楼宇门禁系统的分析比较研究
楼宇门禁系统的分析比较研究[20191215145437]
摘 要
门禁系统改变了以往安防产品如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式。通过对人群流动通道的主动控制，大大的减少甚至杜绝了罪犯从正常通道的侵入；并且可在罪案发生时通过对流通通道的实时控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。现代门禁系统的发展集微机自动识别技术和电子集成技术为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、车场管理、机房、军械库、机要室、办公间，智能化小区，工厂等。
最近几年随着感应卡技术、生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，以往门禁系统的优点得到继承，缺点得到了不断的克服，门禁系统的应用领域也越来越广。
本文选取了两类经典门禁系统：密码锁、非接触式IC卡门禁系统，对其硬件设计、软件控制做了设计与功能的对比分析，对于当前占主流的非接触式IC卡门禁系统做了常见了故障分析并提出故障排除办法。对于客观认识门禁系统工作原理及优缺点有一定价值。
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关键字:非接触式IC卡；密码锁；微机自动识别技术；电子集成技术
目 录
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2门禁系统概述 1
1.3本次研究的目的 2
第2章 总述 3
2.1基于单片机的密码锁门禁系统 3
2.1.1系统结构 3
2.1.2系统结构分析 4
2.2基于非接触式IC卡的门禁系统 4
2.2.1系统结构分析 5
2.2.2系统构成 5
第3章 两类门禁系统硬件部分 6
3.1密码锁门禁系统硬件部分 6
3.1.1 单片机AT89C51简介 6
3.1.2 AT89C51 主要特性 6
3.1.3 AT89C51引脚 7
3.1.4 定时器使用 9
3.1.5 密码锁门禁系统最小系统 11
3.1.6 数码管电路 14
3.1.7 键盘电路 15
3.1.8 报警和指示电路 17
3.1.9 上锁、开锁控制电路 17
3.2 非接触式IC卡门禁系统硬件部分 18
3.2.1主控芯片AT89C51 18
3.2.2非接触式IC卡门禁系统的构成 19
3.2.3 读卡器 19
3.2.4 读写芯片选用 20
3.2.5 非接触式IC卡的功能组成 21
3.2.6射频接口电路 21
3.2.7数字电路部分 22
第4章 两类门禁系统软件部分 24
4.1 概述 24
4.2 密码锁门禁系统软件部分 24
4.2.1 总体软件流程 24
4.2.2 密码比较子程序 26
4.2.3 键盘扫描子程序 26
4.2.4 数码管显示部分驱动程序 27
4.3 非接触式IC卡门禁系统软件部分 28
4.3.1 系统软件设计整体思路 28
4.3.2 主程序设计 29
4.3.3 MF RC500应用子程序设计 30
4.3.4 AT89C52对MF RC500的初始化 31
4.3.5 AT89C52对MF RC500的操作 31
4.3.6 AT89C52对MF RCS00的控制指令 31
第5章 常见故障及排障 33
5.1 故障一：蜂鸣器与读卡器均无反应 33
5.2故障二：蜂鸣器无反应 33
5.3 故障三：蜂鸣器响一声，读卡器无反应 34
5.4故障四：不能读卡，门锁失灵 34
5.5故障五：蜂鸣器读卡器正常，开锁异常 34
5.6故障六：通讯失灵 35
第6章 结论及展望 36
6.1 分析比较结论 36
6.1.1 两类系统优缺点 36
6.1.2微机通信方式分析结论 36
6.1.3 应用分析结论 36
6.2 前景展望 37
参考文献 39
致 谢 40
第1章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
在现今社会，随着生产力发展与物质文化生活的进步，居室环境特别是居住环境由传统农业社会的分散式、低层楼宇式向密集式、高层楼宇过渡，人们对居室安全的关注不断提升，对门禁系统各方面性能要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此其研发已成为现代科技领域的一个热门课题。
社会治安仍是当今社会面临的一个重大安全问题，如何应用高科技手段提高安全防范措施，更有效地阻止犯罪行为的发生是当代科技发展义不容辞的责任。在目前的形势下，对于普通单元楼，仅仅依靠普通的门锁、防盗门来保证单元楼居民的安全是不够的。因为眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。即使是一把质量过关的传统弹子锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。况且在钥匙丢失后，传统机械锁的安全性将大大下降。鉴于此，应用微机自动识别技术和电子集成技术的密码锁门禁系统、IC卡门禁系统等应运而生。
