无线射频智能刷卡门禁系统的设计(附件)
摘 要本文主要研究的是一种智能刷卡门禁系统，该系统可以实现智能化管理建筑楼宇的安全，各种大型建筑物体内的出入口、管理区、设备控制中心和贵重物品储存的库房、电梯口等比较重要部门的通道处都有安全防护措施，所以就特别有必要在开发设计之前，安装与其相关的一些智能门禁系统，进而来识别出入口的人员身份对其进行控制管理，保证安全。本文设计了由硬件组成和软件开发两大部分构成的安全刷卡门禁系统，该系统是以STC89C52单片机为控制基础，由刷卡模块、按键模块、报警模块、门锁继电器电路、存储模块AT24C02、电源模块、智能IC卡、显示模块、读卡器及单片机最小系统等组成。其中按键模块可以清除和存储卡号，当存储成功时再次刷卡就可以打开继电器工作。如果没有存储信息则报警模块开始报警。读卡器是能进行读写的荷兰Philips公司生产的Mifare非接触式射频卡。主要实现，当有卡在识别区域时，读卡器中的数据经由单片机程序进行处理，处理结果判断是否为合法的IC卡，并将前边已经储存在存储模块中的卡号传到液晶显示器LCD1602上显示。当没有卡刷入，或者是刷入的卡没有权限的时候，液晶屏显示的是No Card！与ID号，继电器指示灯亮，蜂鸣器指示灯不亮；一旦刷入卡是有效卡的时候开液晶屏显示的是Open！与卡片ID号，继电器和蜂鸣器的指示灯亮。读卡器的软件设计部分包括读取卡片、询卡、判断IC卡是否合法等。
目 录
1绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 实现的功能 2
2系统总体方案设计 3
2.1 门禁读卡器 3
2.2 射频卡 3
2.3 设计原则 3
2.4 门禁系统模块 4
3射频门禁系统硬件电路设计 6
3.1 控制电路设计 6
3.1.1 STC89C52主要性能 6
3.1.2 STC89C52的引脚及功能 6
3.2 射频卡识别电路 8
3.2.1 RFIDRC522接口设计 10
3.2.3 RFIDRC522读卡器 12
3.2.4非接触式卡Mifare S50 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.3 LCD1602显示电路 15
3.3.1 LCD1602技术参数 16
3.3.2 LCD1602的显示 16
3.3.3 LCD1602的引脚介绍 17
3.4 存储电路设计 18
3.4.1 AT24C02简介及特性 18
3.4.2 AT24C02内部结构 19
3.4.3 AT24C02引脚介绍及说明 19
3.4.4 AT24C02电路连接图 20
3.5 按键电路设计 20
3.5.1 按键存在的问题及消除办法 20
3.5.2 键盘电路连接方式 21
3.6 报警和显示电路 21
3.6.1 报警电路 21
3.6.2 发光电路 22
4射频门禁软件设计 24
4.1 系统软件设计 24
4.2 软件设计流程图 24
4.2.1 总体程序设计流程图 24
4.2.2 卡片检测子程序流程图 25
5硬件的焊接与调试 27
6结论与展望 29
6.1结论 29
6.2工作展望 29
附录1：主电路原理图 32
附录2：元件清单 33
附录3：实物图 34
1 绪论
1.1 研究的背景及意义
就目前而言，中国国内对于门禁系统的认识和研究已经得到了大大的提升，已经从原来的想象阶段到实现创新的阶段，但是在设计和制造的过程中还存在很多不足之处，如：部分模块仍需要去国外购买像门禁控制器、读写器等，还有就是没有创新，多为仿造国外的产品，除此两点之外，还有开发的成本太高而且产品也比较单一。
在技术方面上，现如今的中国也有很多的厂家在制造和生产，但是几乎都是在仿造国外的特别优秀的一些门禁系统装置来制造，虽然可以自行生产但是其中关键的方法和技术都不是自己的，几乎都要进口。虽然生产出来的这些的门禁系统性是非常好的，可以满足很多客户的需求，但是它的价格是非常昂贵的。虽然生产出来了但是核心芯片也要从外购买，剩下的一些部件则从国外进行研制。这种方法是很灵活的，能够实时的依据顾客的需求增进门禁系统的一些额外的功能用途，并且价格会比较廉价[1]。虽然中国在系统构成方面有很大的进步，但是大多的门禁系统是以控制器当成核心的，且门控器大多数是国外的企业研制的，如果想生产必须购买外国的技术核心。
