基于RFID的门禁系统规划与设计
摘要：基于RFID的门禁系统也已经有了很多年的发展历史了，普通的门不能适应现在的社会，也不能满足生活快节奏的人们的平时的生活的要求。而且不法分子的犯罪手段升级普通的门锁已经阻挡不住。所以这几年RFID技术的门禁管理系统开始盛行起来而且基本适合各种场合各种住宅商用地方。本课题论文主要讲述分析了一种基于RFID的门禁系统的规划与设计我们根据现有的成熟的方案计出了一种RFID读取卡式的门禁控制系统框架结构。其主要的工作的原理是以单片机为主控中心进行数据分析处理，以RFID来识别人员身份信息，通过电磁锁这种机械机构来锁住门，使用显示屏来显示相关数据信息。工作流程是当有人想要通过门禁系统时就需要先刷卡，RFID读写模块读取卡内的基本身份信息，然后把信息数据发送给单片机进行数据的分析校验，如果单片机判断这张卡是合法身份准许进入就会控制电磁锁来打开门，从而实现了一种自动化识别开门的系统。如果连RFID标签卡都没有肯定就是不合法的身份不会允许进入。
关键字：STM32；门禁系统；电磁锁
Planning and Design of access Control system based on RFID
Abstract: RFID-based access control systems have also had a history of development for many years. Ordinary doors cannot adapt to the present society, nor can they meet the requirements of the daily life of fast-paced people. Moreover, the criminals' method of upgrading the ordinary door locks has been unstoppable. Therefore, in recent years, the RFID access control system has become popular and it is basically suitable for various residential and commercial places. This thesis mainly describes and analyzes the planning and design of an RFID-based access control system. According to the existing mature solutions, we have calculated an RFID access card-type access control system framework. The principle of its main work is that the SCM is the main control center for data analysis and processing, and RFID is used to identify the personnel's identity information. The mechanism is used to lock the door through the electromagnetic lock and use the display screen to display relevant data information. Workflow is when someone wants to go through the access control system, they need to swipe first. The RFID read-write module reads the basic identity information in the card, and then sends the information data to the single-chip computer for data analysis and verification. If the microcontroller determines this card is The legal identity allows access to control the electromagnetic lock to open the door, thus realizing a system for automatic identification of door opening. If you don't even have an RFID tag, it's illegal that you won't allow it.
Keywords: STM32; access control system; electromagnetic lock
目录
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 门禁系统的发展趋势及现状 3
第二章 RFID门禁系统总体结构设计 5
2.1 系统规划的说明 5
2.1.1 门禁系统用户需求分析 5
2.1.2 门禁系统的规划 5
2.2 设计的目的、内容及意义 6
第三章 门禁系统的硬件电路设计 8
3.1 主控芯片 8
3.1.1 主控单片机的选型 9
3.1.2 主控单片机电路设计 11
3.2 RFID读写模块 11
3.2.1 门禁系统为什么选择使用RFID 11
3.2.2 RFID读写模块的介绍 12
3.2.3 对比选择RFID模块 13
3.2.4 RFID标签读取电路图 14
3.3 电磁锁模块 15
3.4 蜂鸣器模块 15
