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1、 毕业设计摘要 毕业设计题目 电梯IC门禁系统的设计与实现 学生所在学院 电气信息学院 专 业 电气工程及其自动化 学 号 20100010 学 生 姓 名 指 导 教 师 起 止 日 期 摘 要基于电梯轿厢刷卡系统和管理制卡系统之间没有电气线路的连接，因此采用IC卡连接彼此。刷卡的规则，刷卡系统和制卡系统之间用户数据库的实时更新，用户数据的存储以及各种门禁卡的制卡、刷卡、回收等是本设计的一个难点。本文在系统硬件选择上智能IC卡采用PhilipS公司的非接触式智能IC卡，读卡器硬件系统由AT89C51单片机作主控制器，MAX7219作显示驱动器驱动显示器，AT24C64串行E2PROM数据存储
2、器，DS1302串行实时时钟芯片作硬件实时时钟，MAX232或MAX485作串口信号转换，通过DB9与PC机相连。程序设计采用单片机汇编语言和Kei1C51混合编程。在IC卡的操作管理上，系统提供了普通管理模块，可以对IC卡进行发卡、挂失、注销、卡片充值等多种读写卡操作。本文设计的单片机智能电梯门禁管理系统，使用简单、可靠性高、易于安装、系统维护方便、适用范围广且价格低廉，具有良好的通用性，有很好的应用推广价值。关键词: 门禁系统 AT89C51单片机 电梯IC 毕业设计目录目 录1.绪论11.1电梯IC卡门禁系统概述11.2 lC卡的分类及作用21.3门禁管理系统特色31.4本文的主要研究内
3、容42.门禁管理系统的整体设计52.1国内电梯使用现状52.2系统设计思路52.3系统设计结构62.4门禁管理系统结构及功能113. 读卡器的硬件设计133.1读卡器的硬件设计133.2主控制器接口143.3读写模块的接口及控制143.4 Mifiire读卡器154. 读卡程序设计174.1主程序设计174.2初始化程序设计184.3读卡过程及程序设计184.4显示及驱动程序设计195. PC机与读卡器通信程序设计205.1.单片机的串行通信设置205.2单片机发送读卡数据程序设计21总结和展望23参考文献24致 谢25 毕业设计正文1.绪论智能大厦的概念20世纪70年代末起源于美国，80年代
4、随着计算机网络、信息处理与通讯技术的迅速发展，并与建筑艺术相结合便产生了智能建筑。1984年，世界上第一座名为“都市大楼”的智能型建筑在美国康涅狄格州的哈特福特市诞生。此后，日本、德国、法国、英国和泰国都相继筹建智能型大楼。建成后的智能型建筑为企业和政府机关带来了巨大的经济效益和极高的工作效率，欧美国家十分重视它的发展。目前，智能型建筑随着一个国家经济上的发展，正处于高速发展阶段。近年来，我国也兴起一股智能建筑热，如深圳、上海、北京、广州等大中城市尤其发展迅猛，这股热潮是国内外楼宇采用智能化管理趋势的必然反映。智能大厦“热”在神州大地已悄然兴起，智能大厦内涵如何，具备什么条件才算是智能大厦，众
5、说纷纭，莫衷一是，国内外的有关说法不下十种之多。美国智能型办公楼学会最近给出其定义为“将四个基本要素结构、系统、服务、运营以及相互间的联系达成最佳组合，确保生产性、效率性及适应性的大楼。”日本智能型大楼专家黑沼清先生则定义为：“可自由高效地利用最新发展的各种信息通信设备、具备更自动化的高度综合性管理功能的大楼。”国内近年来也出现了所谓“3A大厦”、“5A大厦”的说法，所谓“3A大厦”是指一座楼宇建筑具有楼宇自动化(BA)、通讯自动化(CA)和办公自动化(OA)系统功能者。所谓“5A大厦”则是除具有上述3A功能外，一些部门或地区出于对建筑管理的不同要求，而将火灾报警及自动灭火系统独立出来，形成消
