以太网的门禁遥控系统的研究
摘 要随着家庭互联网的普及与发展，智能家居越来越贴近人们的生活，并逐渐成为社会发展总质量的体现。在这个经济飞速发展的时代，人们通过各种各样的方式控制门禁，其中，通过网络控制门禁已成为时代大流，越来越多的人用网络门禁保护自身的财产安全。51单片机价格低廉，功能强大，并且应用非常广泛，所以研究利用单片机构建服务器并用浏览器实现对单片机上的门禁控制就是本课题的研究内容。本文主要介绍如何用带有网络芯片的单片机构建与PC机间的通信平台，主要研究分析了如何构建服务器，还有学习分析了html网页界面语言，并尝试构建网页并设计表单和超链接对单片机进行控制。其中，以太网络协议非常复杂，本文将移植一种免费的协议栈，当中只保留实现通信所必要的协议，并对这些协议进行分析与实现。在硬件方面，本课题研究使用Enc28j60网络芯片作为单片机的网络接口，并对其工作原理及性能进行了详细的研究，在软件方面，具体研究了几个适用于单片机的协议及其使用方法。最后成功设计了一个单片机服务器，并且通过浏览器/服务器的工作方式实现控制门禁的功能。最后，在本课题设计基础上对未来进行了展望。
Key words：MCU; TCP / IP; server; Enc28j60; page 目录
摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外智能门禁系统的发展 2
1.3 课题的目标和任务 2
1.4 本章小结 3
第二章 软硬件分析 4
2.1 系统网络接口硬件结构框图 4
2.1.1 C8051f34系列单片机芯片介绍 4
2.1.2 单片机与电脑连接 6
2.1.3 Enc28j60网络芯片简介 7
2.1.4 其他主要硬件组成 7
2.2 Enc28j60性能分析 8
2.2.1 组成 8
2.2.2 与单片机的连接 9
2.2.3 驱动实现 9
2.3 TCP/IP协议简介 12
2.3.1 TCP/IP的概念及分层结构 12
2.3.2 网络
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
通信流程 14
2.3.3 以太网帧结构 15
2.4 本章小结 16
第三章 系统目标的实现 18
3.1 协议栈移植 18
3.1.1 Uip协议栈接口 18
3.1.2 Uip协议栈实现 19
3.1.3 Uip的移植步骤 20
3.2 HTTP协议的分析与实现 20
3.2.1 分析 20
3.2.2 协议头部的设置 21
3.3 TCP连接与关闭的实现 21
3.3.1 连接过程 21
3.3.2 关闭过程 22
3.4 主函数的设计与实现 22
3.4.1 软硬件初始化 22
3.4.2 控制循环函数 22
3.5 TCP应用回调函数 23
3.5.1 功能 23
3.5.2 工作原理 24
3.6 密码权限功能的实现 24
3.6.1 密码页面的实现 24
3.6.2 密码权限功能的实现 26
3.7 控制与查询功能的实现 26
3.7.1 控制与查询页面的实现 26
3.7.2 控制功能的实现 27
3.7.3 查询功能的实现 27
3.8 本章小结 28
第四章 硬件测试和结果演示 29
4.1 测试流程 29
4.2 结果演示 30
4.3 本章小结 31
第五章 总结展望 32
5.1 总结 32
5.2 展望 33
致谢 33
参考文献 34
附录 35
科技文献翻译 35
绪论
研究背景及意义
与以前相比，人们的生活发生了巨大的改变。以前买东西要跑到人家店里买，现在只需要网络淘宝，甚至于不用迈出家门就有人把东西送到你的手上，而且网络店铺里的商品琳琅满目，想要什么有什么，不再需要一家店一家店地找了，可以说，网络已经走进了千家万户，越来越多的人学会了如何使用网络，并且因为家中有PC机，有网络环境，所以舒适地享受网络带来的方便与快乐。
智能家居作为网络的一种生活应用，越来越被人们接受以及向往，而门禁系统作为其中的一种，也在被人们广泛关注。在这个高速化与智能化的时代，时间显得异常宝贵，人们的财产安全也受到了很高的重视。老式的门禁缺乏安全，主人不在，很容易被小偷破解，而如果钥匙掉了，还要请开锁匠开锁，非常麻烦。所以，在当前局势下研究以太网门禁系统是很有必要的，这能够大大提高人们的生活效率，及财产安全。
