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1、基于RFID门禁控制系统设计与实现学 生 姓 名：学 院：专 业：班 级：学 号：指 导 教 师：审 阅 教 师：完 成 日 期：Eastern Liaoning University独创性说明作者重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作与取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致的地方外，毕业论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了意。作者签名：_ 日期：_ / 摘 要门禁管理系统，又称为出入口控制系统，属于智能弱电系统中
2、的一种安防系统,它作为一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。它能够时刻自动记录人员的出入情况，限制部人员的出入区域、出入时间，礼貌地拒绝不速之客，同时也将有效地保护您的财产不受侵犯。本文以开发基于射频识别技术的门禁系统为目标，研究了门禁系统中的关键技术与其应用，包括了门禁系统软硬件设计、天线设计、数据安全性分析、系统抗干扰性设计等。所开发的门禁系统已投入使用并获得好的效果。主要的研究容和工作：1）以MFRC500为核心，结合单片机、液晶屏等设计了一套门禁系统，其中包括了读写器、液晶屏、键盘接口等软硬件的设计，并在现场对该门禁系统进行调试和优化。 ）系统的对MFRC
3、500芯片的操作流程进行研究，并使用相应语言开发了读写器的底层控制软件，并把对卡的不同的操作编程子程序模块，方便系统升级。关键字：门禁系统;射频识别技术;MF RC500 Based on RFID Access Control System Design and ImplementationAbstractAccess control management system,which is also known as access door control system,belongs to the intelligent elf system of a security system,as
4、a kind of new modern safety management system,set to be automatic identification technologyand modern safety management measures for an organic whole. It can automatically record personnel and out of time,limit the people inside and out of area, in and out of time,politely refuse to freeloaders,also
5、 will effectively protect your property shall not be infringed upon.This paper based on the development of rid technology entrance guard system as the goal,the entrance guard system of the key technology and its application,including entrance guard system hardware and software design,antenna design,
6、data security analysis,system anti-jamming design,etc.The development of the entrance guard system has been put into use and obtain good effect.The main research contents and work:1)the MF RC500 as the core,combining SCM,LCD,such as design a set of entrance guard system,including the writing and rea
7、ding device,liquid crystal screen,keyboard interface of software and hardware design, and to the entrance guard system in the debug and optimize.2)the system of MF RC500 chip of the procedure,And use thecorresponding development of reading and writing the language is the bottom control software,and
8、put on the card of the different operating plait procedure module,convenient system upgrade.Key Words：Entrance Guard System; RFIDTechnology; MFRC500目 录摘要IAbstractII一、绪论1（一）射频识别技术简介11射频识别系统的典型结构12. RFID同其它自动识别技术的比较3（二）门禁系统简介31门禁系统的功能42门禁系统的典型构成4（三）国外研究现状51国外研究现状52国研究现状6（四）课题研究的目的与容6二、门禁系统软硬件设计与研究8（一）
