rfid技术的智能门禁系统设计
摘 要本文结合了大学所学的专业知识，设计了一款以RFID模块作为核心元件的RFID智能门禁系统，实现了毕业设计预期所设定的各个指标，使得门禁开启方式以及防盗性能突破了目前市面上相关产品所存在的普遍弊端。本系统的主要特点是采用了模拟电路与数字电路相互配合的控制模式，通过模拟电路的高速特性以及数字电路的准确特性，将检测过程快速性以及输出结果高精度性等优点表现地淋漓尽致。经过了多次的实验验证以及电路改进，本系统表现出了很高的准确性和实用特点，适合推向未来的RFID智能门禁控制市场，能够大幅度降低目前RFID智能门禁系统的生产成本并且降低性价比大幅度提高。
目录
一、 引言 1
（一） RFID智能门禁的发展背景 1
（二） RFID智能门禁的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） STC89C51单片机 3
（二） 射频身份识别模块介绍 3
（三） LCD1602型液晶屏介绍 4
三、 硬件系统设计 5
（一） RFID智能门禁系统的系统结构框图设计 5
（二） 最小系统设计 5
（三） 射频身份识别模块电路设计 6
（四） DS1302实时时钟芯片电路的设计 7
（五） 液晶屏电路设计 8
（六） 门阀启闭电路设计 9
（七） 声音提示电路设计及按键电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） RFID智能门禁系统的主程序流程图设计 11
（二） 射频身份识别模块工作流程设计 12
（三） 液晶屏显示流程设计 13
1. 写指令流程 13
2. 写数据流程 13
（四） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 14
（五） 门阀启闭软件流程设计 15
五、 系统调试与安装 16
（一） 系统调试 16
（二） 问题总结 17
总 结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
21
附录二 元件列表 22
引言
RFID智能门禁的发展背景
随着智能概念的不断深入人心，生产生活中许多我们常用的家居或者电器都被嵌入了智能元素，本课题将要设计的这款门禁系统内部嵌入了一片8位处理器芯片，通过软硬件的配合，也将实现很大程度上的智能功能。RFID智能门禁是近几年来随着16位和32位处理器的不断成熟以及在生活中各个角落的不断普及所带来的一个全新概念，它突破了传统门禁的局限，不再单单是一个金属的机械结构，处理器的强大处理作用使得它具有了“思考”功能，不但能够实现传统铁门阻挡陌生人或盗贼侵入室内的普通功能，更能够对访问者的身份进行检测、判断以及危险时报警的智能功能，一些高端的门禁系统更是实现了通信组网的功能，得益于以太网技术的成熟，将整个小区的楼宇门禁组成一个整体网络，实现对单元内各个门禁的统一监测和管理，大大提升了防盗性能，降低了危害发生的可能性。
RFID智能门禁的发展现状
纵观这几年新型智能小区不断涌现在大中小城市中，门禁作为一项重要的安防措施，小区设计者和楼房购买者对于门禁的需求和要求不断提升，为提升现代小区的整体智能水平，门禁系统作为其中重要的一个部分，吸引了大量的企业和高校研究小组开始对门禁系统进行研究，目前性能最先进的RFID智能门禁系统能够将面容识别以及音纹分析功能嵌入到其内部处理器中，通过内部高性能的处理器的强大处理作用，实现了更多途径的身份识别功能。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的RFID智能门禁控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点，本课题将设计一款能够实现自动控制功能的RFID智能门禁系统，并实现以下功能指标：
通过RC522型RFID模块，通过51单片机的驱动能够实现对射频IC卡的身份读取和识别；
具有高清晰度的液晶显示功能，能够实现IC卡号的显示以及时间；
具有较高的时间计量功能；
采用+5V直流电压供电。
5、采用C51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
6、使用价格低并且显示效果良好的LCD1602液晶屏作为显示模块；
方案选择及元器件介绍
STC89C51单片机
本文所设计的这款RFID智能门禁控制系统选用了图21中的STC89C51单片机芯片来作为系统的主要控制芯片，通过这个芯片强大的控制作用，从而达到读取、驱动外部其它模块的目的，从而使得各模块都能够相互配合，实现本文的设计目标，下面对这款单片机芯片进行详细的介绍。
所谓STC89C51，其中的STC指的是宏晶公司的英文名称，C51指的是通过C语言开发的MCS51内核单片机，宏晶公司的设计人员为这款单片机配置了一个能够最多存储4k字节程序代码的FLASH以及一个能够最多存储128字节临时数据的RAM，通过这个储存模块的搭配，用户能够轻松的实现程序代码的下载，此特点决定了它是学生实验中的最佳选择对象。
图21 STC89C51单片机
射频身份识别模块介绍
为了能够使得本课题所设计的RFID智能门禁控制系统具有身份信息非接触发送、接收、数据处理以及身份识别等智能功能，综合了目前市面上集中较为常用实现方法，为节约成本和降低毕业设计的开发难度以及周期，本课题最终选用使用人群最为广泛的RC522型RFID模块来实现这一功能。RC522模块的实物图如图22所示，该型号的RFID模块不但集成了射频身份卡、收发天线以及数据处理主控芯片，还将模块内的供电电压转换芯片也进行了集成，这样本课题就可以直接通过+5V直流电压对RC522内部的各电路和芯片进行供电。
图22 RFID模块实物图
LCD1602型液晶屏介绍
本控制系统配置了一个能够实现参数显示的液晶屏模块，这样控制系统就能够实时地将测量到的接过通过屏幕显示出来，大大增加了控制系统的人性化。该液晶屏为目前广受欢迎的LCD1602型字符点阵型液晶屏，其主要特点是能够实现数字、字母、标点或者一些简单图形的显示，但是不能够对汉字进行显示。所谓字符点阵液晶屏指的是屏幕的显示原理是通过屏幕上一个个规格排列的小液晶组成的，通过各个小液晶的显示/不显示，从而合成一个带显示的字符，因此显示出来的字符清晰度非常高，并且这种显示方式不会消耗掉很大的电流，图23为LCD1602液晶屏图。
