射频识别技术的高校实验室门禁系统的研究(附件)
智能门禁系统在生活中的应用越来越广泛，它所具备的高效便捷的管理体系使其得到各高校实验室亲睐，本次设计主要对智能门禁系统在实验室中的应用进行研究与设计。文章主要通过单片机模块、射频识别模块、液晶显示模块、存储模块和通讯模块等进行电路设计，并结合外围设计简单的门禁系统，用以完成卡射频卡与读卡器之间的数据信息交换，并通过读卡器将信息发送给单片机进行权限判定，单片机根据存储器中的数据对门进行简单的控制，完成射频门禁管理。关键词 射频识别，单片机，门禁管理，高校实验室
目录
1 绪论1
1.1 课题背景与意义1
1.2 国内外研究现状1
2 智能门禁基础2
2.1 射频识别技术2
2.2 门禁系统3
3 硬件电路设计4
3.1 系统设计的总体要求4
3.2 硬件设计整体框架4
3.3控制模块STC89C525
3.4 液晶显示模块6
3.5 射频读写模块的设计7
3.6 外围电路和电源设计11
4 软件设计12
4.1 系统结构12
4.2 射频识别模块设计13
4.3 存储模块设计16
4.4 液晶显示模块17
5 软硬件调试18
5.1 软件调试18
5.2 硬件调试20
结论23
致谢24
参考文献25
附录A 26
附录B 44
1 绪论
1.1 课题背景与意义
目前，房屋的安全问题是广大住户关心的热点，随着人们对这方面的关注，人们对门禁系统的研究已经有了重大的突破。与过去的简单门锁相比，现代门禁系统已经摆脱了传统门禁的桎梏，发展成为一套集微电子、机械、光学、计算机技术、通信技术等为一体的科学系统，因此其具有更加方便，更加安全的优点。
现代门禁系统主要可以分为刷卡式、密码式和指纹式。密码式门禁系统主要依靠用户输入密码，系统判断密码正确与否，进行对门的开关控制。这种密码式的门禁系统成本最低，但是速度确很慢，不适用与人流量较大或速度要求较高的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
场合。指纹式门禁系统是依靠进入人员的生物特征来实现进出口的管理的。从识别角度来计算来讲，其具有更高的安全性，但是成本较密码式和刷卡时的门禁系统来说要更高。相较于密码式和指纹式门禁系统，刷卡式门禁有更大的优势，它对于密码式来讲具有更高的进出速度，对于指纹式来讲具有更低的成本。其中，刷卡式门禁中非接触式智能卡已经称为目前发展的主流，理论上来讲，它可以拥有十年以上的寿命。
随着科技的进步以对射频识别技术的研究的深入，门禁系统在高校的发展中越来越迅速，相较于以前，高校实验室采取人工看守，学校安排老师轮番值班，这加大了老师的巡查力度，而且也不易对实验室进行更加安全的管理。这在很大阻碍了实验室的现代化发展。随着射频识别技术的普及，众多高校也采用了由计算机控制的智能门禁系统对实验室进行管理。不仅加强了对实验室的管理，还使得进出实验室更加方便快捷，同时，每次的进出人员信息还可以由计算机进行统计记录，方便了对人员的复审与评测。
1.2 国内外研究现状
国外IC卡技术发展比中国早，并且国外的门禁市场已经开始成熟，产业开始细分，不同的公司分工化合作，生产各自的模块，生产IC卡和读卡器的公司只生产和研发IC卡和读卡器，不涉及其他模块。由于多年的经验积累，国外的产品要比国内在稳定性上要更具优势。
我国对门禁系统的研究与发展相较于国外来讲比较落后，从门禁系统的原理上讲，国内的系统主要可以分为密码式、射频卡式和指纹式等等，其中占主要部分的是射频识别部分。目前为止，国内门系统发展缓慢，无法全方位的对门状态进行全方位的跟踪与监控，同时IC 卡的制作和读写设备也比较落后，这就导致了IC卡的制作无法提供有效的高安全性和高保密性。当然，我国对门禁系统的开发越来越重视，相信不久便可出现成熟的发展体系。
2 智能门禁基础
2.1 射频识别技术
2.1.1 RFID技术介绍
RFID门禁系统是通过射频卡、读写器和单片机共同构成的。RFID门禁系统有很多种类，其中非接触式识别系统是RFID的主流技术。其主要是通过无线电信号进行射频识别，并获取标签上的相关信息。所谓的标签，就是负责存储用户信息的IC卡，标签在射频场中通过电磁波与读卡器进行信号的交换，读卡器读出数据后将信息发送到单片机，单片机通过对内部的检索来判定IC卡的使用权限，从而判断门的开关状态。
2.1.2 RFID识别过程
远距离读写器通过发射天线发送一定频率读写器的射频信号，当标签进入RFID天线工作区域时产生感应电流，电子标签获得能量被激活，电子标签将自身的编码等信息通过卡内置天线发送出去[1]。当读卡器获得信号后，将信号发送给单片机，单片机对信号进行判断，确认其合法性，并进行对门禁系统的开关管理。
2.1.3 RFID组成
通常而言，射频识别往往有阅读器、应答器、应用软件这三个部分共同组成。
阅读器
阅读器在门禁系统中占据重要的地位，它的主要功能是对标签进行读写控制，也就是说向标签发送读取信号，它同样要对标签返回的信号进行调制解调，并把处理过的信号送给单片机进行判定。
应答器
应答器一般由两部分组成，一是内部芯片，另一个就是天线。芯片用来记录实物的具体信息，以此区别不同的物体，在RFID系统中占据着不可替代的作用，应答器中的天线部分主要完成与读卡器之间的数据传输。
应用软件