6、防自动化系统(FA)，同时又将面向整个楼宇的管理自动化系统独立出来称之为信息管理自动化系统(MK,合称为“5A”。对于后加的两“A”，又有人认为是指防火自动化(FA)和保安自动化(SA)。且不管这样那样的说法，综合观之，对智能大厦的一般概念通常为：为提高楼宇的使用合理性与效率，配置有合适的建筑环境系统与楼宇自动化系统、办公自动化与管理信息系统以及先进的通信系统，并通过结构化综合布线系统集成为智能化系统的大楼1。1.1电梯IC卡门禁系统概述随着智能大厦热潮的兴起，作为智能大厦必备模块之一的电梯门禁管理系统也以各种各样的方式频繁出现在人们的眼前。智能电梯门禁管理系统是运用现代化软件和电子技术，通过
7、计算机和电子设备以及智能IC卡或ID卡技术有机的结合起来，为管理者提高工作效率、节省人力，实现科学管理;同时又让使用者(业主)置身于智能化的生活当中，享受极大的方便和安全，提高生活品位。电梯门禁管理系统以非接触式卡片作为大厦进出、电梯使用的凭证。系统会将先进的射频卡识别技术从卡片提取的数据，主板自动识别，对进出电梯的人员进行安全管理。它不仅可以有效地解决高层建筑电梯使用的混乱，而且可以促进高层建筑的正规化建设和管理，同时也尽可能地减少业主防盗的忧虑。易于与其它智能化系统组合成更强大的综合性系统，适各种综合方式的高级管理。现在许多高档楼宇中都配置上了IC卡电梯控制系统，业主手持IC卡，刷卡进入大
8、堂门的同时，召唤电梯至首层。进入电梯后在轿厢中刷卡，IC卡电梯控制系统会激活电梯轿厢控制键盘的相应按钮。便会把你运送到你所在的楼层。电梯IC卡智能门禁管理系统是由电梯智能控制器、IC卡刷卡器、通讯转换器、管理PC、管理软件、发卡器等设备组成，系统结构简单，布线方便，施工周期短，维护便捷。智能控制器有自检电路，如出现故障会报警后自动切断电源，使电梯正常运行。控制器可外接两个IC卡刷卡器，分别安装在轿厢中和电梯厅首层或单元楼大堂外(与单元门门禁共用一个读卡器)，首层电梯厅读卡器和单元门外读卡器可以并联接入智能电梯控制器中。业主在单元门外或首层电梯厅进行刷卡召唤电梯至首层。业主进入电桥轿厢，再在轿厢
9、内读卡器进行刷卡，IC卡控制器便会判断持卡业主所在层面，以便激活该楼层按钮，这时便能按动相应按钮，电梯就能把你运至该层面2-3。另外。针对物业管理部门，可设置管理卡和清洁员工卡等，各种卡有不同的权限，可到达楼层也各不相同，比如管理卡一刷卡，便可激活所有楼层电梯按钮，管理员可按动按钮到达任何一层又如某位清洁工阿姨负责十至十五层的清洁工作4。该阿姨在电梯轿厢内刷卡，便可自动激活十至十五层的电梯按钮，按下所要到达的楼层按钮便可到达相应的楼层，但除了这六个层面的按钮，其它层面的按钮都未被激活。所以按下无效。智能电梯控制系统软件平台采用模块化设计，其界面基本为图标按钮显示。操作简单，只需使用鼠标在界面上
10、轻击按钮，便可完成大部分的系统设置、数据采集等操作。其管理功能强大，可对电梯运行状态实现实时监控。1.2 lC卡的分类及作用1)普通单层卡该卡是主要使用于普通电梯住户使用，一人一卡，凭卡乘梯，只能到达指定楼层。当住户进入轿厢后，将lC卡片贴近电梯刷卡器时，刷卡器会自动识别IC卡的合法性并主动判断到达的楼层。如果该卡片合法，则不需要住户按键选择楼层，系统会自动点亮你所要去楼层的按钮，并停靠在所到层站。如果该卡不合法或无卡，则住户不能按亮按钮，以达到凭卡乘梯的目的。2)普通多层卡该卡为特殊住户使用，比如大厦的保安、电梯维保人员、大厦管理人员以及其他可以到达多层的人员(包括在该大厦有多处住处的普通住
