基于單片機(jī)的RFID門禁系統(tǒng)

1、一、開題依據(jù)（研究目的、意義及國內(nèi)外研究概況，附主要參考文獻(xiàn)） RFID是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)。可自由工作在各種惡劣環(huán)境下：短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條形碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體；長距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識別距離可達(dá)幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。射頻識別系統(tǒng)主要有以下幾個方面系統(tǒng)優(yōu)勢：讀取方便快捷，識別速度快，數(shù)據(jù)容量大，使用壽命長，標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動態(tài)更改，更好的安全性，動態(tài)實時通信。在現(xiàn)今社會，隨著人們對門禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，因此門禁系統(tǒng)的研發(fā)已成為現(xiàn)代科技領(lǐng)域的一個熱門

2、課題。目前，門禁系統(tǒng)已成為安全防范系統(tǒng)中極其重要的一部分，在一些發(fā)達(dá)國家，門禁系統(tǒng)正以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他類安防產(chǎn)品的進(jìn)度迅猛發(fā)展；門禁系統(tǒng)之所以能在眾多安防產(chǎn)品中脫穎而出，根本原因是因為其改變了以往安防產(chǎn)品，如：閉路監(jiān)控，防盜報警等被動的安防方式，以主動的控制替代了被動監(jiān)視的方式，通過對主要通道的控制，大大的防止了罪犯從正常通道的侵入，并且可以在罪案發(fā)生時通過對通道門的控制限制罪犯的活動范圍，制止犯罪或減少損失。此外，人們對門禁系統(tǒng)的應(yīng)用已不局限在單一的出入口控制，而且還要求它不僅可應(yīng)用于智能大廈或智能社區(qū)的門禁控制、考勤管理、安防報警、停車場控制、電梯控制、樓宇自控等，還可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制等多種

3、控制功能。門禁系統(tǒng)應(yīng)用射頻識別技術(shù)，可以實現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率，更重要的是可以對社區(qū)或停車場的車輛出入進(jìn)行實時的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使社區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。也正是由于RFID門禁系統(tǒng)實用性強(qiáng)，市場需求大，應(yīng)用廣泛，我們便選此作為研究設(shè)計的課題。主要參考文獻(xiàn)：1 周陳鋒，何怡剛，侯周國 超高頻RFID讀寫器基帶模塊的原理與設(shè)計A 微計算機(jī)信息 2009 年 第25卷 第4-2期.2游戰(zhàn)清，劉克勝，吳翔. 無線射頻設(shè)別（RFID）與條碼技術(shù)M，2007.3黃智偉. 射頻集成電路芯片原理與應(yīng)

4、用電路設(shè)計M，2004.4范博. 射頻電路原理與實用電路設(shè)計M，2006.5慈新新，李德彩，王韜. RFID在物流中的應(yīng)用及前景J. 微電腦世界，2004.6慈新新，曾榮仁. 美軍射頻識別技術(shù)應(yīng)用淺析J. 自動識別技術(shù)與應(yīng)用，2004.7慈新新，RFID的技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新J. 微電腦世界平，2005.8慈新新，曾榮仁，王韜. 2005年射頻識別應(yīng)用情況回顧J. 微電腦世界，2005.9王忠敏，張成海. EPC與物聯(lián)網(wǎng)M. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.10陳大才等. 射頻識別（RFID）技術(shù)M. 北京：電子工業(yè)出版社，2001.11陸永寧. 非接觸式IC原理與應(yīng)用電子技術(shù)M，北京：電子工業(yè)出版

5、社，2006.12胡漢才. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)M，北京：清華大學(xué)出版社，2010.13陳大才. 無線射頻識別技術(shù)（RFID）M. 北京：電子工業(yè)出版社,2001.二、主要研究內(nèi)容（說明研究課題的具體內(nèi)容及課題的新穎性，并明確重點解決的科學(xué)問題及預(yù)期結(jié)果）1 RFID技術(shù)的發(fā)展歷程及其發(fā)展趨勢。射頻識別，RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。本文研究的RFID門禁控制系統(tǒng)采取以感應(yīng)卡來取代用鑰匙開門的方式。使用者用一張卡可以打開多

