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1、智能门禁系统关键技术研究与实现摘 要如今，科技发展迅猛，信息技术作为科技主力军，在不断地改变我们的生活，使之更加便捷而美好。然而，虽然便捷化的生活使我们的生活变得更加的愉悦，但是它也无法避免的引发了一系列关于安全隐患的问题，换句话说，高科技实际上也为犯罪提供了便利。正如门，作为人们生活中必须的保障系统之一，门的安全性一直以来都备受关注，但随着科技的不断发展，门的安全性也一直在受到考验。因此，为了不断巩固门的安全性，智能门禁系统开始进入人们的生活。本文通过利用射频识别的智能门禁系统为基础进行研究设计，旨在通过此研究找到门禁系统技术的发展方向，并进一步尝试探索门禁系统的扩展性应用。关键词：智能门禁
2、系统；射频识别；读卡器Abstract In todays society of information technology leading level of Army Science and technology development, life everywhere in the change, due to the development of science and technology more and more convenient life gradually appear in around us. Convenient life although let our life
3、 pleasant, but inevitably attracted about security risks, high-tech has the same crime provide convenience. Traditional locks far unable to better meet societys needs, based on this demand, intelligent access control system entered the peoples vision, has become the defense system to enhance the saf
4、ety, also for the convenience of people life to an indispensable role. This paper carried on the research and design of intelligent access control system based on radio frequency identification, and strive to find the direction of the development of access control technology in the future, to deal w
5、ith the future of the changing user needs, design a on-demand access control management software platform, and tried to explore the expansion application access control system.Keywords：Intelligent access control system; RFID; reader目 录摘 要1Abstract2第一章 绪论41.1研究背景41.2门禁系统国内外现状51.3研究方法与技术路线51.4研究目的及意义6
6、第二章 智能门禁系统设计基础62.1智能门禁系统的射频识别组成62.2智能门禁系统中射频识别标签识别原理72.3智能门禁系统中RFID系统的基本模型82.4射频识别同其它自动识别技术的比较以及技术优势9第三章 门禁系统的总体方案设计103.1系统设计的要求和原则10 3.2门禁系统硬件电路设计113.2.1射频读卡器微处理器模块的设计123.2.2射频读卡器读写模块的设计133.2.3射频读卡器通信模块设计143.3门禁系统软件系统设计153.3.1通讯协议153.3.2数据结构的设计163.3.3主程序流程图163.4本章小结18结语18参考文献19致谢21第1章 绪论1.1研究背景 随着社
7、会经济发展，近些年来也产生了很多安全隐患。因此，由于需要极大的安全感，使得现代化的楼房和大厦等对安保系统的要求变得越来越高。如今的安保系统包括：防盗门、防盗网、门锁、安保人员以及闭路电视监控和防盗自动报警装置，但是随着科技的发展，这些安保系统不断受到挑战，并不能满足人们日益增长的安全需求。除此之外，随着经济的飞速发展，商业商务安全也同样岌岌可危；由商业竞争带来的商业机密的争夺和保卫战时有发生。而门，恰是一个安全系统最薄弱的突破口。所以对一些重要场所进行出入授权控制，是提升系统安全性能的首要。 因而，研究智能门禁系统，便是进行出入授权控制的一种顺应科技发展潮流的新新技术。随着科技的迅猛发展，智能
8、管理系统其实已然悄悄走进人们的生活。但是对于智能门禁系统来说，其还是智能管理系统的一个新生儿，当前的发展现状并未成熟，但具有无限的发展潜能，在未来的智能管理系统中，必将是一个重要的部分。1.2门禁系统国内外现状 在国内，门吉利、杭州立方、PK、华润达实等公司都是门禁系统研究和生产的大头。在技术以及时间这两方面，我国国内门禁市场的发展与国外的门禁市场相距甚远。在国内门禁事业发展的初期，很多厂家在门禁系统方面的设计与制造主要采用的是国外已经存在的系统或者是对国外已经存在的集成模块(比方说门禁控制器、读写器、天线模板等)进行仿造。然而随着我国经济的发展以及科技技术的成熟，国内品牌门禁系统也有很多的创
