基于RFID的门禁控制新版专业系统设计.doc
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1、摘 要智能门禁系统在自动化应用中十分普遍,它为人们寻常生活提供便利和保障人们生活安全,随着社会和经济发展需要,智能辨认技术开始运用于许多行业,特别安全系数特别高行业(银行、机密机构)、门控行业等,智能门禁系统便利性和安全性让它越来越受到注重。本设计分析了RFID门禁系统国内外发呈现状、将来发展趋势和当前重要存在问题,提出了基于RFID门禁控制系统设计方案。先阐述了RFID门禁控制系统构成、系统基本工作原理,分析了系统硬件电路设计、软件设计过程,对硬件子电路选型设计、子程序设计、串口通讯程序设计等作了详细简介。 门禁系统采用AT89C52 单片机作为控制核心,由MFRC500读卡控制单元、射频天
2、线电路、看门狗复位电路、报警电路、电控锁控制电路构成。在仿真通过键盘输入模仿读卡器数据读入,系统通过输入密码与设定密码对比,实现对通道进出权限控制(密码输入进门控制);在异常状况下(非法侵入、门超时未关)自动报警、手动报警。核心词:RFID门禁系统;射频技术;智能控制;MFRC500 Abstract The intelligent entrance guard system is very common in automationapplications,it provides convenience and guarantee peoples life safety of peoples
3、daily life,along with the development of society and economy,the intelligent recognition technology has been used in many industries,especiallythe safety coefficient of particularly high industry (bank),gated industry,convenience and security intelligent access control system to make it more and mor
4、e attention. Analysis of the design of the RFID access control system at home and abroad,the future development trend and main problems,put forward a design scheme of access control system based on RFID. First elaborated the basicprinciple,system composition of RFID access control system,analyzes th
5、e system hardware circuit design,software design,hardware design,selection ofthe sub circuit subroutine design,serial communication program design in detail. Access control system using AT89C52 microcontroller as control core,theMFRC500 card control module,RF circuit,watchdog reset circuit,alarm cir
6、cuit,electric control lock control circuit. Through the keyboard input analog card reader reads data in the simulation system,using a password and thepassword comparison,control the import permission on the channel (controlpassword door);in exceptional circumstances (illegal intrusion,not closing th
7、edoor overtime) automatic alarm,manual alarm. Keywords:RFID system;RFID;intelligent control;MFRC500目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究背景及意义11.2 门禁系统发展及国内外研究状况21.3 门禁系统发展趋势与重要存在问题3第2章 门禁控制系统总体设计52.1 门禁系统构成52.2 门禁系统模块总体设计53.1 门禁系统工作原理和电路设计主框图73.2 各某些外围电路设计9第4章 门禁系统软件设计194.1 软件设计模块框图194.3 子程序设计流程图21第5章 程序