图23 LCD1602液晶屏
目录
一、 引言 1
（一） RFID智能门禁的发展背景 1
（二） RFID智能门禁的发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） STC89C51单片机 3
（二） 射频身份识别模块介绍 3
（三） LCD1602型液晶屏介绍 4
三、 硬件系统设计 5
（一） RFID智能门禁系统的系统结构框图设计 5
（二） 最小系统设计 5
（三） 射频身份识别模块电路设计 6
（四） DS1302实时时钟芯片电路的设计 7
（五） 液晶屏电路设计 8
（六） 门阀启闭电路设计 9
（七） 声音提示电路设计及按键电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） RFID智能门禁系统的主程序流程图设计 11
（二） 射频身份识别模块工作流程设计 12
（三） 液晶屏显示流程设计 13
1. 写指令流程 13
2. 写数据流程 13
（四） DS1302实时时钟芯片的驱动流程设计 14
（五） 门阀启闭软件流程设计 15
五、 系统调试与安装 16
（一） 系统调试 16
（二） 问题总结 17
总 结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
21
附录二 元件列表 22
引言
RFID智能门禁的发展背景
随着智能概念的不断深入人心，生产生活中许多我们常用的家居或者电器都被嵌入了智能元素，本课题将要设计的这款门禁系统内部嵌入了一片8位处理器芯片，通过软硬件的配合，也将实现很大程度上的智能功能。RFID智能门禁是近几年来随着16位和32位处理器的不断成熟以及在生活中各个角落的不断普及所带来的一个全新概念，它突破了传统门禁的局限，不再单单是一个金属的机械结构，处理器的强大处理作用使得它具有了“思考”功能，不但能够实现传统铁门阻挡陌生人或盗贼侵入室内的普通功能，更能够对访问者的身份进行检测、判断以及危险时报警的智能功能，一些高端的门禁系统更是实现了通信组网的功能，得益于以太网技术的成熟，将整个小区的楼宇门禁组成一个整体网络，实现对单元内各个门禁的统一监测和管理，大大提升了防盗性能，降低了危害发生的可能性。
RFID智能门禁的发展现状
纵观这几年新型智能小区不断涌现在大中小城市中，门禁作为一项重要的安防措施，小区设计者和楼房购买者对于门禁的需求和要求不断提升，为提升现代小区的整体智能水平，门禁系统作为其中重要的一个部分，吸引了大量的企业和高校研究小组开始对门禁系统进行研究，目前性能最先进的RFID智能门禁系统能够将面容识别以及音纹分析功能嵌入到其内部处理器中，通过内部高性能的处理器的强大处理作用，实现了更多途径的身份识别功能。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的RFID智能门禁控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点，本课题将设计一款能够实现自动控制功能的RFID智能门禁系统，并实现以下功能指标：
通过RC522型RFID模块，通过51单片机的驱动能够实现对射频IC卡的身份读取和识别；
具有高清晰度的液晶显示功能，能够实现IC卡号的显示以及时间；
具有较高的时间计量功能；
采用+5V直流电压供电。
5、采用C51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
6、使用价格低并且显示效果良好的LCD1602液晶屏作为显示模块；
方案选择及元器件介绍
STC89C51单片机
本文所设计的这款RFID智能门禁控制系统选用了图21中的STC89C51单片机芯片来作为系统的主要控制芯片，通过这个芯片强大的控制作用，从而达到读取、驱动外部其它模块的目的，从而使得各模块都能够相互配合，实现本文的设计目标，下面对这款单片机芯片进行详细的介绍。
所谓STC89C51，其中的STC指的是宏晶公司的英文名称，C51指的是通过C语言开发的MCS51内核单片机，宏晶公司的设计人员为这款单片机配置了一个能够最多存储4k字节程序代码的FLASH以及一个能够最多存储128字节临时数据的RAM，通过这个储存模块的搭配，用户能够轻松的实现程序代码的下载，此特点决定了它是学生实验中的最佳选择对象。
图21 STC89C51单片机
射频身份识别模块介绍
为了能够使得本课题所设计的RFID智能门禁控制系统具有身份信息非接触发送、接收、数据处理以及身份识别等智能功能，综合了目前市面上集中较为常用实现方法，为节约成本和降低毕业设计的开发难度以及周期，本课题最终选用使用人群最为广泛的RC522型RFID模块来实现这一功能。RC522模块的实物图如图22所示，该型号的RFID模块不但集成了射频身份卡、收发天线以及数据处理主控芯片，还将模块内的供电电压转换芯片也进行了集成，这样本课题就可以直接通过+5V直流电压对RC522内部的各电路和芯片进行供电。
图22 RFID模块实物图
LCD1602型液晶屏介绍
本控制系统配置了一个能够实现参数显示的液晶屏模块，这样控制系统就能够实时地将测量到的接过通过屏幕显示出来，大大增加了控制系统的人性化。该液晶屏为目前广受欢迎的LCD1602型字符点阵型液晶屏，其主要特点是能够实现数字、字母、标点或者一些简单图形的显示，但是不能够对汉字进行显示。所谓字符点阵液晶屏指的是屏幕的显示原理是通过屏幕上一个个规格排列的小液晶组成的，通过各个小液晶的显示/不显示，从而合成一个带显示的字符，因此显示出来的字符清晰度非常高，并且这种显示方式不会消耗掉很大的电流，图23为LCD1602液晶屏图。
图23 LCD1602液晶屏
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