在发达国家，门禁系统迅猛发展，其发展进度远远高于其它类安防产品；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对人群流动通道的主动控制，大大的减少甚至杜绝了罪犯从正常通道的侵入；并且可在罪案发生时通过对流通通道的实时控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用要求已不局限在单一的社区出入口控制，而且还要求它不仅可应用于以智能大厦为代表的人群密集区域的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还要与其它系统实现联动控制等多种控制功能。
1.2门禁系统概述
门禁就是出入口控制，它是在传统的门锁基础上发展而来的。即在人们进出楼宇流通通道的时候进行适当级别的权限鉴别，以区分是否能放行通过的一种管理手段。
门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统，作为一种新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，计算及技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。门禁系统通过在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅、设备控制中心机房及贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或读卡器等控制装置，由计算机或管理人员在中心控制监控，能够对各个通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出入口的控制。门禁系统一般由门禁控制器、门禁读取器、输入口、电控锁、门禁软件、电源和相关门禁应用设备几部分组成。常见的门禁系统有：密码门禁系统、非接触IC卡门禁系统。这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。
虽然有一定缺陷，但如上两种门禁系统对门禁系统的发展仍具有重要意义，无论其优缺点都对门禁系统的后续发展提供了借鉴意义。加之门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，因此我们便选此两种门禁系统作为研究分析的课题。
1.3本次研究的目的
比较分析研究密码锁和IC卡这两种经典门禁系统的设计思想、工作电路及识别原理；调查研究居民小区内的门禁系统，进行应用分析与故障调查；提出排除故障措施。
第2章 总述
本次选取了两类门禁系统：密码锁、非接触式IC卡门禁系统作比较分析。这两类门禁系统是门禁系统早期发展中比较具有代表性的两类系统，且非接触式IC卡门禁系统也是当前应用最为广泛的门禁系统之一。它们在安全性、可靠性、功能性等方面各有优劣。对热门的功能性研究方向诸如虹膜门禁系统产生了一定的影响。
2.1基于单片机的密码锁门禁系统
2.1.1系统结构
基于单片机的密码锁门禁系统的结构如图2-1所示，各部分主要功能如下：
图2-1 密码锁门禁系统结构
①AT89C51即单片机，对系统的各项数据、指令进行处理。
②八位七段数码管显示电路，用于输入时显示密码和房间号。
③LED指示电路起到提示作用。
④矩阵键盘输入电路，用于密码，房间号输入及系统操作。
⑤报警电路，用于系统被恶意试探或输入密码错误超过三次时发出报警信号。
2.1.2系统结构分析
基于单片机的密码锁门禁系统主要包括单片机及其外围电路构成的最小系统，数码管显示电路，蜂鸣器报警电路、LED指示，开锁、上锁控制电路以及键盘电路等几个部分组成。整个系统以单片机AT89C51为控制核心，密码锁通过间键盘和显示电路等完成与人的信息交换，通过开锁、上锁控制电路完成对锁的打开和关闭的控制。蜂鸣器报警电路和LED指示电路提到提示和报警的作用，扩展系统的功能，使操作更加方便。
键盘电路包括0—9、开锁、上锁、修改密码等按键。通过键盘电路输入密码锁的密码，系统将判断输入的密码是否正确，若正确系统将通过开锁控制电路执行开锁动作。若不正确，系统将提示重新输入密码，若三次输入密码错误，系统将同通过数码管显示错误信息，并发出声光报警，并锁定键盘输入。此时，系统只有通过硬件复位或者重新上电，才能重新开始工作。
当系统正确输入密码开锁后，可以通过上锁键使系统重新上锁，回到等待密码输入开锁的状态，也可以通过密码修改键执行修改密码的操作，修改密码需要再次输入就密码，并连续两次输入的新密码输入一致，才能修改密码成功，否则，系统将自动回到初始状态，等待密码输入开锁。
2.2基于非接触式IC卡的门禁系统
门禁系统有许多种方案：主要有联网和不联网型。
联网型的结构图如图2-1所示。
图2-2 联网型结构图
联网型门禁系统的优点：
(1) 实时联网
(2) 刷卡后立即把数据传输到主机上
（3）便于查询并能生成报表
缺点：
（1）计算机要求24小时开机
（2）计算机或管理机万一有故障系统瘫痪
（3）有问题影响面大
不联网型门禁系统的优点：单台刷卡机就能工作，不用布线，操作简单方便。
缺点：不便于查询。
根据以上，我们选择了不联网型作分析。因为此类结构简单，易于分析操作。
摘 要
