基于射頻識(shí)別技術(shù)的小區(qū)智能門(mén)禁控制系統(tǒng)方案_第1頁(yè)
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1、 . . . 題 目 基于射頻識(shí)別技術(shù)的小區(qū)智能門(mén)禁控制系統(tǒng) 66 / 67畢業(yè)論文設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目基于射頻識(shí)別技術(shù)的小區(qū)智能門(mén)禁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作自 2016 年 1 月 10 日 起至 2016 年 6 月 15 日止三、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 理工學(xué)院 四、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的容要求:射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification:RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別IC卡的信息,整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工操作和監(jiān)管。采用 單片機(jī)作為控制核心,設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID的小區(qū)智能門(mén)禁控制系統(tǒng)。由鍵盤(pán)輸入模擬讀卡器數(shù)據(jù),通過(guò)輸入密碼

2、與設(shè)定密碼對(duì)比,可實(shí)現(xiàn)對(duì)通道進(jìn)出權(quán)限的控制(密碼輸入進(jìn)門(mén)的控制);在異常情況下(非法侵入、門(mén)超時(shí)未關(guān))可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)報(bào)警。(應(yīng)包括方案設(shè)計(jì)、比較與論證、分析與仿真驗(yàn)證、相關(guān)設(shè)計(jì)文件以與心得體會(huì)等)。 五、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)應(yīng)收集資料與參考文獻(xiàn): 收集門(mén)禁控制系統(tǒng)、單片機(jī)編程等方面的專(zhuān)業(yè)資料,閱讀和學(xué)習(xí)下列參考文獻(xiàn): 1 國(guó)棟 基于射頻識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)D. :中南大學(xué).2005.01. 2 黃菊生 基于智能IC卡的網(wǎng)絡(luò)門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)D. :大學(xué).2003.10. 3 紅衛(wèi).單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析M.:航空航天

3、大學(xué).2003 4 王恒奎等.非接觸式智能卡系統(tǒng)與若干關(guān)鍵技術(shù)J.電子技術(shù)應(yīng)用.1999.12. 36 5 黃智偉,和采用射頻識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.電子工程師.2001,21(1).134-136 . 6 樹(shù)群,寧超.射頻識(shí)別技術(shù)與其應(yīng)用J.國(guó)際自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研討會(huì)論文集.1997.42-52 7 朝清.PC機(jī)與單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)M.:航空航天大學(xué),2000. 六、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排: 1月10日3月20日:查閱資料,完成外文翻譯原文和開(kāi)題報(bào)告。 3月21日4月20日:完成模塊設(shè)計(jì)與仿真并提交中期檢查報(bào)告。

4、4月21日5月20日:完成整體設(shè)計(jì)仿真并聯(lián)調(diào),準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)收。 5月21日6月15日:撰寫(xiě)、修改畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,準(zhǔn)備并完成答辯。 指導(dǎo)教師簽名 系(教研室)主任簽名專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人簽名批準(zhǔn)日期基于射頻識(shí)別技術(shù)的小區(qū)智能門(mén)禁控制系統(tǒng)(理工物理與電信工程學(xué)院電子信息工程專(zhuān)業(yè)1205班, 723000)指導(dǎo)教師:王婷摘要本文設(shè)計(jì)了一種采用RFID技術(shù)的高安全性的智能門(mén)禁系統(tǒng),是通過(guò)RFID認(rèn)證快速確認(rèn)人員的真實(shí)身份的智能門(mén)禁系統(tǒng)。當(dāng)IC卡進(jìn)入門(mén)禁系統(tǒng)的檢測(cè)圍時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取身份信息確定該使用者是不是合法用戶,并且記錄進(jìn)出人員的信息,對(duì)非法闖入者發(fā)出報(bào)警信號(hào)。門(mén)禁系統(tǒng)從智能建筑的應(yīng)用出發(fā),首先介紹了射頻識(shí)

5、別技術(shù)的概念、分類(lèi)與工作原理,然后介紹了本次使用的射頻芯片MFRC522。硬件部分以MFRC522射頻識(shí)別模塊為核心,結(jié)合主控模塊STC89C52設(shè)計(jì)系統(tǒng)的外圍硬件電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻卡的控制與MCU之間的通信。軟件部分采用C語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序的開(kāi)發(fā),完成與IC卡之間的通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換功能。關(guān)鍵詞射頻識(shí)別 門(mén)禁系統(tǒng) MFRC522STC89C52District intelligent entrance guard control system based on rfid technologyLi Yang(Grade 12,Class 1,Major electronics and inform

6、ation engineering College of physics and Telecommunication Engineering,Shannxi University of Technology,Hanzhong 723003,shannxi)Tutor:Wang TingAbstract:The article designed a use of RFID technology in high-security smart access control system, is the RFID certification quickly confirm that the staff

7、 of the true identify of intelligent access control system. When IC card enter the access control system for the detection range, the system will automatically obtain identity information to identify the person using them is not a legitimate users, and record entry of information, on the illegal int

8、ruder alarm signal. On the basis of the development of Entrance Guard System, at first, generally introduces the RFID technology, including its concepts,categories and works. Then it introduces the RF chip MFRC522 used in this system. The hardware part based on the RFID module MFRC522, combined with

9、 main control module STC89C52 to design the peripheral hardware circuits,make the communication between the central control machine come true. The software part uses C programming language to design system programming and completed a read/IC card issuing device and the communication between the data

