基于RIFD的门禁系统的设计与仿真

基于RIFD的门禁系统的设计与仿真

基于RIFD的门禁系统的设计与仿真

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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基于RIFD的门禁系统的设计与仿真

                         基于RIFD的门禁系统的设计与仿真

摘要:本设计是基于RFID技术的门禁系统,利用其非接触式无线识别的特点,能够对门卡进行自动识别,判断是否打开门锁或发送报警信息至户主手机。
关键词:RFID技术 射频方式 门禁系统
1引言
随着通讯计算机技术、元器件制造技术的发展和应用,由此产生的自动识别(Automatic Identification)技术在许多领域得到普及。门禁管理是现代化安防系统的重要组成部分,房屋只允许有进出权限者通行。门禁管理系统就是基于这些自动识别技术识别进出人员的身份权限,通过与系统中信息比较,作出预设反应。常见的自动识别技术有条形码、生物特征识别(指纹、面部特征)、IC卡和射频卡。条形码技术介质存储容量小,不能改写,易污损。生物特征识别相对比较复杂,识别效率、误识率较高。IC卡识别和射频识别是目前较成熟且应用广泛的两种技术,作为数据存储器系统,它们内有CPU,可防更改,识别时间短。IC卡识别系统需要接触识别,存在触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力的缺点。射频识别系统通过非接触式工作模式,基本原理是利用射频信号和空间耦合实现物体的自动识别,克服了与触点接通易受干扰的缺点。射频识别系统支持密码认证和效验,识别工作无须人工干预,它既支持只读工作模式又支持读写工作模式;射频卡可工作在恶劣环境下,识别速度快数据容量大,可以达到数10K,标签数据可以修改,写入时间短,射频卡可以设置密码保护具有更好的安全性。
入口门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统,它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置,无论结构设计多么合理,材料多么坚固,人们总能用通过各种手段把它打开。在出入人很多的通道(象办公室,酒店客房)钥匙的管理很麻烦,钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题,就出现了电子磁卡锁,电子密码锁,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。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段,因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁,应用也不广泛。
现阶段大多数门禁系统都是基于射频识别(RFID:Radio Frequency Identification)技术,同时RFID技术还在飞速的发展,应用越来越广泛。射频识别(RFID,即Radio Frequency Identification)技术是自动识别技术在无线电技术方面的具体应用与发展,其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别与数据交换的目的。具有高精度、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等优点,能够实现无线自动识别,主动监控的功能。RFID技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术,在实际应用中取得了显著的成效,已经成功应用到生产制造、物流管理、公共安全等各个领域。随着RFID技术的日益成熟和普及,各国政府都意识到RFID技术的研究价值和蕴涵的巨大商机,制定相关政策加大财力、物力投资,积极推动本国RFID技术发展。RFID技术的运用是非接触式IC卡目前的潮流,是无线射频技术和智能卡技术相结合的产物,更快的响应速度和更高的频率是未来的趋势。
2方案论证
2.1方案一
基于射频识别门禁系统是以射频识别读写器为核心,加门锁继电器以及其他一些辅助器件而组成的系统。系统的工作原理是先由微处理器AT89C51控制射频识别读写器读取非接触式IC卡的信号,接着,AT89C51根据所得数据分别用于控制门锁继电器和读取门磁信号,并且整个系统与上位PC机之间进行通讯,获得指令以及传输系统状态等,最后,对系统的辅助设备,如GPRS等进行操作。
目录
1引言 3
2方案论证 4
2.1方案一 4
2.2方案二 4
3各电路设计和论证 5
3.1非接触式IC卡读卡器主控模块设计和论证 5
3.1.1单片机的选择 5
3.1.2AT89C51电路连接图 7
3.2电源电路设计和论证 7
3.2.1采用变压器整流的形式提供电源 7
3.2.2电源方案的具体电路 7
3.2.3电源电路工作的原理 8
3.3射频读写模块设计与论证 8
3.3.1射频卡的选择 8
3.3.2射频阅读卡的电路设计 9
3.3.3射频阅读卡电路的工作原理 10
3.4读卡器天线模块设计与论证 10
3.4.1 天线模块选择与设计 10
3.4.2天线耦合电路图天线耦合电路图 11
3.5门控模块设计与论证 12
3.5.1电控锁的选择 12
3.5.2继电器驱动硬件电路的设计 12
3.6读卡器通信电路模块设计 13
3.6.1串口接口芯片的选择 13
3.6.2 MAX232的电路连接图 13
3.6.3串口电路的原理 14
3.7报警电路的设计论证 14
3.8时钟电路的设计 14
3.8.1采用石英晶体振荡器。 14
3.8.2电路如图所示。 15
3.9 复位电路的设计 15
3.9.1采用上电复位和手动复位相结合 15
3.9.2复位电路的连接 15
4. 软件设计 15
4.1程序流程 15
4.1.1系统主程序流程图 15
4.1.2各子程序流程图 17
4.2程序 19
4.2.1主程序 19
4.2.2 各子程序 19
5.软硬件系统的调试 19
5.1硬件电路的调试 19
5.2 PROTEUS软件仿真 19
5.2.1 PROTEUS软件简介 19
5.2.2 KEIL简介 20
5.3软件调试 20
6. 附录 21
6.1附录1:电路图 21
6.2附录2:程序 22
7.参考文献 25
 参考文献
[1]孙燕涛,试论我国非接触式IC卡应用系统的现状与发展,维普资讯
[2]游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2005. 
[3]查振元,朱华炳.电子门禁系统组成[J].机电产品开发与创新,2003. 
[4]董蕴华,郑先锋.基于RFID技术的无线门禁系统的设计[J].通信技术2009.
[5]. 杜伟略.  80C51单片机及接口技术.   化学工业出版社.  2008.3
[6]. 毕万新, 景福文.  C语言程序设计(第四版). 大连理工大学出版社. 2005.8
 
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