,0xb6); write_byte(8,0x05); write_byte(9,0xc8);write_byte(10,0x43);write_byte(11,0xb8);write_byte(12,0x3a); write_byte(13,0x04);write_byte(14,0x5d);write_byte(15,0xb6); bit shout(uchar write_data) 從 MCU 移出數(shù)據(jù)到 AT89C51 uchar i; bit ack_bit;for(i = 0; i < 8; i+)/ 循環(huán)移入 8 個位SDA1 = (bit)(write_d

16、ata & 0x80);_nop_();SCL1 = 1;delayNOP();SCL1 = 0;write_data <<= 1; SDA1 = 1;/讀取應答delayNOP();SCL1 = 1;delayNOP();ack_bit = SDA1;SCL1 = 0;return ack_bit; / 返回 AT24C04 應答位void write_byte(uchar addr, uchar write_data)start();shout(OP_WRITE);shout(addr);shout(write_data);stop();delay_10ms(1); 3

17、.6 系統(tǒng)模塊的總體設(shè)計依據(jù)上述功能的分析， 系統(tǒng)中模塊分別為： 數(shù)據(jù)采集模塊、 數(shù)據(jù)處理模塊、 數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、串口發(fā)送 / 接收模塊、密碼輸入模塊、報警機制模 塊。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖 6 所示，各功能模塊具體功能如下：1. 數(shù)據(jù)采集模塊：當 RFID 卡進入到讀卡器讀卡范圍時，讀卡器讀取卡序列 號的過程。2. 數(shù)據(jù)處理模塊：針對于采集到的數(shù)據(jù)處理，從而對得到的數(shù)據(jù)進行判斷其 有效性。3. 數(shù)據(jù)存儲模塊：用來存儲數(shù)據(jù)。4. 顯示模塊：用來接收單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行操作從而得到要顯 示的信息。5. 串口發(fā)送 / 接收模塊：主要用來通過串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。6. 密碼輸入模塊：針對

18、于用按鍵輸入密碼，根據(jù)密碼的正確與否來進行相應 的操作。7. 報警機制模塊：當出現(xiàn)非法卡或輸入的密碼不正確時產(chǎn)生報警。圖6系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖361系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計主要由AT89C51主控芯片和ISO/IEC15693讀卡器模塊構(gòu)成。 硬件電路由八部分構(gòu)成：微控制器AT89C51讀卡器模塊ISO/IEC15693、LCD1602 顯示、串口通信MAX232按鍵電路、AT24C04存儲、報警電路、門控電路。微控制器AT89C51負責讀卡器模塊ISO/IEC15693的初始化，上位機通過串 口向ISO/IEC15693發(fā)送命令，ISO/IEC15693根據(jù)上位機發(fā)送的命令做相應的操 作，然后將得

19、到的信息傳送給微控制器 AT89C51然后微控制器控制其它模塊完 成顯示、報警、判斷和門控操作。上位機與下位機之間的連接主要是通過串口進 行通信，采用MAX2325片并將芯片的輸入和輸出管腳連接到 AT89C51 的 I/O 口， 在MAX232勺引腳上連接10小的電解電容用來濾波。讀卡器模塊 ISO/IEC15693 與微控制器AT89C51之間的通信是通過I2C總線進行的，由于AT89C5仲片機本 身并沒有I2C總線，所以將ISO/IEC15693模塊的串行時鐘線與數(shù)據(jù)線接到 AT89C51的兩個I/O 口，然后通過模擬I2C時序來完成 AT89C51與 ISO/IEC15693 之間的通

20、信，為了防止出現(xiàn)三態(tài)，在 ISO/IEC15693的串行時鐘線和數(shù)據(jù)線上分 別上拉10k電阻。而ISO/IEC15693讀卡器與RFID卡之間的數(shù)據(jù)通信主要是通過 天線進行的。AT24C04與 AT89C51之間的通信也是通過模擬I2C時序進行，同時 為了防止出現(xiàn)三態(tài)，在時鐘線與數(shù)據(jù)線上分別連接5.1 k的上拉電阻。LCD1602與AT89C52之間的通信是通過將LCD1602勺3條控制線和8條數(shù)據(jù)線與AT89C51 的I/O 口相連。對于按鍵電路的設(shè)計是將 3*4按鍵直接連接到AT89C51 的 7位 I/O 口，采用線反轉(zhuǎn)法通過查詢方式進行工作。3.6.2系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集