11、户)。当持卡人乘坐电梯时，将lC卡靠近电梯刷卡器后，持卡人可以按下所要到达的楼层按钮即可；如果持卡人按了IC卡中没有允许的楼层按钮，则操作无效(按灯不亮)。3)管理卡管理卡分为超级管理员卡、普通管理员卡。此类卡为电梯管理人员使用。超级管理员卡有最高的管理级别，它有对整个轿厢刷卡器重新初始化的权利。因为MF卡是根据密钥A和密钥B来识别卡片的合法性的，出厂时密钥A和密钥B都为六个字节的FF，因此在设备安装好后，需要使用方重新设置该系统的密钥。当使用超级管理员卡进行刷卡时，会重置刷卡器的密钥以及EEPROM存储器，消除该刷卡器内保存的所有住户的信息。超级管理员卡一般使用在电梯门禁初装后初始化以及今后
12、系统出现重大紊乱而不得不重置这两种情况。普通管理员卡拥有一个特殊的ID号，当电梯刷卡器感应到普通管理员卡时，会开放电梯的所有楼层按钮。同时，如果普通管理员卡的注销标志位开启的话，刷卡器会识别出所要注销的住户信息，并把该住户的密码及相关信息在EEPROM存储器内擦除，从而达到注销用户的目的。普通管理员卡可以使用于需要临时开启电梯任何一楼的按钮时使用。注销操作主要使用于某住户搬离该大厦的情况下使用。1.3门禁管理系统特色产品简单化：该智能电梯门禁管理系统的构造非常简单，成本低廉，不仅能很好的适用于新电梯之内，同时也易于附加在老式的电梯之内，兼容性能良好。它主要由非接触式工IC卡、发卡器、读卡器和P
13、C管理机、管理软件等设备组成，系统结构简单，布线方便，施工周期短，维护便捷。产品多重化：客户可以根据需求选择不同的刷卡模式。有单刷卡型、刷卡加密码型、刷卡加次数型、刷卡加日期型这四种。单刷卡型为只使用IC卡进行门禁管理，刷卡加密码型除了能使用lC卡外，还可以通过刷卡器上的小键盘输入密码来使用电梯，更加方便住户。刷卡加次数型和刷卡加日期型则为有偿使用电梯模式，使用次数用尽或者使用日期到期后，则必须进行充值或者续期来继续使用电梯。自动选层：住户将IC卡靠近电梯刷卡器处，无须住户按键呼梯，系统则自动判断卡的合法性，自动识别卡号和自动选择您所到达的楼层。多种权限设置：该系统提供多种权限不同的卡片，以适
14、应于不同住户的使用。单层卡：用于一般使用者，使用者勿需按动按钮，自动选择所到楼层。多层卡：用于特殊使用者(保安、清洁工)，可开放任意指定的楼层。超级管理员卡：具有最高的管理级别，它有对整个轿厢刷卡器重新初始化的权利。超级管理员卡一般使用在电梯门禁初装后初始化以及今后系统出现重大紊乱而不得不重置这两种情况。普通管理员卡：有去所有楼层的权限。在住户搬离大厦时，还可以注销轿厢内刷卡器该住户的信息。消防功能：该系统本身具有消防功能，当大楼内部出现火灾或地震之类灾害时，系统本身自动脱离控制，恢复无卡乘梯状态。通用性强：能适用于各种品牌各种型号的电梯。已在东芝、通力、三菱、日立、蒂森、博林特等电梯上安装使
15、用。计费功能：每刷一次卡，进行计次或计费。或者购买日期，在规定的日期内可以使用，如果超期则不能继续使用，需续期。1.4本文的主要研究内容1、对电梯实际管理使用情况进行了详细的研究，根据实际需求制定了相应可行的方案，并阐述了方案在具体管理使用的可行性，以及能为用户带来的可以预见效益。2、详细介绍电梯IC卡智能门禁管理系统的整体设计流程，从硬件的选择搭配到软件的设计搭建，都一一做了详细的论述。3、对在系统实现过程中所涉及到的软硬件基础知识进行了概述介绍，完成了系统软件设计与调试，并完成系统整体的测试。按照设计，系统软件分为以下几个模块：系统管理模块、住户IC卡管理模块、模拟刷卡模块、辅助管理模块，程序设计单片机