6、把門鎖, 對門鎖的開啟也可以有一定的時間限制。如果卡丟失了，不必更換門鎖，只需將其卡號的信息從控制主機(jī)中注銷。RFID門禁控制系統(tǒng)是通過對出入口的準(zhǔn)入情況進(jìn)行控制、管理和記錄的設(shè)備，對何人何時進(jìn)出門禁進(jìn)行識別和準(zhǔn)入，以實現(xiàn)控制中心對出入口的24小時控制、監(jiān)視及管理。2 設(shè)計方案的確定。設(shè)計要求： （1）讀卡功能 （2）增加、刪除用戶卡功能 （3）清除所有用戶卡 （4）鍵盤控制管理卡操作 （5）LED燈蜂鳴器實現(xiàn)刷卡、按鍵提示 （6）上位機(jī)監(jiān)控軟件門禁系統(tǒng)總體方案本系統(tǒng)由51系列單片機(jī)AT89S52、按鍵、LED燈、 MF-RC522讀卡等模塊構(gòu)成。實現(xiàn)了存儲多張用戶卡的功能；同時管理人員還可以

7、通過按鍵增加用戶卡，刪除用戶卡，清空所有用戶卡等。因為門禁刷卡控制刷卡距離隨著補嘗電容的改變而改變（補嘗電容大約300PF），所以最大的刷卡距離約為512CM；對于非用戶卡，本門禁控制器不與響應(yīng)；每個按鍵控制器都有相應(yīng)的提示音進(jìn)行提示操作。正常使用時，用戶持卡靠近讀卡天線，門禁控制器讀入卡號，并與存儲在內(nèi)部的卡號比較，如果有相同的卡號，說明此卡合法，門禁機(jī)響一長音，提示成功，如果讀卡失敗，而不響應(yīng)?？傮w系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖。 3、 研究方案（研究方法、研究工作的總體安排和進(jìn)度，理論分析、計算、實驗方法和步驟及其可行性，可能遇到的問題及解決辦法）1 硬件電路設(shè)計門禁系統(tǒng)主要組成：由CPU、復(fù)位電路、電

8、源指示、工作指示、蜂鳴器電路、LED電路、讀卡模塊、顯示模塊組成。如圖。門禁系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)刷卡時，如卡權(quán)限獲得允許，顯示模塊顯示卡的類型和卡號，同時指示燈點亮蜂鳴器響直到卡離開感應(yīng)區(qū)。當(dāng)按鍵1后刷卡，指示燈亮蜂鳴器響，將該卡存儲為用戶卡。當(dāng)按鍵2后刷卡，將該卡從用戶卡中刪除。當(dāng)非法卡刷卡時，沒有任何動作。2 軟件設(shè)計部分過程是：刷卡后，RFID模塊接收到卡號并發(fā)送給單片機(jī)，由單片機(jī)對卡號進(jìn)行識別和匹配，若識別成功，將通過I/O口控制LED燈亮蜂鳴器響，并在LCD液晶屏上顯示卡號和開門提示。程序主流程圖如圖。開始定義堆棧區(qū)AT89S52、定時器0、中斷初始化是否有刷卡是否是用戶卡蜂鳴器響燈亮是否按下存儲鍵添加該卡為用戶卡，蜂鳴器響，燈亮管理卡功能子程序是否是用戶卡蜂鳴器響燈亮4、研究工作的總體安排和進(jìn)度：² 2014年10月16日2015年1月30日，確定論文的研究總體內(nèi)容及內(nèi)容的編排順序，搜集并整理關(guān)于RFID和門禁技術(shù)的研究歷史，工作原理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，基本特征，市場需求，應(yīng)用等資料，做好論文計劃書。² 2014年2月1日2015年3月1日，購買相關(guān)硬件，了