21、，數(shù)據(jù)的分析，模塊之間的通信，以及相應的數(shù)據(jù) 處理。1. 數(shù)據(jù)采集：讀卡器 ISO/IEC15693 通過天線讀取 RFID 卡的數(shù)據(jù)，然后將 數(shù)據(jù)傳送出去。2. 數(shù)據(jù)分析：AT89C51接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給 AT24C04或上位機， AT24C0堿上位機對數(shù)據(jù)進行分析，從而判斷數(shù)據(jù)的有效性。3. 模塊之間的通信：AT89C51與ISO/IEC15693/AT24C04之間的通信都是通 過模擬 I2C 總線進行的， I2C 總線的高效性、高實用性、高可靠性數(shù)據(jù)傳輸增 強了系統(tǒng)的實時性和可靠性。4. 數(shù)據(jù)處理：針對數(shù)據(jù)的采集和分析的結(jié)果做出相應的處理，例如顯示、 報警、門控等。四 系統(tǒng)的整

22、體描述和實現(xiàn)4.1 射頻識別的簡單描述在本設(shè)計中，采用的是射頻識別技術(shù)。 下面對射頻識別技術(shù)做一下簡要介紹：1. 射頻識別技術(shù)原理通常情況下，RFID的應用系統(tǒng)主要由讀寫器和 RFID卡兩部分組成的，見下 圖7。其中，讀寫器一般作為計算機終端，用來實現(xiàn)對 RFID卡的數(shù)據(jù)讀寫和存 儲，它是由控制單元、高頻通訊模塊和天線組成。而 RFID卡則是一種無源的應 答器，主要是由一塊集成電路(IC)芯片及其外接天線組成，其中 RFID卡芯片通 常集成有射頻前端、邏輯控制、 存儲器等電路， 有的甚至將天線一起集成在同一 芯片上。RFID應用系統(tǒng)的基本工作原理是 RFID卡進入讀寫器的射頻場后，由其天線 獲

23、得的感應電流經(jīng)升壓電路作為芯片的電源， 同時將帶信息的感應電流通過射頻 前端電路檢得數(shù)字信號送入邏輯控制電路進行信息處理， 所需回復的信息則從存 儲器中獲取經(jīng)由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過天線發(fā)回給讀寫器。 可見， RFID 卡與讀寫器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊過程中起關(guān)鍵的作用是天線。一方面，無 源的RFID卡芯片要啟動電路工作需要通過天線在讀寫器天線產(chǎn)生的電磁場中獲 得足夠的能量；另一方面，天線決定了 RFID卡與讀寫器之間的通訊信道和通訊 方式。邏輯控制圖7射頻識別系統(tǒng)原理圖2. 射頻識別系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)射頻識別系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)見圖 8,主要是由兩部份組成：讀寫器和射頻卡。 讀寫器同射頻卡之間通過

24、無線方式通訊，因此它們都有無線收發(fā)模塊及天線（或感應線圈）。射頻卡中有存儲器，內(nèi)存容量為幾個比特到幾十千比特。可 以存儲永久性數(shù)據(jù)和非永久性數(shù)據(jù)。永久性數(shù)據(jù)可以是射頻卡序列號，它是用 來作為射頻卡的唯一身份標識，不能更改；非永久性數(shù)據(jù)寫在E2PR0M等可重寫的存儲器內(nèi)，用以存儲用戶數(shù)據(jù)。射頻卡可以根據(jù)讀寫器發(fā)出的指令對這 些數(shù)據(jù)進行相應的實時讀寫操作?？刂颇K完成接收、譯碼及執(zhí)行讀寫器的命 令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負責數(shù)據(jù)安全等功能。射頻卡分無源卡和有源卡兩種，有 源卡內(nèi)置天線和電池，而無源卡只有內(nèi)置天線沒有電池， 其能量由讀寫器提供， 由于無源卡無需電池因此其尺寸較小且使用壽命長，應用越來越廣泛。

25、讀寫器內(nèi)的控制模塊往往具有很強的處理功能，除了完成控制射頻卡工作的任務， 還要實現(xiàn)相互認證、數(shù)據(jù)加解密、數(shù)據(jù)糾錯、出錯報警及與計算機通信等功能。 計算機的功能是向讀寫器發(fā)送指令，并與讀寫器之間進行數(shù)據(jù)交換。能ht接I I模塊訂篦機圖8 RFID系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖8為RFID系統(tǒng)的工作過程，這是一個無源系統(tǒng)，即射頻卡內(nèi)不含電池， 射頻卡工作的能量是由射頻讀寫模塊發(fā)出的射頻脈沖提供。(1) 射頻讀寫模塊在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場，區(qū)域大小取決于發(fā)射 功率、工作頻率和天線尺寸。(2) 射頻卡進入這個區(qū)域時，接收到射頻讀寫模塊的射頻脈沖，經(jīng)過橋式整流后給電容充電。電容電壓經(jīng)過穩(wěn)壓后作為工作電壓。(3)