3.4.1 蜂鸣器报警模块的选型 15
3.4.2 蜂鸣器电路设计 16
3.5 显示模块 16
3.5.1 液晶模块的选型 16
3.5.2 液晶模块电路图 17
3.6 继电器模块 18
3.6.1 继电器模块的选型 18
3.6.2 继电器控制电路图 19
第四章 门禁系统的软件设计 20
4.1 RFID通信协议 21
4.1.1 RFID数据包格式说明 21
4.1.2 RFID通信协议分析说明 22
4.2 主程序设计 23
4.3 NFC程序设计 25
4.4 液晶显示程序设计 28
4.5 电磁锁控制程序设计 30
第五章 总结与展望 32
小结并致谢 33
参考文献 34
附录 电路图 35
第一章 绪论
1.1 研究背景
目前家庭所使用的普通的门要么使用传统的钥匙锁作为开锁工具，要么使用门卡之类的打开门，但是因为现在城市生活节奏的加快人们平时出门上班或者出去买东西，都要带着开门的钥匙或者门禁卡，要是万一出门没有带钥匙或者门禁卡就少不了一顿忙活才能打开门所以很无奈。随着科学技术的不断进步和现代社会的不断发展，人们的生活水平和城市房屋都有了很大的变化，但是也伴随发生了各种各种的的事情，首挡其冲的是城市人们的房屋安全问题是最终的。不仅仅是因为出门带钥匙或者门禁卡不方便，还因为现在城市内流动的人口非常多，所以偷盗盗窃事故的频发和现在的犯罪分子的偷盗犯案手段越来越高级，甚至都是使用高科技手段进行偷盗犯案。所以这就导致普通的门等安全系统不能适应现在的社会，也不能满足生活快节奏的人们的平时的生活的要求。这时候智能的门禁系统在整个行业中越来越受到了重视，智能门禁系统的专业术语又称为智能出入口自动化管理系统。基于RFID的门禁系统主要是由现在的机械结构和电子技术再加上计算机技术的集合。技术的组合功能实现了对门内外的出入有一个控制和报警预险等功能。近几年以来人们也发明出了几种安全系统来进行家庭的管理，例如电子密码锁和射频卡识别等系统。但是上面所讲的几种安全系统都有着一定的局限性和缺陷。因为现在的科学技术和无线传输技术的发展，所以普通老百姓在日常生活中也是经常可以看到那种自动化识别技术的RFID标签，可能大部分人都用过这种技术,但是不是很清楚，这种自动化远距离的识别技术不需要过多的人工操作,就可以不用接触就可以工作。
1.2 门禁系统的发展趋势及现状
在人类原始社会的时候随着人类社会的发展渐渐的有了个人的私有财产，也就诞生了要保护自己的私有财产不被其他人侵犯意识。在原始社会的人们就开始了有保护看管自己的家庭领地的意识，所以就有了后来的出入口的控制，也就是演变成了我们现在智能门禁系统。RFID射频技术的刚发明出来的时候，是应用在军事领域的并没有在民事领域大力发展，在加上当时是处于二战时期技术比较落后等诸多因素，并没有引起很大的关注。随着科学技术的不断发展和RFID射频领域的不断探索，近十几年来RFID射频技术不断的被应用于各行各业最普遍的应用就是RFID射频门禁系统。现在门禁系统的不光是技术的进步,也可以说是人类进化的一个见证。早再到后来人们的安全意识的不断的提高，就产生了门和锁等防护措施，但是传统的门和锁只是单纯的机械结构装置,会很容易被破坏掉,如果钥匙丢失就可能连门带锁一起换掉。再到后来随着人类科技的产生,人们为了弥补上述门和锁的缺点，人们发明了磁卡式的门禁系统，这时候人们可以使用磁卡来控制锁的开关安全防护的能力，但是磁卡式的门禁系统也是有缺点的。因为使用的磁条可以存储的信息量非常少，而且不断刷卡开锁会造成磁卡的机械式的磨损，所以这就使得磁卡式的门禁系统安全性能和可靠性能都受到了很大的限制。
现代电工电子的技术之所以这么发达，能发明出很多便于人们工作生活学习的工具,或说系统发展都得益于现在这个信息爆炸的时代，然后就是接触式的智能IC卡和密码按键的门禁系统发展起来受到了很多人的使用，它的原理是以家庭使用的计算机电脑为控制大脑，然后通过有线或者无线连接到各个传感器模块或者读卡器之类的来管理使用门。只有历尽过时间的检验的产品或者技术才是一个好技术，而现在的IC门禁显然是没有通过时间的检验，越来越多的无法改善或者说完善的缺点，使得接触式智能IC门禁系统发展遭到的滞缓。经过一段时间的发展不用贴近工作的RFID技术必然会应用于全世界，这是因为RFID技术的安全和便携性智能IC卡门禁系统横空出世具有非凡的潜力受到各界的关注和重视。
RFID射频卡的技术应用在外国开始研究使用已经有很长一段时间了，在欧美等发达的国家中智能门禁系统的发展速度非常迅猛，而智能门禁系统是因为改变了传统的措施报警等缺点才能如此迅速的崛起。最近几年来国内的智能门禁系统开始盛行起来，而且基本适合各种场合各种住宅商用地方，现在门禁系统方面另一个比较火的生物识别技术技术较为成熟而且方便操作的指纹识别的技术。智能门禁系统的未来的发展趋势主要是系统软件、一卡通应用技术、门禁控制器几个方面。智能门禁系统是整个家庭或者企业公司防护系统的重要组成部分，而且现在的这方面的应用也是越来越多技术发展也是比较成熟。系统软件这方面是因为整个系统都要依赖计算机这个平台，所以一个优秀的管理软件很大程度上能决定整个系统的好坏。
第二章 RFID门禁系统总体结构设计
2.1 系统规划的说明
2.1.1 门禁系统用户需求分析
（1）首先对于整个门禁系统的一个可靠性要高，整个系统不仅仅是要方便用户的出入，还要能够预防犯罪分子非法入侵的作用。
（2）门禁系统的安全性要强，众所周知现如今绝大多数的火灾都是由于线路的短路造成的，所以我们在进行门禁系统设计的时候，安全问题是一个重要的部分。
（3）要能够识别想要通过门禁系统的人员的身份信息，判断识别是不是允许通过门禁系统。
（4）整个系统要能够自动化运行，当身份识别过后允许通过，系统会自动控制门的开和关，不需要人为的手动操作。
（5）系统结构要简单方便，在系统设计的时候要尽可能使用体积小和布线少尽可能少，使得整个系统的外观美化。
