智能门禁系统毕业设计

滨江学院毕业论文（设计）题目智能门禁系统设计院系滨江学院专业电子信息工程学生姓名尤佳学号20092305004指导教师裴晓芳职称副教授二Ｏ一三年五月二十日1目录1引言.............................................................11.1研究背景....................................................11.2研究目的及意义..............................................21.3国内外的研究现状............................................22系统总体方案设计.................................................23系统的硬件电路设计...............................................33.1读卡模块....................................................33.1.1MFRC500功能框图.......................................33.1.2MFRC500的引脚介绍.....................................43.1.3MFRC500的硬件连接.....................................53.2天线模块....................................................63.2.1.低通滤波电路...........................................73.2.2.接收电路...............................................73.2.3.直接匹配天线的阻抗匹配.................................73.2.4天线尺寸...............................................73.3MCU部分....................................................83.3.1STC89C52的引脚介绍....................................83.3.2MCU电路的硬件连接.....................................93.4AT24C02串行EEPROM.........................................103.5声光提示电路...............................................103.6显示电路...................................................1124系统的软件设计..................................................124.1编程语言的选择.............................................124.2主程序设计.................................................134.3液晶程序设计...............................................144.4存储模块程序设计...........................................145实物调试图......................................................166结束语..........................................................17参考文献..........................................................17致谢..............................................................18ABSTRCT...........................................................19附录1系统电路原理图..............................................20附录2系统仿真图..................................................21附录3元器件清单..................................................221智能门禁系统设计尤佳南京信息工程大学滨江学院电子工程系，南京210044摘要：随着时代的发展，小区房地产事业如火如荼，越来越多的人群住进了小区房。小区的安全要求与日俱增，为了满足目前小区安全系统的需求，本文提出了一种简易的门禁系统。本文提出的门禁系统是以STC89C52单片机为核心控制处理器，控制MFRC500驱动天线对Mifare卡进行读写操作，外围扩展按键、液晶显示、和存储模块等。实验表明，本设计可以满足当代智能门禁系统的基本要求。关键词：小区；门禁系统；STC89C52；天线；MFRC5001引言随着社会经济的发展，城镇面貌发生了巨大的变换，一栋栋的小区住宅楼拔地而起，人们住进了舒适的小区房。现在科技日新月异，人们也享受着高科技带来的便捷生活。同时，科技也给人们的日常生活带来了隐患，利用高科技盗窃的案件越来越多，人们也越来越重视住宅安全问题，在这种情况下，门禁系统应运而生。1.1研究背景从古至今，人们习惯用普通的门锁来保护他们的财产，以及防止非法人员进出房间等私密场所，这种简单的方法一直延续了很久。