射频无线身份识别技术的智能锁设计

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引言
射频无线智能锁的发展背景
射频无线智能锁控制系统是一种通过模拟电路方案或程序算法进行操控的一类电子产品，如果参照内部电路形式或控制算法划分，目前市面上的射频无线智能锁控制系统划分为三种类型——纯模拟电路类、集成数字芯片类和微处理器类，这三个类型各有各的优点和缺点，这也是至今三类产品共存的原因。现如今对于射频无线智能锁控制系统的研究开发呈现出一种炙手可热的现状，由于32位处理器的功效愈来愈完善而且单片成本也在持续下降，所以越来越多的射频无线智能锁系统开发设计人员不断把研究重点迁移到了对含有32位数据处理内核的射频无线智能锁控制系统的研究。射频无线智能锁实物图如图1所示。


图1 射频无线智能锁实物图
射频无线智能锁系统早在很久以前就已出现在人们工作生活的多个领域中，它的出现对人们的生活和工作方式发生了很大的改变。微处理器类射频无线智能锁系统正是本课题将要提出而且加以研究设计的一类新型设计，它是这三类中登上历史舞台最晚的一类，但也是功效最高的一类，该器件的内部以控制器芯片等微处理器当作重要部分，通过工程师对编程代码的编写，将设计思想换算成程序并烧写到微处理器芯片中，实现对射频无线智能锁控制系统的各项功能控制，这类系统是未来射频无线智能锁控制系统的发展趋势，以当前的发展现状看来，逐渐有吞并另外两类市场份额的趋势。我们常说的集成数字芯片类就是指在射频无线智能锁系统内部的电路板上，主要的元器件以集成逻辑芯片居多，因为单片数字集成芯片可以独立完成众多功能较为繁复的工作，因此看不到一些传统的模拟逻辑门电路，因此电路板整体形式特别整齐，含有极大的条理化和模块化，各个部分的功能划分较明确。合成数字芯片的大比例应用使得这类射频无线智能锁控制系统的优势尤为显著，因为选用的是由下而上的模块化设计，所以每个功能模块相互间干扰减少，与此同时一旦芯片出现损害，能够直接将相同型号的芯片进行替换。其缺点是没有使用人员编写的代码程序进行参与，程控化指标为零，常常多个芯片组合在一起所完成的功能只是一句简单的代码程序的功能，所以距离嵌入式射频无线智能锁系统还具备很大的差距。通常说的纯模拟电路类就是指在射频无线智能锁控制系统内部的电路板上，电路结构中使用的全是电阻电容、三极管、变压器以及继电器等模拟 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072* 
器件，集成电路使用较少，电路板上的电子元器件数量非常多并且排列顺序不是很规整，而且整个电路板的外形体积大并且重。这类以模拟电路方案进行设计的射频无线智能锁控制系统优秀性能是被使用历史比较早，经过了长时间的反复优化，电路设计方案和元器件参数的调整已经趋近于完善，能够在某些场合下稳定的工作。但是不足之处亦十分明显，电路板对温湿度等普遍的环境参数非常敏感，轻易受环境参数更改的干扰，产品的整体外形非常大，另外越来越多的公司已放弃对这类射频无线智能锁控制系统的研发，从而技术支持力度不断在压缩。本课题所要提出的该款射频无线智能锁控制系统应用STC89C51单片机来当作内部核心处理器并结合C语言对编程代码进行配置，通过软件的编译和优化之后最后完成一款性能优秀的射频无线智能锁系统。
射频无线智能锁的发展现状
国际上正在以一种炙手可热的研究状态对射频无线智能锁系统进行研究，由于较早期的射频无线智能锁系统不能符合目前人们对它的多功能和高性能的指标要求，因此对于新型系统的需求量正在不断上升，这也是国内外的专家学者如今主要的研究目标。通过对互联网和图书馆中射频无线智能锁控制系统的设计开发文献等一些相关材料进行翻阅和归纳总结之后，可以看出目前市场上的绝大多数射频无线智能锁控制系统产品在一种略过时的现状，这些射频无线智能锁控制系统全是以一些成本低廉而且功效较为简单的16位数字处理器当作主控。对于当前市场上现存的射频无线智能锁系统来说，它们所呈现出的共同不足之处是高功耗、外观设计感不佳与此同时技术支持力度低等，其中高功耗非常突出，这是因为早期的处理器还不具备低功耗性能，CMOS技术还没有在射频无线智能锁控制系统中得到普及，这是其电压电流需要大的一个主要原因。
主要内容
本课题将实现对射频IC卡号进行高速无线读取、身份判断、错误报警、北京时间计时以及参数高清晰度液晶显示等功能并主要实现以下目标：
1、能够对单片机输出的显示参数进行接收并将其显示在液晶屏幕上；
2、能够实现报警功能，当射频无线智能锁系统在运行过程中需要报警时立即发出蜂鸣声；
3、能够对感应区域内的射频IC卡片进行高灵敏度感应，通过射频信号的发射和接收将内部信息进行识别和读取；
4、能够自动进行计时，并且在系统掉电情况下仍然保持计时功能正常进行；
5、能够对继电器内部触点的闭合和断开两个动作进行控制，实现相关电路的工作与停止工作。
射频无线智能锁的方案设计
射频无线智能锁硬件框图如图2所示，单片机最小系统实现了对LCD1602、有源蜂鸣器、RC522型RFID模块、DS1302实时时钟芯片和继电器的驱动。北京时间生成模块选用DS1302时钟芯片，单片机通过三线式串口对其进行驱动并从该芯片中将北京时间读取出来；继电器模块主要用于实现对门阀启闭动作的驱动，单片机将通过高低电平信号对其进行驱动；液晶屏模块用于实现对IC卡号、用户信息以及时间日期等信息进行显示，该模块将通过单片机的P0口进行驱动；读取模块主要以RFID传感器为主，单片机通过SPI接口对RC522模块进行驱动，实现将IC卡片中的卡号进行读取；按键模块主要由机械按键构成，单片机通过静态扫描法对其进行驱动，实现参数的设置。

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