目前来看智能建筑楼宇自动化系统中的安全系统引用是非常广泛的。在社会经济不断发展变化的今天，各种大型建筑物体内的出入口、管理区、设备控制中心和贵重物品储存的库房、电梯口等比较重要部门的通道处都有安全防护措施，因此就特别有必要在开发设计之前，安装与其相关的一些禁门系统，进而来识别出入口的人员身份对其进行控制管理和安全保障。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
现如今，随着人们生活水平的增加，住在的发展不断的壮大，人们对于居住的追求已经从简单的变成智能的、安全的等众多要求过渡。要建设具有现代科技水平的住宅小区，推动住宅改朝换代和住宅的产业现代化，就一定要充分应用现代建筑技术、环保节能技术、新型建材，尤其是以计算机技术为基础的信息网络技术[2]。所以智能建筑一定是未来建筑的发展大趋势之一，目前的高科技技术正慢慢由智能大厦像高档的智能住宅小区实现与转变。楼宇的可视系统迎合了社会不断发展的信息化，并且实现了住宅主人可以对来访客人的体征进行图像识别的功能，而且还包括互相通话的功能，此外还增加了安全性，能够有效的保护住户的财产安全和人身安全，此发展方向成为了接下来房地产投资建设开发的主导方向，成为小康住宅必不可少的配套设施[3]。可见得，单片机与微型计算机的快速发展及其它在众多领域智能化的应用为智能楼宇的门禁系统提供了便利的条件和技术，并且高楼大厦的门禁系统所覆盖的每一项技术都是成熟的，其发展也符合现代数字化得技术潮流，其发展是社会进步的必然趋势[4]。
发展的趋势的一致方向是WAN网络，从而真正的实现一卡通系统。
1.3 实现的功能
本课题设计的是这一种为了安全考虑的射频门禁系统，具有以下功能：
（1）读卡功能
（2）添加管理卡功能
（3）增加、删除用户卡功能
（4）更改管理卡
（5）键盘控制管理卡操作
（6）蜂鸣器实现刷卡、按键提示
（7）液晶显示屏晶显示IC卡序列号
2 系统总体方案设计
2.1 门禁读卡器
构成门禁系统的主要器件是读卡器，该读卡器由控制单片机及读卡模块、储存模块及外围串行通信接口、扩展器件电源接口、射频天线等，与+5V电源连接可进行读卡，与串行口连接可与PC机进行通信。
门禁系统中很重要的工作器件就是读卡器，它是PC机、开关门、射频卡设备的桥梁，他能够联网工作，并利用RS232串行口和PC机进行连接。读卡器不是被动操作的，只有非接触式IC卡在读卡器天线射频能量范围[5]，读卡器就会通过感应到的射频信号和智能卡进行通信，在联网的状态下，读卡器会把采集来的信号数据传送给PC管理机，这些IC卡全部由PC机管理。
目 录
1绪论 1
1.1 研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 实现的功能 2
2系统总体方案设计 3
2.1 门禁读卡器 3
2.2 射频卡 3
2.3 设计原则 3
2.4 门禁系统模块 4
3射频门禁系统硬件电路设计 6
3.1 控制电路设计 6
3.1.1 STC89C52主要性能 6
3.1.2 STC89C52的引脚及功能 6
3.2 射频卡识别电路 8
3.2.1 RFIDRC522接口设计 10
3.2.3 RFIDRC522读卡器 12
3.2.4非接触式卡Mifare S50 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.3 LCD1602显示电路 15
3.3.1 LCD1602技术参数 16
3.3.2 LCD1602的显示 16
3.3.3 LCD1602的引脚介绍 17
3.4 存储电路设计 18
3.4.1 AT24C02简介及特性 18
3.4.2 AT24C02内部结构 19
3.4.3 AT24C02引脚介绍及说明 19
3.4.4 AT24C02电路连接图 20
3.5 按键电路设计 20
3.5.1 按键存在的问题及消除办法 20
3.5.2 键盘电路连接方式 21
3.6 报警和显示电路 21
3.6.1 报警电路 21
3.6.2 发光电路 22