8、调试275.1 程序调试与编译27第6章 protues仿真286.1 欢迎界面仿真286.2 密码输入开门仿真296.3 开门/关门仿真316.4 手动报警仿真316.5 取消按键模仿326.6门锁延时未关、非法入侵模仿32参 考 文 献34附录A 系统原理图35附录B 仿真图37附录C程序清单38致 谢67 第1章 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景从古到今,人们保护自己财产都是通过老式锁,来控制进出人员,几千年下来都是沿用这种办法,这种普通门锁始终离不开钥匙,必要要用与之配对钥匙,门锁多了钥匙就是一大串,即不便于携带又容易丢失,导致不必要损失,普通门锁又很容易通过其他
9、手段打开,安全性差。在当代都市里更注重安全、美观和便利,公司形象体现了管理者气度与品位,也是对客户尊重和对公司自身实力体现。如果在当代化办公大楼门上挂一把“铁将军”,那是多么别扭,显得与都市格格不入。但是,如果通过某种特殊“钥匙”,固然“钥匙”可以做成卡片、可爱布娃娃或者手机挂坠,即符合人们审美观念又以便携带,“钥匙”一晃,门自动打开,犹如王者归来,那将是一种全新感受,在注重安全情报今天,必要有一种无可代替、模仿和复制身份辨认技术才干达到安全规定。1.1.2 课题研究意义随着经济发展和社会需要,老式门锁不能满足当代人们安全需要,正是在这种需求刺激下产生了智能门控系统,它集合了电子、机械、光学、
10、生物辨认、计算机技术和通信技术等新技术开发出来。智能门禁系统就是智能ID卡辨认和机械门锁集合,用计算机实行智能化管理控制,弥补了诸多老式门锁局限性之处。依照居民社区、安所有门等不同安全级别规定,在社区、重要会所等出入口安装智能门禁系统,所有信息采集与记录由计算机控制中心操作,可以实时采集人员出入信息,并且可以在某些特殊状况下提供证据,当前门禁系统打大力推广,已经获得了较好经济和社会效益。射频辨认技术(Radio Frequency Identification:RFID)是一种非接触式自动辨认技术,它通过无线射频辨认IC卡内信息,整个过程无需人工操作和监管。RFID无线射频技术具备防磁、防水、
11、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可以加密(更改)、存储数据容量等长处。在这种背景下,本课题提出了基于RFID门禁控制系统设计方案,详细分析和研究了其中控制系统某些。智能门禁控制系统作为人身安全和财产安全重要办法之一,对其研究具备深远进步意义1.2 门禁系统发展及国内外研究状况1.2.1 门禁系统发展 所谓门禁系统,就是对出入人员控制,初期门禁系统基本功能就是在何时何地控制控制何许人出入,以及实现报警和人员出入信息记录,以此保障人身和财产安全。随着科技和社会规定飞速发展,门禁系统也开始向自动化、智能化发展。近年来,随着计算机技术和网络控制系统在社会各个领域发展,门禁系统结共计算机技术和网
12、络技术,显示出了它强大发展空间和美好运用前景,随着着电子锁发展,非接触式智能IC卡、通过输入密码认证门禁控制系统开始走进人们生活。随着接非触式智能IC卡门禁系统应用,市场运用范畴,人们对门禁各方面提出了更多规定,例如信息载体(IC卡)便于携带、安全性高、操作简朴等。由于IC卡具备无机械磨损、维护以便、操作简朴等特点,具备美好发展前景,因而受到越来越多关注。1.2.2 门禁系统国外研究状况欧美门禁系统市场开始进入成熟阶段,其产业分工明确,如美国HID公司、Hl-dala公司、德国Destele公司。生产控制器公司只研究生产控制器和软件程序。由于市场不断成熟发展,人们在感受到门禁系统带来便利性和使
13、用性后,可以自行购买零部件组装而成一套完整门禁系统。从当前门禁系统发展趋势和运用前景来看,磁卡和接触式门禁系统开始逐渐退出市场,非接触式门禁系统以它优越性能和运用领域开始主导门禁系统市场。IC卡在国外很早就得到注重并且开始大量投入研究,特别是在美国和欧洲,但在近几年才开始非接触式IC卡方面研究使用。非接触式IC卡、读卡器设计和生产核心技术掌握在欧美国家和某些亚洲国家中,单只有美国能实现大批次设计生产。当今世界上非接触式IC卡主流产品是飞利浦(Philips)公司Mifare技术,己经被制定为国际原则ISO/IEC14443 Type A原则。欧洲及其她发展中华人民共和国家某些IC卡、读卡器制造
14、商都以Mifare技术为原则进行设计生产。1.2.3 门禁系统国内研究状况 国内本土厂商(如爱迪尔、华本、芯微)等已经成功研发了指纹辨认芯片,国内对门禁系统研究已经从结识研究阶段发展到自主研究阶段,而在系统构造方面,国内门禁系统核心就是控制器,门控器大多由国外公司开发研制,但国内大某些厂家对门禁系统研究任然处在仿制阶段,没有对门禁系统核心技术惊醒自主研究开发。1.3 门禁系统发展趋势与重要存在问题1.3.1 门禁系统发展趋势依照中华人民共和国安防网记录数据,国内门禁系统市场规模预测达到33亿人民币,所占比列额巨大,与门禁防盗报警系统、视频监控系统安防系统“三大台柱”。按市场来说,在20门如下小
15、项目中,国内厂商占重要份额,而在100门及以上大项目中,国有公司只能占到25%市场份额。在这短暂十年里,国内门禁控制系统研究发展速度不久,特别是近几年来,国内年发卡量均超亿张,年增长率达到3040,成为IC卡发展运用最多国家之一。国内IC卡开始成为推动世界IC卡发展重要动力。门禁系统不断地革新发展,门禁系统产品在功能开发和安全规定上开始满足个领域需求,当前各门禁厂商开始着力于发展产品附加价值,如视频辨认、监控系统、电子巡更、访客服务记录等。在此后安防系统中,门禁系统将与工程商、软件开发商甚至保安公司、物业等进行越来越多元化合伙,在不同和运用场合和适应不同控制规定,门禁系统将进化成为更加智能新生