26、 數(shù)據(jù)解調(diào)部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出命令和數(shù)據(jù)并送到邏輯控制 部分。邏輯控制部分接收指令完成存儲、發(fā)送數(shù)據(jù)或其它操作。(4) 如果需要發(fā)送數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)調(diào)制然后從收發(fā)模塊發(fā)送出去。(5) 讀寫模塊接收到返回的數(shù)據(jù)后，解碼并進行錯誤校驗來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后進行處理，必要時可以通過 RS232或 RS422或 RS485或RJ45或無線接 口將數(shù)據(jù)傳送到計算機。讀寫器發(fā)送的射頻信號除提供能量外，通常還提供時鐘 信號，使數(shù)據(jù)同步，從而簡化了系統(tǒng)的設(shè)計。有源系統(tǒng)的工作原理與此大致相同， 不同處只是卡的工作電源由電池提供的。4.2軟件結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)4.2.1系統(tǒng)的整體軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)

27、計的重要部分，在硬件電路的基礎(chǔ)上，加上軟件編程才可以實現(xiàn)系統(tǒng)預期的功能在本系統(tǒng)中，軟件的設(shè)計主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、存儲模塊、顯示模塊、 門控模塊、報警模塊、鍵盤模塊和上位機軟件的設(shè)計幾個方面。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖9所示。1. 數(shù)據(jù)采集模塊：讀卡器ISO/IEC15693通過天線讀取RFID卡的數(shù)據(jù)，然 后將數(shù)據(jù)傳送出去。2. 存儲模塊：AT89C51接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給 AT24C044行存儲。3. 顯示模塊：AT89C51接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04里存儲的數(shù)據(jù)進 行對比，若兩者完全相同，則液晶顯示正確的信息；若不相同，則液晶顯示錯誤的信息。4門控模塊：AT89C51接

28、收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04里存儲的數(shù)據(jù)進 行對比，若兩者完全相同，貝皿行開門操作；若不相同，貝U不開門。5. 報警模塊：AT89C51接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04里存儲的數(shù)據(jù)進 行對比，若不相同則報警。6. 鍵盤模塊：通過鍵盤輸入密碼，并根據(jù)輸入密碼的有效性做相應的操作。圖9 軟件結(jié)構(gòu)框圖串口發(fā)送/接收部分的調(diào)試：將電路板與計算機連接以后，用一段簡單的程 序進行調(diào)試。發(fā)現(xiàn)在調(diào)試的過程中， 串口不能正常通信，經(jīng)過查證后發(fā)現(xiàn)是電容 正負極接反了，修正以后，便能正常通信了。注：電容的選擇要注意，應選擇 0.1卩F/1卩F/10曲的電容。存儲部分的調(diào)試：將 AT24C04與單片機連

29、接好后，編 寫一段簡單的存儲程序，將字符存入到24C04里，并取出查看存儲數(shù)據(jù)的正確性。 通過調(diào)試后，并未發(fā)現(xiàn)問題。存儲電路調(diào)試成功。讀卡器部分的調(diào)試：將讀卡器 接口與單片機相連后， 用串口調(diào)試助手檢測讀卡器。 在用串口助手向讀卡器發(fā)送 讀卡命令時，當有卡（MIFIRE S50 S70卡）進入讀卡器讀卡范圍內(nèi)時，會向串 口助手返回卡序列號，以此證明讀卡器可用。4.3 系統(tǒng)功能的具體實現(xiàn)4.3.1 系統(tǒng)軟件調(diào)試在進行軟件調(diào)試之前要先進行人工檢查代碼， 要仔細認真的檢查， 在程序中 要多添加注釋，以便檢查方便。在人工檢查無誤后，才可以進行動態(tài)檢查，也就 是上機調(diào)試。 通過編譯可以得到語法錯誤的信息

30、， 根據(jù)提示信息找出程序中出錯 之處并改正。有時提示的出錯信息并不是真正出錯的行， 這就要求我們善于分析， 找出真正的錯誤， 而不要單純從字面意義上找出錯信息， 要懂得變通的理解并解 決問題。軟件調(diào)試時，也要模塊式進行。調(diào)試時可用單步運行和斷點運行方式， 通過檢查系統(tǒng)的CPU現(xiàn)場情況、RAM勺內(nèi)容和I/O 口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果 是否符合設(shè)計要求。 同時，還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的硬件設(shè)計錯誤和軟件算法錯 誤。待各個模塊調(diào)好后再進行系統(tǒng)程序聯(lián)調(diào)。 這個階段若出現(xiàn)故障， 可以檢查算 法上是否有沖突、參數(shù)傳遞是否正確等。在使用WAV軟件時，調(diào)試的方法和技巧最為重要，不同的情況采用不同的 調(diào)試方法，