门禁系统改变了以往安防产品如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式。通过对人群流动通道的主动控制，大大的减少甚至杜绝了罪犯从正常通道的侵入；并且可在罪案发生时通过对流通通道的实时控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。现代门禁系统的发展集微机自动识别技术和电子集成技术为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、车场管理、机房、军械库、机要室、办公间，智能化小区，工厂等。
最近几年随着感应卡技术、生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，以往门禁系统的优点得到继承，缺点得到了不断的克服，门禁系统的应用领域也越来越广。
本文选取了两类经典门禁系统：密码锁、非接触式IC卡门禁系统，对其硬件设计、软件控制做了设计与功能的对比分析，对于当前占主流的非接触式IC卡门禁系统做了常见了故障分析并提出故障排除办法。对于客观认识门禁系统工作原理及优缺点有一定价值。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:非接触式IC卡；密码锁；微机自动识别技术；电子集成技术
目 录
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2门禁系统概述 1
1.3本次研究的目的 2
第2章 总述 3
2.1基于单片机的密码锁门禁系统 3
2.1.1系统结构 3
2.1.2系统结构分析 4
2.2基于非接触式IC卡的门禁系统 4
2.2.1系统结构分析 5
2.2.2系统构成 5
第3章 两类门禁系统硬件部分 6
3.1密码锁门禁系统硬件部分 6
3.1.1 单片机AT89C51简介 6
3.1.2 AT89C51 主要特性 6
3.1.3 AT89C51引脚 7
3.1.4 定时器使用 9
3.1.5 密码锁门禁系统最小系统 11
3.1.6 数码管电路 14
3.1.7 键盘电路 15
3.1.8 报警和指示电路 17
3.1.9 上锁、开锁控制电路 17
3.2 非接触式IC卡门禁系统硬件部分 18
3.2.1主控芯片AT89C51 18
3.2.2非接触式IC卡门禁系统的构成 19
3.2.3 读卡器 19
3.2.4 读写芯片选用 20
3.2.5 非接触式IC卡的功能组成 21
3.2.6射频接口电路 21
3.2.7数字电路部分 22
第4章 两类门禁系统软件部分 24
4.1 概述 24
4.2 密码锁门禁系统软件部分 24
4.2.1 总体软件流程 24
4.2.2 密码比较子程序 26
4.2.3 键盘扫描子程序 26
4.2.4 数码管显示部分驱动程序 27
4.3 非接触式IC卡门禁系统软件部分 28
4.3.1 系统软件设计整体思路 28
4.3.2 主程序设计 29
4.3.3 MF RC500应用子程序设计 30
4.3.4 AT89C52对MF RC500的初始化 31
4.3.5 AT89C52对MF RC500的操作 31
4.3.6 AT89C52对MF RCS00的控制指令 31
第5章 常见故障及排障 33
5.1 故障一：蜂鸣器与读卡器均无反应 33
5.2故障二：蜂鸣器无反应 33
5.3 故障三：蜂鸣器响一声，读卡器无反应 34
5.4故障四：不能读卡，门锁失灵 34
5.5故障五：蜂鸣器读卡器正常，开锁异常 34
5.6故障六：通讯失灵 35
第6章 结论及展望 36
6.1 分析比较结论 36
6.1.1 两类系统优缺点 36
6.1.2微机通信方式分析结论 36
6.1.3 应用分析结论 36
6.2 前景展望 37
参考文献 39
致 谢 40
第1章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
在现今社会，随着生产力发展与物质文化生活的进步，居室环境特别是居住环境由传统农业社会的分散式、低层楼宇式向密集式、高层楼宇过渡，人们对居室安全的关注不断提升，对门禁系统各方面性能要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此其研发已成为现代科技领域的一个热门课题。
社会治安仍是当今社会面临的一个重大安全问题，如何应用高科技手段提高安全防范措施，更有效地阻止犯罪行为的发生是当代科技发展义不容辞的责任。在目前的形势下，对于普通单元楼，仅仅依靠普通的门锁、防盗门来保证单元楼居民的安全是不够的。因为眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。即使是一把质量过关的传统弹子锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。况且在钥匙丢失后，传统机械锁的安全性将大大下降。鉴于此，应用微机自动识别技术和电子集成技术的密码锁门禁系统、IC卡门禁系统等应运而生。