4射频门禁软件设计 24
4.1 系统软件设计 24
4.2 软件设计流程图 24
4.2.1 总体程序设计流程图 24
4.2.2 卡片检测子程序流程图 25
5硬件的焊接与调试 27
6结论与展望 29
6.1结论 29
6.2工作展望 29
附录1：主电路原理图 32
附录2：元件清单 33
附录3：实物图 34
1 绪论
1.1 研究的背景及意义
就目前而言，中国国内对于门禁系统的认识和研究已经得到了大大的提升，已经从原来的想象阶段到实现创新的阶段，但是在设计和制造的过程中还存在很多不足之处，如：部分模块仍需要去国外购买像门禁控制器、读写器等，还有就是没有创新，多为仿造国外的产品，除此两点之外，还有开发的成本太高而且产品也比较单一。
在技术方面上，现如今的中国也有很多的厂家在制造和生产，但是几乎都是在仿造国外的特别优秀的一些门禁系统装置来制造，虽然可以自行生产但是其中关键的方法和技术都不是自己的，几乎都要进口。虽然生产出来的这些的门禁系统性是非常好的，可以满足很多客户的需求，但是它的价格是非常昂贵的。虽然生产出来了但是核心芯片也要从外购买，剩下的一些部件则从国外进行研制。这种方法是很灵活的，能够实时的依据顾客的需求增进门禁系统的一些额外的功能用途，并且价格会比较廉价[1]。虽然中国在系统构成方面有很大的进步，但是大多的门禁系统是以控制器当成核心的，且门控器大多数是国外的企业研制的，如果想生产必须购买外国的技术核心。
目前来看智能建筑楼宇自动化系统中的安全系统引用是非常广泛的。在社会经济不断发展变化的今天，各种大型建筑物体内的出入口、管理区、设备控制中心和贵重物品储存的库房、电梯口等比较重要部门的通道处都有安全防护措施，因此就特别有必要在开发设计之前，安装与其相关的一些禁门系统，进而来识别出入口的人员身份对其进行控制管理和安全保障。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
现如今，随着人们生活水平的增加，住在的发展不断的壮大，人们对于居住的追求已经从简单的变成智能的、安全的等众多要求过渡。要建设具有现代科技水平的住宅小区，推动住宅改朝换代和住宅的产业现代化，就一定要充分应用现代建筑技术、环保节能技术、新型建材，尤其是以计算机技术为基础的信息网络技术[2]。所以智能建筑一定是未来建筑的发展大趋势之一，目前的高科技技术正慢慢由智能大厦像高档的智能住宅小区实现与转变。楼宇的可视系统迎合了社会不断发展的信息化，并且实现了住宅主人可以对来访客人的体征进行图像识别的功能，而且还包括互相通话的功能，此外还增加了安全性，能够有效的保护住户的财产安全和人身安全，此发展方向成为了接下来房地产投资建设开发的主导方向，成为小康住宅必不可少的配套设施[3]。可见得，单片机与微型计算机的快速发展及其它在众多领域智能化的应用为智能楼宇的门禁系统提供了便利的条件和技术，并且高楼大厦的门禁系统所覆盖的每一项技术都是成熟的，其发展也符合现代数字化得技术潮流，其发展是社会进步的必然趋势[4]。
发展的趋势的一致方向是WAN网络，从而真正的实现一卡通系统。
1.3 实现的功能
本课题设计的是这一种为了安全考虑的射频门禁系统，具有以下功能：
（1）读卡功能
（2）添加管理卡功能
（3）增加、删除用户卡功能
（4）更改管理卡
（5）键盘控制管理卡操作
（6）蜂鸣器实现刷卡、按键提示
（7）液晶显示屏晶显示IC卡序列号
2 系统总体方案设计
2.1 门禁读卡器
构成门禁系统的主要器件是读卡器，该读卡器由控制单片机及读卡模块、储存模块及外围串行通信接口、扩展器件电源接口、射频天线等，与+5V电源连接可进行读卡，与串行口连接可与PC机进行通信。
门禁系统中很重要的工作器件就是读卡器，它是PC机、开关门、射频卡设备的桥梁，他能够联网工作，并利用RS232串行口和PC机进行连接。读卡器不是被动操作的，只有非接触式IC卡在读卡器天线射频能量范围[5]，读卡器就会通过感应到的射频信号和智能卡进行通信，在联网的状态下，读卡器会把采集来的信号数据传送给PC管理机，这些IC卡全部由PC机管理。
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