应用软件也是智能门禁重要构件。射频门禁系统的应用软件系统主要可以分为嵌入式和上位机系统。嵌入式相当于门禁的微处理器部分，总体而言比较简单，功能较少，一般只具有权限的判定功能。而上位机式则比嵌入式系统的复杂的多，它不仅可以进行权限的判定，还有对数据进行存储和查询的功能。因此上位机系统在各个高校中应用的十分广泛。
目录
1 绪论1
1.1 课题背景与意义1
1.2 国内外研究现状1
2 智能门禁基础2
2.1 射频识别技术2
2.2 门禁系统3
3 硬件电路设计4
3.1 系统设计的总体要求4
3.2 硬件设计整体框架4
3.3控制模块STC89C525
3.4 液晶显示模块6
3.5 射频读写模块的设计7
3.6 外围电路和电源设计11
4 软件设计12
4.1 系统结构12
4.2 射频识别模块设计13
4.3 存储模块设计16
4.4 液晶显示模块17
5 软硬件调试18
5.1 软件调试18
5.2 硬件调试20
结论23
致谢24
参考文献25
附录A 26
附录B 44
1 绪论
1.1 课题背景与意义
目前，房屋的安全问题是广大住户关心的热点，随着人们对这方面的关注，人们对门禁系统的研究已经有了重大的突破。与过去的简单门锁相比，现代门禁系统已经摆脱了传统门禁的桎梏，发展成为一套集微电子、机械、光学、计算机技术、通信技术等为一体的科学系统，因此其具有更加方便，更加安全的优点。
现代门禁系统主要可以分为刷卡式、密码式和指纹式。密码式门禁系统主要依靠用户输入密码，系统判断密码正确与否，进行对门的开关控制。这种密码式的门禁系统成本最低，但是速度确很慢，不适用与人流量较大或速度要求较高的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
场合。指纹式门禁系统是依靠进入人员的生物特征来实现进出口的管理的。从识别角度来计算来讲，其具有更高的安全性，但是成本较密码式和刷卡时的门禁系统来说要更高。相较于密码式和指纹式门禁系统，刷卡式门禁有更大的优势，它对于密码式来讲具有更高的进出速度，对于指纹式来讲具有更低的成本。其中，刷卡式门禁中非接触式智能卡已经称为目前发展的主流，理论上来讲，它可以拥有十年以上的寿命。
随着科技的进步以对射频识别技术的研究的深入，门禁系统在高校的发展中越来越迅速，相较于以前，高校实验室采取人工看守，学校安排老师轮番值班，这加大了老师的巡查力度，而且也不易对实验室进行更加安全的管理。这在很大阻碍了实验室的现代化发展。随着射频识别技术的普及，众多高校也采用了由计算机控制的智能门禁系统对实验室进行管理。不仅加强了对实验室的管理，还使得进出实验室更加方便快捷，同时，每次的进出人员信息还可以由计算机进行统计记录，方便了对人员的复审与评测。
1.2 国内外研究现状
国外IC卡技术发展比中国早，并且国外的门禁市场已经开始成熟，产业开始细分，不同的公司分工化合作，生产各自的模块，生产IC卡和读卡器的公司只生产和研发IC卡和读卡器，不涉及其他模块。由于多年的经验积累，国外的产品要比国内在稳定性上要更具优势。
我国对门禁系统的研究与发展相较于国外来讲比较落后，从门禁系统的原理上讲，国内的系统主要可以分为密码式、射频卡式和指纹式等等，其中占主要部分的是射频识别部分。目前为止，国内门系统发展缓慢，无法全方位的对门状态进行全方位的跟踪与监控，同时IC 卡的制作和读写设备也比较落后，这就导致了IC卡的制作无法提供有效的高安全性和高保密性。当然，我国对门禁系统的开发越来越重视，相信不久便可出现成熟的发展体系。
2 智能门禁基础
2.1 射频识别技术
2.1.1 RFID技术介绍
RFID门禁系统是通过射频卡、读写器和单片机共同构成的。RFID门禁系统有很多种类，其中非接触式识别系统是RFID的主流技术。其主要是通过无线电信号进行射频识别，并获取标签上的相关信息。所谓的标签，就是负责存储用户信息的IC卡，标签在射频场中通过电磁波与读卡器进行信号的交换，读卡器读出数据后将信息发送到单片机，单片机通过对内部的检索来判定IC卡的使用权限，从而判断门的开关状态。
2.1.2 RFID识别过程
远距离读写器通过发射天线发送一定频率读写器的射频信号，当标签进入RFID天线工作区域时产生感应电流，电子标签获得能量被激活，电子标签将自身的编码等信息通过卡内置天线发送出去[1]。当读卡器获得信号后，将信号发送给单片机，单片机对信号进行判断，确认其合法性，并进行对门禁系统的开关管理。
2.1.3 RFID组成
通常而言，射频识别往往有阅读器、应答器、应用软件这三个部分共同组成。
阅读器
阅读器在门禁系统中占据重要的地位，它的主要功能是对标签进行读写控制，也就是说向标签发送读取信号，它同样要对标签返回的信号进行调制解调，并把处理过的信号送给单片机进行判定。
应答器
应答器一般由两部分组成，一是内部芯片，另一个就是天线。芯片用来记录实物的具体信息，以此区别不同的物体，在RFID系统中占据着不可替代的作用，应答器中的天线部分主要完成与读卡器之间的数据传输。
应用软件
应用软件也是智能门禁重要构件。射频门禁系统的应用软件系统主要可以分为嵌入式和上位机系统。嵌入式相当于门禁的微处理器部分，总体而言比较简单，功能较少，一般只具有权限的判定功能。而上位机式则比嵌入式系统的复杂的多，它不仅可以进行权限的判定，还有对数据进行存储和查询的功能。因此上位机系统在各个高校中应用的十分广泛。
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