在现代，门禁系统的应用已经特别广泛，比如上班族早上的签到，刷卡开门，又比如指纹识别系统门禁。就近的来说，宿舍楼下的简单门禁系统也是现代门禁的一种应用，学生需要刷卡才能进入宿舍。生活中有很多地方都有门禁系统，它可以规范人们的日常生活，保护人们的财产，使生活有条不紊地进行下去，可以说，门禁在人们的日常生活中扮演着必不可少的角色。
以太网门禁系统的优点有很多。首先，大大的提高了系统响应速度，当门禁要求多数量时，都能够利用网络快速解决，生活中的普通门禁大都是一把钥匙一个门禁，即使是另一个相同的门禁，还要用钥匙再开一遍，非常地麻烦。
第二，以太网门禁能够提高系统的可靠性与安全性，利用以太网设置门禁，可以设置密码权限，只有有权限的人才能操作，不会让随便一个人就可以使用，当用户不在家，没有办法顾及到门禁的时候，利用以太网能够实时地对门禁进行操作与管理。。
第三，能够提高系统的可扩展性，IP架构具有一定的标准化，易扩充，如果需要异地联网的用户，这将是不错的选择，这一优点凸显了此系统不限制地域的卓著优越性。现代的人常常要出差，到处跑，利用这一系统不仅安全可靠，而且再也不用因为出远门而担心家里了。
另外，这一系统设计方便系统的维护， IP网络不局限地域，所以门禁能够实现远程的诊断和维护，当遇到问题时，可以随时对系统进行问题诊断并且寻求方法维护，使门禁系统的寿命大大延长。
综上，研究以太网门禁系统是非常有意义的，尤其是在现代需求这么大的社会条件下。
国内外智能门禁系统的发展
据相关部门统计数据显示，我国的智能门禁市场发展异常迅猛，截至至2013年，我国智能门禁市场规模达到了33亿元，在国内发展大项目中起到了主导地位。主要原因是现代的越来越先进的管理与经济化建设，比如国家的企业、酒店、还有高档的居民房、政府机关的办公大楼等等，都需要智能化门禁的参与。从前十年门禁市场的发展来看，门禁系统的销售额占整个安防市场的87.2%，不难推测，在不久的将来，国内还会加大对智能门禁的投入力度，并借鉴国外的相关技术，将国内的这项技术做得更好。
在国外，尤其是美国，智能门禁系统的发展势头特别好，其中，2012年是美国门禁市场发展最快的一年，这一年伴随人们对着门禁系统越来越大的兴趣，提出了很多要求，所以市场不断解决问题，不断提高自身创新性，使得门禁系统得到了持续稳定的发展。另外，美国的政府机构对门禁系统需求特别大，联邦雇员和其他工作人员的信息处理促使门禁系统迅速发展。而且，美国将这一技术安排到公众教育和推广工作上面，这无疑聚集了整个社会的力量在发展门禁系统，引领行业的发展。截至2013年，美国已有上千万人熟悉并使用各种各样的智能门禁系统，美国安防市场有90%都是和智能门禁系统有关的，预测在将来，这一技术的发展还会越来越快。
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摘 要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外智能门禁系统的发展 2
1.3 课题的目标和任务 2
1.4 本章小结 3
第二章 软硬件分析 4
2.1 系统网络接口硬件结构框图 4
2.1.1 C8051f34系列单片机芯片介绍 4
2.1.2 单片机与电脑连接 6
2.1.3 Enc28j60网络芯片简介 7
2.1.4 其他主要硬件组成 7
2.2 Enc28j60性能分析 8
2.2.1 组成 8
2.2.2 与单片机的连接 9
2.2.3 驱动实现 9
2.3 TCP/IP协议简介 12
2.3.1 TCP/IP的概念及分层结构 12
2.3.2 网络
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
通信流程 14
2.3.3 以太网帧结构 15
2.4 本章小结 16
第三章 系统目标的实现 18
3.1 协议栈移植 18
3.1.1 Uip协议栈接口 18
3.1.2 Uip协议栈实现 19
3.1.3 Uip的移植步骤 20
3.2 HTTP协议的分析与实现 20
3.2.1 分析 20
3.2.2 协议头部的设置 21
3.3 TCP连接与关闭的实现 21
3.3.1 连接过程 21
3.3.2 关闭过程 22
3.4 主函数的设计与实现 22
3.4.1 软硬件初始化 22
3.4.2 控制循环函数 22
3.5 TCP应用回调函数 23