16、命。1.3.2 门禁系统重要存在问题1、兼容、原则化:系统兼容概念涉及两种状况,一是相似系统中不同技术板块结合;二是不同系统、不同技术板块结合。多系统兼容重要体当前按照使用对象不同档次划分,不同类别、不同技术系统模块结合。由于原则不统一而导致兼容、原则化问题产生,这使得使用者在进行自主购买安装时浮现问题,必要有专业人士指引运用才干避免这个问题,但是过程繁琐,因此在这某些还需要有关部门来制定原则。2、抗干扰能力:抗干扰能力是当前门禁控制系统中重要存在问题。在产品质量和行业原则方面有待改进,而在实地施工中,雷暴多发区域、线材选取不当、布线不规范等导致各种干扰问题。3、减少研制成本:门禁系统在销售、
17、工程安装、服务方面成本费用较高,随着产品原则化、行业原则化进程,工程安装服务、服务社会化,产品研制成本需要逐渐减少。1.3.3 本文重要研究问题本文依照当前国内门禁系统发展,做出了基于RFID门禁系统研究设计,论文在探讨了基于RFID门禁系统发呈现状重要存在问题,研究了读卡天线设计和总线数据传播构造,设计系统硬件电路设计和软件设计,门禁系统工作电路原理图、仿真图绘制,设计主程序流程图和子程序模块,并进行联机调试。本文构造安排:第1章 绪论。重要阐述设计背景及其意义、国内外研究现状与现实存在问题。第2章 门禁控制系统总体设计。重要论门禁系统构成及门禁系统模块概述。第3章 门禁系统硬件电路设计。重
18、要讲述门禁系统基本工作原理和、设计框图及外围模块电路(射频读写模块、天线模块、通讯模块、看门狗、液晶、存储)等设计。第4章 门禁系统软件设计。重要讲述软件设计框图、主程序设计流程和各个子程序模块设计。第5章 系统调试。重要讲述了程序编译与调试。第6章 protues仿真。重要讲述密码输入、密码输入错误、密码输入成功、手/自动报警、开门/关门仿真成果第2章 门禁控制系统总体设计2.1 门禁系统构成门禁系统工作站上运营门禁控制服务程序,门禁控制服务程序任务就是实现数据传播功能,它重要任务就是将读卡器采集信息传播到中央解决器。实现RS485和TCP/IP通讯合同转换,直接控制门禁读卡器动作并不是门禁
19、工作站自身,而是向下它是通过RS485总线通过轮寻方式与门禁读卡器控制器进行信息交互。实时记录从门禁读卡器采集数据时间与内容,它是通过局域网以TCP/IP合同与管理中心服务器进行通讯,传递门禁读卡器读卡内容及管理中心服务器各种控制命令。同步它是通过RS485总线通过轮寻方式与门禁读卡器进行实时信息交互,依照服务器发出动作指令控制门锁闭合,从而达到智能控制门锁目。2.2 门禁系统模块总体设计 综合数据解决模块 读卡器解决模块 密码解决模块读卡模块存储模块门控模块报警模块显示模块存储模块门控模块报警模块显示模块根据上述功能分析,系统中模块分别为:数据采集模块、数据解决模块、数据存储模块、显示模块、
20、串口发送/接受模块、密码输入模块、报警机制模块和门锁控制模块。基于MFRC500门禁控制系统是以无线射频读写器为核心,非接触式IC卡作为信息媒介一套智能控制系统。门禁控制系统工作原理是先由中央AT89C52控制MFRC500射频辨认读写器,读写器再驱动天线电路进行读取非接触式IC卡载体信息,(CPU)AT89C52依照所得数据控制输出量,经放大电路放大后分别作用于控制门锁继电器和读取门磁信号,且整个系统与上位PC机之间进行实时通讯,获得工作指令以及数据传播系统状态等。 图2.2 系统总体设计模块2.2.1 系统设计基本原则智能门禁控制系统作为当代发展安全技术防范手段之一,控制系统自身具备隐藏性
21、、实时性等特点,在众多领域得到普遍运用。智能门禁控制系统处在安全防范技术尖端项目之一,应具备实用性、实时性、完整性、安全性、可扩展性、稳定性、易维护性等特点。1.系统实用性 智能门禁控制系统设计功能应符合实际规定,在对于不同客户对象规定状况下,还要设计满足客户信息。门禁系统是一项集成性应用系统,设计应当符合实际应用需要。如果在设计系统时盲目追求高品位性、超前性,就会与现实规定背道而驰,偏离系统设计最初目。2.系统实时性 智能门禁控制系统中任何一种系统环节浮现错误或停机将直接影响到整个系统正常运作,门禁系统各子系统应尽量不浮现错误环节、停机状况,以保证整个工作运营。3.系统完整性智能门禁控制系统
22、设计规定保证功能完善,设备齐全,管理以便,是设计应考虑一种因素。4.系统安全性智能门禁控制系统中个子模块正常运营同步,还应达到合中华人民共和国或国际关于安全原则,并能在恶劣环境下正常工作,系统信息传播及使用过程中不易被盗取等方面。5.系统可扩展性智能门禁控制系统技术不断革新和发展,客户需求也在发生变化,因而门禁系统设计与实行应考虑到将来可扩展其他功能实际需要,例如可以随着顾客需求可以灵活增减或更新各子系统,满足不同步期不同需求,保持长时间领先地位,成为智能建筑典范。6.系统稳定性智能门禁控制系统和咱们寻常生活和财产安全密切有关,门禁系统基本职能是保护人身和财产安全,系统开始投入使用就规定持续不
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