9、系统总体方案设计81系统设计的原则82系统方案9（二）系统硬件设计与分析91射频读卡器微处理器模块的设计92射频读卡器读写模块设计103电源转换电路144通讯模块145非接触式IC卡的选择146. MFRC500通讯协议15（三）系统软件设计与分析151软件设计方法与设计语言选择152系统总体程序流程设计163系统软件模块化设计164射频控制模块16三、上位机设计19（一）功能需求19（二）开发平台简介20（三）系统软体总体设计20（四）门禁系统主要界面221上位机参数设置界面222采集器设置223低级操作234密码下载235修改密码24总结25参考文献26附录A 原理图27附录B 下位机程序
10、28附录C 上位机程序33致50一、绪论随着经济水平的不断提高，人们越来越关心建筑部的安全性。为了适应信息时代的需要，保证安全性，满足用户的需求，门禁系统应运而生。门禁系统集电脑技术、电子技术、机械技术、磁电技术和射频识别技术于一体，使卡与锁之间实现完整“对话”功能，以IC卡来控制门锁的开启，开创了门禁管理系统的新概念，它不仅给管理者提供了安全、快捷、自动化的管理模式，而且也给用户带来了极大的方便。本文研究的基于RFID的门禁系统就是这样的一个系统。本章主要介绍射频识别技术和门禁系统的基本概念与其发展概况。（一）射频识别技术简介射频识别即RFID（Radio Frequency IDentif
11、ication）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。最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块，近些年，由于射频技术发展迅猛，应答器有了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。RFID电子电梯合格证的阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以与阅读器天线。RFID射频识别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，识别工作无需人工
12、干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。1射频识别系统的典型结构射频识别系统的典型结构见图1.1，主要是由两部分组成：读写器和射频卡。读写器同射频卡之间通过无线电方式进行通讯，因此它们都具有无线收发模块。射频卡中有存储器，存容量为几个比特到几十千比特不等，并且可以存储永久性数据和非永久性数据。永久性数据可以是厂商或是射频卡的序列号，它是用来作为射频卡的唯一身份标识，不能更改；非永久性数据写在可重写的存储器，用来存储用户的相关信息。射频卡可以根据读写器发出的指令对这些信息进行相应的读写操作。控制模块负责完成接收、译码与执行读写器的命令。射频卡
13、分为有源卡与无源卡两种，有源卡置天线和电池，而无源卡只有置天线没有电池，其能量由读写器提供，由于无源卡无需电池的这种特性，因此其尺寸较小且使用寿命较长，应用围也越来越广泛。读写器的控制模块往往具有非常强的处理能力，除了完成控制射频卡工作的任务以外，还要实现相互认证、数据加解密、数据纠错、出错报警与与上位机进行通信等功能。上位机的功能是向读写器发送指令，并与读写器之间进行数据交换。收发模块收发模块天线收发模块收发模块天线存储器接口模块计算机图1.1 RFID系统典型结构RFID系统是无源系统，即射频卡不含电池，射频卡工作的能量是由射频读写模块发出的一定频率的脉冲提供的。系统的工作过程如下：1）射
14、频读写模块在一个区域发射恒定的频率形成电磁场，区域大小取决于发射功率、工作频率和天线尺寸。）当射频卡进入这个区域时，接收到射频读写模块的射频脉冲，经过部的LC振荡电路后给电容充电，电容电压达到一定值时，可以为其他电路供电。）再把信息从接收到的射频脉冲中解调出命令和数据并送到逻辑控制部分。逻辑控制部分接收指令完成存储、发送等操作。）如果需要发送数据，则将数据调制然后从收发模块发送出去。）读写模块接收到返回的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后进行处理，必要时可以通过RS232，RS422，RS485，RJ45或无线接口将数据传送到上位机。读写器发送的射频信号除提供能量外，通常还可以
15、提供时钟信号，使上位机与下位机的数据达到同步，从而简化了系统的设计。有源系统的工作原理与此大致一样，不同处只是卡的工作电源由外部的电池提供的。2. RFID同其它自动识别技术的比较随着计算机技术的不断发展，不断的涌现出多种自动识别技术，目前主要有以下几种：条码识别技术、磁字符识别技术（MICR）、磁性条识别技术（MBR）、光符识别技术（OCR）机器视觉系统（NIVS）、IC卡识别技术与射频识别技术。评价一种自动识别技术的优劣，通常有两个重要指标，即误码率和首读率。误码率是指对一组数据进行识别时，其中可能出现错误字符的统计概率，通常用SER来表示。首读率是指当对一组数据进行一次性识别时，其中识别成功的概率，通常用FRR来表示。OCR技术由于首读率不高，逐步被条码技术所取代；磁字符识别技术专用于银行业务中，但是阅读设备较复杂；机器视觉系统通常被用来检查产品的制造业中。这些技术有的正被淘汰，有的只用于专业系统当中，所以这里不再赘述。而条码识别技术、磁性条识别技术，IC卡识别技术、射频识别技术等识
