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1、 北京工业大学毕业设计（论文）基于STM8L处理器的智能门禁信息采集终端机的研究姓 名： 周 尚 学 号： 专 业： 电子信息工程 指导教师： 王 铁 流 2012 年 5 月 28 日摘要传统的基于RS232/RS485的门禁系统具有控制范围小和布线繁琐等局限性，已经不能满足社会的快速发展。本文设计了一种基于GPRS(General Packet Radio Service)网络的智能门禁信息采集终端机，该系统具有监控范围广、无需布线等特点，对于需要远程、大范围的门禁信息采集和监控，例如大型房屋租赁的全城、甚至全国房屋信息管理，具有迫切需求。本系统以STM8L系列微控制器作为核心，应用RFI
2、D(Radio Frequency Identification)读写器对用户刷卡信息进行认证，并通过GPRS模块将数据上传。本文重点研究了用户信息的采集和数据的传输功能,重点包括RFID读卡芯片和射频卡的功能开发、GPRS模块与单片机的通信控制接口的开发。论述了其实现方法，包括系统设计、硬件电路设计、软件设计及系统测试。该系统的主要功能是：使用STM8L处理器通过SPI(Serial Peripheral Interface)总线接口与RFID读写器进行通信，当有用户使用射频卡时读写器采集信息，处理器对采集到的信息进行认证，并将用户的信息和门禁系统的状态存储到存储器中。随后STM8L通过通用
3、串口发送AT指令控制SIM900A GPRS模块，将数据以SMS(Short Messaging Service)或TCP/IP的方式发送到用户的监控设备上。本文最终完成了智能门禁信息采集终端机的设计，实现了数据采集和传输功能，最后给出了实验样机的测试结果。关键词： 智能门禁、STM8L、RFID、GPRSABSTRACTThe traditionalRS232/RS485-basedaccess control system cannot satisfy the rapid development of society, just because of its limited control
4、 scale and multifarious circuitry. This paper introduces a design of intelligent access information collection terminal that based on GPRS (General Packet Radio Service).The system haswidemonitoring scopeandwiringconvenience. For those who need a remote, a wide range of access control information co
5、llection and monitoring, such as large-scale rental of the whole city, and even the national housing information management, has the urgent needs.This systemusestheSTM8Lfamilymicrocontrollerasthecore, RFID (Radio Frequency Identification) reader to authenticate the user information of card, and uplo
6、ad data through GPRS module. This paper focuses on the user information acquisition and data teansfer function. Highlights include the functional development of the RFID reader chip and RF card, and the development of GPRS module communication with the MCU control interface. And its realization meth
7、ods are discussed, including the system design, hardware circuit design, and software design and system test.The systems main functions are: use STM8L processor through the SPI bus interface to communicate with the RFID reader；Gather information when a user uses the RF card. P、the processor for auth
8、entication of the information collected and save the user information and access control system state. Subsequently STM8L processor controls the SIM900A GPRS module by AT commands, and send data by SMS (Short Messaging Service) or TCP/IP to the users monitoring equipment.The article completes the de