然而普通的门锁始终离不开钥匙，而且每把门锁需要一把与之相对应的钥匙，需要加锁的地方也越来越多，导致需要随声携带很多把钥匙。钥匙多了就不方便于携带，并且容易丢失和被盗，安全很差。在科技高速发展的现在，传统的门锁已经不能满足人们对安防的需求，为了从根本上改变这种局面，产生了智能门禁系统，它是在电子、机械、光学、生物识别技术、计算机技术和通信技术等新技术的基础上开发出来的，它也是新时代很优秀的产物。众所周知门禁系统，也被称为出入口控制系统[1]。在科技发达的今天，门禁系统已发展成为一套现代化，功能齐全的管理系统。它对出入口及通道的管理已经不再是单纯的钥匙和锁的管理，它能够帮助内部有序化管理。它能够时刻记录人员的出入时间、出入情况等，限制人员的出入范围，也可以很好的拒绝非法人物进入。同时，它也可以有效的预防了财产受到非法侵犯。门禁管理系统已经成为了安全防范系统中很重要的部分，它在当今社会发展的很迅速，已经广泛的应用在了办公室，宾馆，智能大厦，智能小区等各种大门、通道、房间的管理。当今社会的房地产发展如火如荼，小区门禁系统成为小区住宅楼不可缺少的配套设施，它很好的保护了住户的人身安全和财产安全。微型计算机和单片机的迅速发展，它们在各领域的智能化应用为智能门禁系统提供了技术和条件。门禁系统在今后仍会有很好的发展前景。21.2研究目的及意义门禁系统是智能建筑楼宇自动化系统中的安全系统，是一种新型现代化安全管理系统。在社会财富不断增长的今天，建筑物内的主要管理区、出入口、贵重物品的库房、设备控制中心、电梯口等重要部门的通道口都需要加强安全防护措施，这就需要开发出与之相对应的智能门禁系统，识别出入口人员的身份，对出入口进行控制。同样小区门禁系统是保障住户的人身财产安全的重要方法。并且可以通过小区门禁系统的设计，熟悉掌握单片机的特点、编程技巧以及其应用，同时在设计过程加深对其他相关课程内容的学习、理解和掌握。论文研究的意义：（1）小区门禁系统是安全防范系统中常见的设施，能够对智能住宅的重要通道进行管理，保障住户的人身及财产安全，减少或防止非法行为的发生。（2）小区门禁系统可以对住户及访客的出入情况进行常规统计管理，并记录档案为突发事件提供相关资料，便于以后的查阅。（3）该设计可以为住户和访客提供了便捷有效的出入方式，方便了人们间的交往，实现了社会的融洽相处。1.3国内外的研究现状目前，国内对门禁系统的研究已经从认知教育和试用进入到了研发阶段，但在门禁系统的设计与研发过程中还有一些不足之处，其表现为：(1)对国外已有的系统进行仿造；(2)采用国外现有的集成模块，如门禁控制器，读写器，天线模板等；(3)产品形式缺乏多样化、投入资金消耗量大。在技术方面，中国当前也有很多企业仿制国外的门禁系统，目前的做法有两种，一是采购外国商家的系统零部件，例如门控器，读写器等，再对这些芯片进行二次软硬件的设计。此系列系统的性能较好，能够满足那些对安全有严格要求的场所，但是价格昂贵。二是，在购买核心芯片之外，对国外其他部件的优质产品进行研制。此方式容易变通，可以随时满足客户对门禁系统的合理性要求，且价格比较便宜。从内部系统结构出发可看出，国内的门禁系统多数以控制器为核心研制的，门控器部分由国外厂家开发。就是门禁控制器要接收读卡器的信号，再根据信号来决定是否开门。国内在目前先进的智能系统的研发处于滞后状态，不过相信在未来我国一定能够研发出完全属于自己的智能系统。2系统总体方案设计该设计是基于小区门禁系统实现的，当有卡进入10cm射频区，蜂鸣器响一声，绿灯闪烁，显示卡号，门打开，红灯亮，液晶显示读卡成功。当按键按下，表示门关上，红灯灭。当卡无效时，蜂鸣器响一声，绿灯闪烁，显示卡号，液晶显示读卡错误。此外，可由串口设置可通行卡号。系统的硬件由单片机、按键、液晶显示、声光提示电路，数据存储、非接触式IC卡读写器件、收发天线及与上位机(PC机)的串口通信接口等构成，系统框图如图2.1。步骤如下：①读写器由STC89C52芯片作主控制器。其控制MFRC500驱动天线对Mifare卡进行读写操作。3②接着，通过反馈数据对另外的接口电路进行响应操作。（1）AT24C02串行EEPROM，存储刷卡IC卡号信息。（2）液晶显示卡号及读卡成功与否的信息。（3）按键模拟关门。（4）蜂鸣器，发光二极管作为声光提示电路，以作操作响应。③由PC机供电。图2.1系统框图3系统的硬件电路设计3.1读卡模块读写操作可以通过无线电波在射频卡与读写器之间来完成。二者之间的通讯频率有多种规范，本设计为13．56MHz。当读写器对无源卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两方面组成：一方面是电源供给部分，该信号由卡接收后与本身的LC振荡器产生谐振来供给芯片工作；另一方面则是指令和数据信号，指导芯片对数据的读取、修改、储存等，返回信号给读写器，完成一次读写操作，写给读写器。因此，读写器的基本任务就是启动数据载体(应答器)，与这个数据载体建立通信并且在应用软件和一个非接触的数据载体之间传送数据。非接触通信的所有具体细节，如建立通信、防止碰撞或身份验证，均由读写器自己来处理[2]。MFRC500是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成射频识别系统中的成员。其系统利用调制以及译码概念，它集成了在13.56MHz状态下类型的被动非接触式通信方式以及协议。MFRC500支持ISO14443A所有的层，内部发送器部分无需增加有源电路就能够直接驱动近距离的操作天线(距离可达100mm)；接收器部分提供一个稳定可靠的调制和解码电路，用于ISO14443兼容的应答器信号；数字部分处理ISO14443A帧和错码检测(奇偶与CRC)。此外，它还支持快速CRYPTO1加密算法，用于验证Mifare卡系列产品。连接到任何8位微处理器的并行接口极大的提高了读写器或终端的设计的灵活性[3]。1、MFRC500功能框图MFRC500是PH