在发达国家，门禁系统迅猛发展，其发展进度远远高于其它类安防产品；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对人群流动通道的主动控制，大大的减少甚至杜绝了罪犯从正常通道的侵入；并且可在罪案发生时通过对流通通道的实时控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用要求已不局限在单一的社区出入口控制，而且还要求它不仅可应用于以智能大厦为代表的人群密集区域的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还要与其它系统实现联动控制等多种控制功能。
1.2门禁系统概述
门禁就是出入口控制，它是在传统的门锁基础上发展而来的。即在人们进出楼宇流通通道的时候进行适当级别的权限鉴别，以区分是否能放行通过的一种管理手段。
门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统，作为一种新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，计算及技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。门禁系统通过在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅、设备控制中心机房及贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或读卡器等控制装置，由计算机或管理人员在中心控制监控，能够对各个通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出入口的控制。门禁系统一般由门禁控制器、门禁读取器、输入口、电控锁、门禁软件、电源和相关门禁应用设备几部分组成。常见的门禁系统有：密码门禁系统、非接触IC卡门禁系统。这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。
虽然有一定缺陷，但如上两种门禁系统对门禁系统的发展仍具有重要意义，无论其优缺点都对门禁系统的后续发展提供了借鉴意义。加之门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，因此我们便选此两种门禁系统作为研究分析的课题。
1.3本次研究的目的
比较分析研究密码锁和IC卡这两种经典门禁系统的设计思想、工作电路及识别原理；调查研究居民小区内的门禁系统，进行应用分析与故障调查；提出排除故障措施。
第2章 总述
本次选取了两类门禁系统：密码锁、非接触式IC卡门禁系统作比较分析。这两类门禁系统是门禁系统早期发展中比较具有代表性的两类系统，且非接触式IC卡门禁系统也是当前应用最为广泛的门禁系统之一。它们在安全性、可靠性、功能性等方面各有优劣。对热门的功能性研究方向诸如虹膜门禁系统产生了一定的影响。
2.1基于单片机的密码锁门禁系统
2.1.1系统结构
基于单片机的密码锁门禁系统的结构如图2-1所示，各部分主要功能如下：
图2-1 密码锁门禁系统结构
①AT89C51即单片机，对系统的各项数据、指令进行处理。
②八位七段数码管显示电路，用于输入时显示密码和房间号。
③LED指示电路起到提示作用。
④矩阵键盘输入电路，用于密码，房间号输入及系统操作。
⑤报警电路，用于系统被恶意试探或输入密码错误超过三次时发出报警信号。
2.1.2系统结构分析
基于单片机的密码锁门禁系统主要包括单片机及其外围电路构成的最小系统，数码管显示电路，蜂鸣器报警电路、LED指示，开锁、上锁控制电路以及键盘电路等几个部分组成。整个系统以单片机AT89C51为控制核心，密码锁通过间键盘和显示电路等完成与人的信息交换，通过开锁、上锁控制电路完成对锁的打开和关闭的控制。蜂鸣器报警电路和LED指示电路提到提示和报警的作用，扩展系统的功能，使操作更加方便。
键盘电路包括0—9、开锁、上锁、修改密码等按键。通过键盘电路输入密码锁的密码，系统将判断输入的密码是否正确，若正确系统将通过开锁控制电路执行开锁动作。若不正确，系统将提示重新输入密码，若三次输入密码错误，系统将同通过数码管显示错误信息，并发出声光报警，并锁定键盘输入。此时，系统只有通过硬件复位或者重新上电，才能重新开始工作。
当系统正确输入密码开锁后，可以通过上锁键使系统重新上锁，回到等待密码输入开锁的状态，也可以通过密码修改键执行修改密码的操作，修改密码需要再次输入就密码，并连续两次输入的新密码输入一致，才能修改密码成功，否则，系统将自动回到初始状态，等待密码输入开锁。
2.2基于非接触式IC卡的门禁系统
门禁系统有许多种方案：主要有联网和不联网型。
联网型的结构图如图2-1所示。
图2-2 联网型结构图
联网型门禁系统的优点：
(1) 实时联网
(2) 刷卡后立即把数据传输到主机上
（3）便于查询并能生成报表
缺点：
（1）计算机要求24小时开机
（2）计算机或管理机万一有故障系统瘫痪
（3）有问题影响面大
不联网型门禁系统的优点：单台刷卡机就能工作，不用布线，操作简单方便。
缺点：不便于查询。
根据以上，我们选择了不联网型作分析。因为此类结构简单，易于分析操作。
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