9、sign of intelligent access information collection terminal with data acquisition and transmission functions. Finally, the test results of the experimental prototype are also showed.Key words：Intelligent door monitor, STM8L, RFID, GPRS目录1 绪论11.1 课题背景11.1.1 网络型智能门禁系统11.1.2 STM8L简介11.2 本文的研究内容及方法31.2.1
10、 本文研究内容31.2.2 本文研究方法32 系统设计与硬件电路实现42.1 系统设计42.1.1 系统设计要求42.1.2 系统组成42.2 单片机系统模块设计52.2.1单片机电路设计52.3 GPRS数据传输模块设计72.3.1 SIM900A模块介绍72.3.2 数据传输的电路设计92.4 RFID数据采集模块设计112.4.1 MFRC522介绍112.4.2 数据采集的电路设计122.5 辅助部分模块设计132.5.1 存储器电路设计132.5.2 执行机构驱动电路设计132.5.3 时钟显示电路设计133 系统软件设计153.1 系统主程序设计153.2 数据传输部分程序设计16
11、3.3 数据采集部分程序设计184 系统测试214.1 测试对象214.2 测试环境搭建214.3 测试内容214.4 测试流程224.5 测试结果23结论24致谢24主要参考文献24附录241 绪论1.1 课题背景1.1.1 网络型智能门禁系统门禁管理系统一般分为独立型和联网型，联网型门禁管理系统通讯方式常见有RS-232、RS-485、CAN 和TCP/IP，采用TCP/IP 通讯方式的联网型门禁系统简称为TCP/IP 网络型门禁系统。随着信息时代的发展，网络已经普及到我们的生活中。传统基于RS232/485的智能门禁系统具有控制范围小和布线繁琐等局限性，已经不能完全满足社会的需求。联网型
12、智能门禁系统具有更广阔的应用前景，它具有布线安装方便、监控范围广等特点，可以应用于需布线简单、远距离实时监控等条件中。应用GPRS网络更是一种在全球移动通信信号能够覆盖的地方都可以被监控的智能门禁系统，更可以满足没有有线上网条件的地域。对于需要远程、大范围的门禁信息采集和监控，例如大型房屋租赁的全城、甚至全国房屋信息管理，具有迫切需求。1.1.2 STM8L简介STM8L是意法半导体（ST）推出了公司首个基于STM8内核的超低功耗8位微控制器系列产品。该系列微控制器采用了意法半导体独有的超低泄漏电流工艺，以推出了4个系列产品。STM8L101系列是STM8L超低功耗8位微控制器的入门级产品。该
13、系列产品优化了成本结构，具有很高的集成度，采用超小封装。STM8L151是一个多功能8位微控制器解决方案，片上集成了更大的闪存和SRAM以及更多外设，支持外部晶振/时钟和更多的模拟功能，提供一个实时时钟和增强型复位功能，整合了真正的读写同步的EEPROM、DMA、快速模数转换器和数模转换器。STM8L152 在STM8L151基础上增加一个段式LCD控制器，而STM8L16X系列是在STM8L15X系列基础上添加了AES硬件加速器。This series of micro controller used unique low leakage current technology and lau
14、nched four series products. STM8L101 series is entry-level product of STM8L low power consumption micro controller. This series product using super small package, optimizes the cost structure, and has the very high level of integration.STM8L15X系列的主要特性：（1） 工作条件：工作电源电压范围1.8 V至3.6 V（断电时，最低1.65 V）；温度范围：
15、 - 40至85 可高达25（2） 低功耗的特点：共有5种低功耗模式：等待模式；低功耗运行模式（5.1 A）；低功耗等待模式（3 A）；活跃暂停模式（1.3 A 实时时钟工作）；暂停模式（350 nA）运行模式动态功耗低至150A/MHz；每个I/O口超低漏电流为 50 nA；从暂停模式唤醒时间为 4.7 s（3） 先进的STM8内核：采用哈佛架构和三级流水线；最高频率为16MHz，16 MIPS；多达40个外部中断源（4） 复位和电源管理：低功耗，5种可选阈值的安全欠压复位；超低功耗的POR / PDR；可编程电压监测器（PVD）（5） 时钟管理：1至16 MHz的外部高速晶体振荡器 （HSE）；32.768kHz的外部低速晶体振荡器（LSE）；内部16 MHz的工业校准RC振荡器（HSI）；内部38 kHz的低功耗RC振荡器（LSI）；时钟安全系统（6） 低功耗RTC：带闹铃中断的BCD日历；自动唤醒暂停模式的周期性中断（7） 4X28的液晶驱动器（8） 存储器：高达64 KB的闪存程序存储器和1KB的EEPROM数据存储器（带ECC，RWW）；灵活的读取和写入保护模式；高达2 KB的RA