3.5.1 功能 23
3.5.2 工作原理 24
3.6 密码权限功能的实现 24
3.6.1 密码页面的实现 24
3.6.2 密码权限功能的实现 26
3.7 控制与查询功能的实现 26
3.7.1 控制与查询页面的实现 26
3.7.2 控制功能的实现 27
3.7.3 查询功能的实现 27
3.8 本章小结 28
第四章 硬件测试和结果演示 29
4.1 测试流程 29
4.2 结果演示 30
4.3 本章小结 31
第五章 总结展望 32
5.1 总结 32
5.2 展望 33
致谢 33
参考文献 34
附录 35
科技文献翻译 35
绪论
研究背景及意义
与以前相比，人们的生活发生了巨大的改变。以前买东西要跑到人家店里买，现在只需要网络淘宝，甚至于不用迈出家门就有人把东西送到你的手上，而且网络店铺里的商品琳琅满目，想要什么有什么，不再需要一家店一家店地找了，可以说，网络已经走进了千家万户，越来越多的人学会了如何使用网络，并且因为家中有PC机，有网络环境，所以舒适地享受网络带来的方便与快乐。
智能家居作为网络的一种生活应用，越来越被人们接受以及向往，而门禁系统作为其中的一种，也在被人们广泛关注。在这个高速化与智能化的时代，时间显得异常宝贵，人们的财产安全也受到了很高的重视。老式的门禁缺乏安全，主人不在，很容易被小偷破解，而如果钥匙掉了，还要请开锁匠开锁，非常麻烦。所以，在当前局势下研究以太网门禁系统是很有必要的，这能够大大提高人们的生活效率，及财产安全。
在现代，门禁系统的应用已经特别广泛，比如上班族早上的签到，刷卡开门，又比如指纹识别系统门禁。就近的来说，宿舍楼下的简单门禁系统也是现代门禁的一种应用，学生需要刷卡才能进入宿舍。生活中有很多地方都有门禁系统，它可以规范人们的日常生活，保护人们的财产，使生活有条不紊地进行下去，可以说，门禁在人们的日常生活中扮演着必不可少的角色。
以太网门禁系统的优点有很多。首先，大大的提高了系统响应速度，当门禁要求多数量时，都能够利用网络快速解决，生活中的普通门禁大都是一把钥匙一个门禁，即使是另一个相同的门禁，还要用钥匙再开一遍，非常地麻烦。
第二，以太网门禁能够提高系统的可靠性与安全性，利用以太网设置门禁，可以设置密码权限，只有有权限的人才能操作，不会让随便一个人就可以使用，当用户不在家，没有办法顾及到门禁的时候，利用以太网能够实时地对门禁进行操作与管理。。
第三，能够提高系统的可扩展性，IP架构具有一定的标准化，易扩充，如果需要异地联网的用户，这将是不错的选择，这一优点凸显了此系统不限制地域的卓著优越性。现代的人常常要出差，到处跑，利用这一系统不仅安全可靠，而且再也不用因为出远门而担心家里了。
另外，这一系统设计方便系统的维护， IP网络不局限地域，所以门禁能够实现远程的诊断和维护，当遇到问题时，可以随时对系统进行问题诊断并且寻求方法维护，使门禁系统的寿命大大延长。
综上，研究以太网门禁系统是非常有意义的，尤其是在现代需求这么大的社会条件下。
国内外智能门禁系统的发展
据相关部门统计数据显示，我国的智能门禁市场发展异常迅猛，截至至2013年，我国智能门禁市场规模达到了33亿元，在国内发展大项目中起到了主导地位。主要原因是现代的越来越先进的管理与经济化建设，比如国家的企业、酒店、还有高档的居民房、政府机关的办公大楼等等，都需要智能化门禁的参与。从前十年门禁市场的发展来看，门禁系统的销售额占整个安防市场的87.2%，不难推测，在不久的将来，国内还会加大对智能门禁的投入力度，并借鉴国外的相关技术，将国内的这项技术做得更好。
在国外，尤其是美国，智能门禁系统的发展势头特别好，其中，2012年是美国门禁市场发展最快的一年，这一年伴随人们对着门禁系统越来越大的兴趣，提出了很多要求，所以市场不断解决问题，不断提高自身创新性，使得门禁系统得到了持续稳定的发展。另外，美国的政府机构对门禁系统需求特别大，联邦雇员和其他工作人员的信息处理促使门禁系统迅速发展。而且，美国将这一技术安排到公众教育和推广工作上面，这无疑聚集了整个社会的力量在发展门禁系统，引领行业的发展。截至2013年，美国已有上千万人熟悉并使用各种各样的智能门禁系统，美国安防市场有90%都是和智能门禁系统有关的，预测在将来，这一技术的发展还会越来越快。
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