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1、目 录题 目：基于非接触式IC卡的门禁控制系统设计学 院：信息电子技术学院年 级： 专 业： 自动化姓 名： 学 号： 指导教师： - 1 -摘 要摘 要 随着现代科技的发展，门禁控制系统在安全技术防范领域扮演着越来越重要的角色，它是建立在先进的计算机技术、通信技术和非接触的射频识别技术之上，通过持有非接触式IC卡来对人的进出实施放行、拒绝和记录等操作的智能化控制系统。非接触式IC卡的核心技术为射频识别，其环境适应性强，可全天候、无接触地完成自动识别功能。 本文首先介绍了门禁控制系统在国内外的研究现状与发展状况，之后介绍了系统相关的基础理论知识。最后重点阐述了系统的硬件电路与软件设计。硬件方面
2、主要包括单片机STC89C54的接口设计、ZLG500AT读写模块设计、串行通信模块设计、实时时钟模块设计、液晶显示模块设计及数据存储模块设计等。软件方面主要包含非接触式IC卡的操作程序设计与单片机外围芯片的驱动程序设计等。 根据系统要求，当没有卡进入读写器工作范围之内时，LCD上显示动态时间，当有有效卡片进入读写器工作区域时，应当读取卡内指定扇区数据并在LCD屏幕上显示卡的序列号信息以及打卡状态。经过综合调试，实际运行结果表明本课题设计的系统基本满足上述要求。关键字 非接触式IC卡；门禁控制系统；ZLG500AT读写模块；射频识别佳木斯大学教务处 - i -AbstractAbstract
3、With the development of modern technology, entrance guard control system is acting a more and more important role in the field of security technology to prevent, it is based on advanced computer technology, communications technology and non-contact radio frequency identification technology, a kind o
4、f intelligent control system that limits peoples access to make the implementation of the release, rejection and records operation through the non-contact-type IC card. Non-contact-type IC cards core technology is radio frequency identification and its environment adaptable to non-contact to complet
5、e the automated identification. This paper first introduces the research status of the access control system at home and abroad and development, later introduces the underlying theory of knowledge related to the system.Finally focus on the hardware and software design of the system.The hardware incl
6、uding the design of the STC89C54s interface, ZLG500AT reading and writing module design, the design of serial communication module, the design of real-time clock module, LCD modular design and data storage module design and so on. Software major procedures the design of non-contact-type IC card and
7、the driver design of microcontroller peripheral chips. According to the system requirement, LCD shows the dynamic time when there is no card into the reader within the scope of work, or should read the card within a specified sector of data and the cards serial number information and punch state dis
8、played in the LCD. After integrated debugging, the actual operation results show that the design of the subject system basically meets the above requirements.Keywords Non-contact-type IC card; Entrance guard control system; ZLG500AT reading and writing module; Radio frequency identification 目 录目 录摘
9、要iAbstracti第 1 章 绪 论11.1 课题背景概述11.2 本文研究的目的与意义11.3 国内外研究现状21.3.1 国内研究现状21.3.2 国外研究现状21.4 本文研究课题的发展前景31.5 本文主要研究内容3第 2 章 系统的理论基础42.1 系统相关的电磁理论知识42.1.1 天线场的概念42.1.2 能量耦合42.2 数据的传输与安全性52.2.1 数据的传输原理52.2.2 数据的安全性62.2.3 MIFARE1 IC S50卡概述72.2.4 MF1卡的存储结构82.2.5 MF1卡的功能结构及工作原理92.3 非接触式IC卡的国际标准102.4 门禁控制系统的基
10、本构成及工作流程102.4.1 门禁控制系统的基本构成102.4.2 门禁系统的工作流程112.5 本章小结12第 3 章 系统的硬件电路设计143.1 系统总体分析143.1.1 系统设计要求143.1.2 系统总体方案143.2 微处理器接口设计153.3 电源模块设计173.4 ZLG500AT读写模块设计173.4.1 ZLG500AT模块的硬件概述173.4.2 ZLG500AT的串行接口规范193.5 键盘接口设计213.6 实时时钟的硬件设计223.6.1 实时时钟的硬件接口223.6.2 实时时钟的读写控制233.7 串行通信模块设计243.8 数据存储模块设计253.8.1
11、AT24C02存储芯片接口概述253.8.2 AT24C02存储芯片串行通信263.9 液晶显示模块设计273.9.1 液晶模块的外部接口273.9.2 液晶模块的串口传输方式293.10 语音模块设计293.11 本章小结30第 4 章 系统的软件设计324.1 系统软件总体流程324.2 IC卡读写模块软件设计334.2.1 读写模块的数据传输协议334.2.2 读写模块函数描述344.3 系统信息的存储与显示374.3.1 存储模块程序设计374.3.2 液晶显示模块程序设计394.4 实时时钟的数据处理414.5 其他模块程序设计424.5.1 SPI数据传输与格式转换424.5.2
12、按键扫描及语音提示424.6 本章小结43结 论44致谢45参考文献46附录A47附录B54附录C55附录D64佳木斯大学教务处 - 69 -第 1 章 绪 论1.1 课题背景概述 当今时代，随着科学技术的发展，自动识别技术在生产、生活中扮演着愈来愈重要的角色，它就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，而且向后台的计算机处理系统赋予有关的事后处理的技术。这种技术近些年来发展得很迅猛，形成了具有接触式IC卡技术、光学字符识别、射频技术(非接触式)、磁条磁卡技术等集光磁、计算机、物理及通信技术为一体的高新技术。本课题研究的是一种基于非接触式I
13、C卡射频技术的门禁控制系统1。射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术，又称电子标签、无线射频识别是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更加自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化2。随着识别技术的诞生以及成熟化，极大
14、地推进了安全事业的发展，为重要部门出入口实现安全防范管理提供了更多的解决方案，加上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，人们总能通过各种手段把它打开，此种情景下，门禁控制系统应运而生。门禁控制系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术，适用于各种机要部门，门禁控制系统最大限度地减少了给人们带来的利益损失，促进了社会环境的和平稳定。1.2 本文研究的目的与意义门禁控制系统能够有效地控制人员的出入，并且记录所有出入的详细信息，以实现出入口的方便、安全管理，控制系统可
15、以联网和脱机工作，门禁控制系统的推出将缓解大人流快速通过的问题，同时可以结合视频图像联动接入，保安可对出入人员进行实时监控和查询，管理人员能方便地统计、打印或导出门禁上位机数据信息，本课题采用了非接触形式的无线标签来作为数据传输的媒介，非接触出入控制的读取设备被尘土、污垢或是潮湿损坏的机率非常小，此外，天线可以完全隐蔽地安装在墙内，不会被恶意破坏，大大提高了安防性。本课题研究的基于非接触式IC卡的门禁控制系统正是为了达到上述的目标而进行设计的，对于将来的安防事业付出了自己的一份力量，有利于营造更加美好和谐的社会环境。随着科技的发展，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可