31、有助于程序的實現(xiàn)。 在設(shè)計過程中顯示運行結(jié)果一般用全速調(diào)試， 調(diào) 試時主要使用了跟蹤調(diào)試、斷點調(diào)試。1 跟蹤調(diào)試：跟蹤應用程序用戶能夠在運行應用程序時，看到PC指針在應用源代碼程序中的確切位置。跟蹤型：單步執(zhí)行一條語句程序，有利于觀察變量。但是，如果調(diào)用一個函 數(shù)，則進入函數(shù)中，在函數(shù)中單步執(zhí)行每一條語句。跟蹤使用熱鍵F7。單步型：單步執(zhí)行每條語句程序，如果調(diào)用一個函數(shù)，則不進入函數(shù)中。單 步使用熱鍵 F8。2斷點調(diào)試如果已知程序中某塊代碼實際運行正常的情況下， 仍用跟蹤調(diào)試， 將大大浪 費時間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個重要工具是在源代碼中某一處設(shè)置斷點， 大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點中止程

32、序執(zhí)行。在程序調(diào)試中用到使用斷點調(diào)試， 即在指定行上設(shè)置斷點后，全速執(zhí)行程序，看是否能進行到設(shè)置斷點所在行。 如 果用斷點調(diào)試， 由比較容易觀察出程序變量的改變及程序運行的結(jié)果。 設(shè)置斷點 熱鍵 Ctrl F8。3查看變量WAVE軟件可以通 Watch窗口進行查看變量。通過添加觀察項菜單可以將用 戶希望觀察的變量添加到觀察窗口及數(shù)據(jù)窗口觀察。 在設(shè)計過程中常用觀察窗口 觀察程序中的變量，修改程序中的錯誤。4.3.2 系統(tǒng)整體調(diào)試將各個部分的硬件模塊合并成一個整體， 把軟件各個部分程序合并到一個主 程序中。通過偉福訪真器和偉福調(diào)試軟件 WAVE600開始整體調(diào)試，硬件部分用 萬用表來測試硬件每部

33、分的接通性。軟件部分的測試主要方法是通過設(shè)置斷點、 單步執(zhí)行等方法來測試程序的正確性。 在確定軟硬件無問題后， 將程序通過燒寫 器把程序燒到單片機中。將程序燒寫到控制芯片AT89C52打開電源，電源指示燈亮，整個系統(tǒng)啟動。 運行上位機，向下位機發(fā)送讀卡命令，下位機接收到讀卡命令后，當有 RFID 卡 進入到讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時，若 RFID 卡為有效卡便會在執(zhí)行開門操作的同時 在液晶上顯示正確信息；若不是有效卡則在報警的同時在液晶上顯示錯誤信息。 當通過鍵盤輸入密碼后， 系統(tǒng)會判斷密碼的有效性， 若是有效密碼則開門并在液 晶上顯示正確信息；若無效則報警并顯示錯誤信息。整個系統(tǒng)完成。本系統(tǒng)能在打

34、開電源并運行上位機后， 能自動向下位機發(fā)送讀卡命令， 當有 RFID 卡進入到讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時，則會自動讀取卡序列號，并將卡序列號 傳送給上位機，上位機判斷卡的有效性。 若該卡是有效卡， 系統(tǒng)會執(zhí)行開門并在 液晶上顯示正確的信息；若該卡是非法卡， 則會報警并顯示錯誤的信息。 本系統(tǒng) 能夠有效、方便、安全地控制重要場所的出入訪問，具有可靠性高、保密性強、 方便快捷等特點。整個系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程：發(fā)送到SDA線上的每個字節(jié)必須為8位。每次 傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制， 每個字節(jié)的后面必須跟一個響應位。 首先傳 輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB。如果從機要完成一些其他功能后（例如一個內(nèi)部中 斷服務程序）才能接收或發(fā)送下一個完整的數(shù)據(jù)字節(jié)?？梢允褂脮r鐘線SCL保持 低電平迫使主機進入等待狀態(tài)。當從機準備好接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)釋放時鐘線SCL后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。在一些情況下，可以用與I2C總線格式不一樣的格式（例如兼容 CBUS勺器 件）。甚