9、新并取得很大的进步。 在国外，英国的集宝、美国的西屋(WSE)、美国的休斯(HID)、洛泰克(NTK)、以色列的(DDS)等都是门禁系统的主要一线品牌。不得不说的是，其中美国西屋门禁凭借其强大的系统功能和无与伦比的稳定性享誉全球。1.3研究方法与技术路线(1) 数据采集：首先读卡器（YHY502ATG）通过天线来读取RFID卡的数据，然后再将数据传送出去。在仿真中，可以使用一个开关来表示读卡器的信号输入。(2) 数据分析：利用AT89C52RC单片机来接收数据，进而将数据发送给AT24C04或者上位机，利用AT24C04或者上位机对接收到的数据进行分析，判断数据的有效性。 (3) 数据处理：对
10、在单品机所接收的数据和上位机所分析的数据的结果进行数据处理。(4) 密码输入模块：(a)管理员可以自行设定以及修改密码;(b)在设定密码后，可根据输入的密码和设定密码是否匹配来采取相应的操作(5) 报警机制模块：产生报警的条件是：（a）输入的密码与设定密码不匹配 （b）检测到非法卡1.4研究目的及意义 门禁系统，作为安全防范系统的一个分支，拥有独特优势，近年来得到了不断的发展和广泛的应用。而门禁系统的安全性和未来发展的无线可能性，促使安防方式的被动安防方式转变为主动控制安防方式。其中射频识别技术可以通过射频信号自动识别目标并获取相关数据来获取相关操作，识别工作无须人工干预，是一种非接触式的自动
11、识别技术，具有用的寿命很长、存储信息可更改、防水、耐高温、防磁、读取距离大、存储数据容量大、标签上数据可加密等优于其他识别技术的优点这个技术的应用将会给零售产业还有物流产业等带来从未有过的变化。为了保证系统具备安全性，在满足用户当时的各种需求的同时，适应信息时代的需要，智能门禁系统应运而生。智能门禁系统以智能卡来控制门锁的开启，开创了门禁管理的新概念，它集机械技术、电子技术、射频识别技术、磁电技术和计算机技术于一体，使卡与锁之间的联系功能，它不但给使用者带来了极大的方便，而且给管理者提供更快捷、更自动化、更安全的管理模式。第二章 智能门禁系统设计基础2.1智能门禁系统的射频识别组成RFID系统
12、主要由三部分组成：读写器、RF1D标签和天线。一读写器 读写器的两大主要功能模块是RF模块和控制传输模块。控制传输模块有着能够处理原始资料还有将其传送给主控制器其所需要的资料，实际上是为微处理机的作用。RF模块生成的而且还是经由天线所发射的电波，不仅能够激发RFID标签，而且还能解码回馈信号。读写器有固定位置型和便携型两种型号，这是由使用场合的不同所决定的，固定位置型的比如说有仓库大门、停车场出人口门禁等这几种，而便携型的如手持机等。 二.RFID标签RFID标签一般分为半被动式标签(Semi - Passive) 、被动式标签(Passive)和主动式标签(Active)三种，是根据RFID
13、标签是否内嵌了电池以及内嵌电池所起的功能来进行区分。 （1）半被动式标签：在标签的内部，电池仅仅是用来对标签内部的维持数据状态的电路和芯片提供电能来进入工作状态，往往所需要消耗的电能非常低，具有低功耗的优点。当有效读取区域外的标签和被动式标签有很大的相同之处的时候，将会进入休眠的状态。而当它处于工作状态的时候，在一定有效的范围之内，标签能够受阅读器发出的射频能量所激励，此时电量来源与被动式标签一致源自阅读器，并不消耗电池的电能。（2）被动式标签：当标签进入工作状态时，它所需要的电能来自：当进入阅读器的阅读范围时，从阅读器发出的射频能量中提取。而这种标签电路的特点就是不存在电池结构。（3）主动式
14、标签：内部电池提供标签工作所需要的电能和标签与阅读器通信时的射频能量。三.天线 天线具有用来分离无线杂信号与干扰、配位检查、反复读取、结果比较、其他失误检测等功能。控制器由控制标签和与主机通信的数字电路构成。由于信息产业的发展，天线的体积可以做得非常小，同时可设置为各种形状。另外，由于天线部分与控制器部分分离，只要釆取将控制器部分与电气杂讯隔离的保护控制板等措施就可以对RFID系统进行有效保护。2.2智能门禁系统中射频识别标签识别原理 不同类型的RFID标签具有不同的识别原理，主动式RFID标签和被动式RFID标签的原理分别如下：1.被动式RFID标签(a)在接收到的代码被读写器传给后台之后，
15、管理系统应当进行相应的处理;(b)标签所接到电磁波的特性是芯片是否做出回馈信息的选择的决定因素。在将电磁波发射之后，发射的能量因为源自电磁波本身，并且要将储存在卡内的代码传给读写器；(c)电磁波由读写器向外发送，标签内的芯片被经天线所传至标签的电磁波所激发。2.主动式RFID标签(a)标签接到电磁波的特性是芯片是否做出回馈信息的选择的决定因素。而后将电磁波发射，发射的能量源自嵌于芯片内部的电池，并将储存在卡内的代码传给读器；(b)读写器向外发送电磁波，当主动式标签接受经由天线传送的电磁波的时候，它内部芯片会被激活；也可能是电磁波在标签没有被激发的状态时就开始向外发射；(c)接收到的代码被读写器传给后台管理系统进行相应的处理。2.3智能门禁系统中RFID系统的基本模型 天线搭建了读写器和射频标签两者相互传送空问电磁波的渠道。射频标签和读写器两者间的电磁耦合的方式是近距离的电感耦合和远距离的电磁耦合(反向散射)。变压器的工作方式是有相同的。读写器可识别的区域在依附于读写器生成的能量被天线通过电磁波的形式传送至定向的空间范围之内，这种电磁耦合分类为远距离的电磁耦合。在进入读写器之后，可识别区域的射频标签利用其标签中的电路和天线将其所储存的数