10、 exchange capabilities.Key words:RFID Access Control System MFRC522 STC89C52目 錄1 緒論11.1 課題研究的背景與意義11.2 門(mén)禁系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀11.3 射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介22 門(mén)禁系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)需求分析42.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)53 門(mén)禁系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)73.1 微控制器STC89C52電路73.2 射頻讀寫(xiě)芯片MFRC522103.3 LCD 12864液晶屏113.4 蜂鳴器電路與LED燈電路144 門(mén)禁系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)154.1 軟件設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)語(yǔ)言選擇154.2 K

11、eil C51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)154.3 系統(tǒng)軟件模塊化設(shè)計(jì)16總結(jié)21致22參考文獻(xiàn)23附錄 A 外文翻譯24附錄 B 硬件電路圖31附錄 C 源程序32附錄 D 硬件實(shí)物圖611 緒論1.1 課題研究的背景與意義1.1.1 課題研究的背景 當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展,信息化、網(wǎng)絡(luò)化已成為當(dāng)今時(shí)代的突出特征,人們不僅享受著高科技帶給他們的極大便利,同時(shí),對(duì)于也對(duì)科技水平的要求也越來(lái)越高。這幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平飛速提高,社會(huì)財(cái)富不斷聚集,因此對(duì)于建筑的安全防護(hù)系統(tǒng)要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的門(mén)鎖系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求,智能門(mén)禁系統(tǒng)因此也應(yīng)運(yùn)而生,它能有效地提高樓宇的安全性,打破了傳統(tǒng)的由人來(lái)看門(mén)的工作方式

12、,它為用戶提供了便捷、高效的管理,極便利了人們的工作和生活。傳統(tǒng)的鑰匙容易丟失,而且很容易被復(fù)制,一旦鑰匙被復(fù)制,那么整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)將完全失去作用。智能門(mén)禁系統(tǒng)將射頻卡與鎖相結(jié)合,用智能卡替代傳統(tǒng)的鑰匙,解決了傳統(tǒng)門(mén)鎖的一些不足之處。門(mén)禁系統(tǒng)又稱(chēng)為門(mén)禁出入保安自動(dòng)化管理系統(tǒng),它以計(jì)算機(jī)為橋梁,結(jié)合小區(qū)、賓館、公司等部門(mén)的管理特點(diǎn),將智能建筑大門(mén)以與一些比較重要的房間選擇性安裝智能門(mén)禁系統(tǒng),能夠?qū)Τ鋈肟谶M(jìn)出人員以與他們的進(jìn)出時(shí)間等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,繼而能實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的智能化控制。這個(gè)平臺(tái)通過(guò)增設(shè)其它的部件可以衍生出車(chē)輛進(jìn)出控制、考勤管理、安防報(bào)警、停車(chē)場(chǎng)控制、電梯控制等系統(tǒng),從而發(fā)揮一卡多用的功能,極

13、大簡(jiǎn)化了管理手段。現(xiàn)階段,智能門(mén)禁系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越融入到人們的生活中,它在便利性、易于管理性、安全性等方面都有著出色的表現(xiàn)。門(mén)禁系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)的門(mén)以與鑰匙的代替品,而是為了方便人們管理和生活形成的越來(lái)越趨于完善的智能系統(tǒng),它現(xiàn)在而且在將來(lái)必定會(huì)在人事考勤系統(tǒng)、工作安全性等管理領(lǐng)域中扮演著重要角色。1.1.2 課題研究的意義隨著科技的飛速發(fā)展,人們獲得利益的同時(shí)也帶來(lái)了一些不法分子利用高科技產(chǎn)品實(shí)施盜竊犯罪的問(wèn)題。所以,僅僅依靠傳統(tǒng)的門(mén)鎖、防盜門(mén)已經(jīng)阻止不了罪犯的入侵。于是,門(mén)禁系統(tǒng)的研究具有就有了用武之地,它可以有效地成為現(xiàn)代化管理的重要手段。非接觸式IC卡作為21世紀(jì)具有發(fā)展?jié)摿Φ氖蟾?/p>

14、科技技術(shù)之一,為安防領(lǐng)域帶來(lái)了極大的市場(chǎng)機(jī)遇,它將在智能樓宇、身份識(shí)別、公共交通等諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。此外,根據(jù)美國(guó)當(dāng)局的調(diào)查結(jié)果顯示:美國(guó)門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)備銷(xiāo)售額占到整個(gè)公共安全行業(yè)市場(chǎng)銷(xiāo)售額的57.8%,而其它報(bào)警設(shè)備銷(xiāo)售總額之和卻僅僅占39.2%1 王愛(ài)英. 智能卡技術(shù)-IC卡M. :清華大學(xué), 2000:1-15.。由此可見(jiàn),研究和開(kāi)發(fā)智能門(mén)禁系統(tǒng)的意義非比尋常。1.2 門(mén)禁系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)IC卡的研究和應(yīng)用較早,并且安全性較高。特別是歐美國(guó)家,其門(mén)禁系統(tǒng)市場(chǎng)正逐漸進(jìn)入成熟階段,涌現(xiàn)了許多知名品牌,例如美國(guó)的MOTOROLA和HID、英國(guó)的CHUBB、以色列

15、的SERVANT、國(guó)的SUPERLOCK等。他們的產(chǎn)品技術(shù)高、系統(tǒng)穩(wěn)定、安全性高,占據(jù)市場(chǎng)較大份額。而且,國(guó)外門(mén)禁企業(yè)有充足的研發(fā)經(jīng)費(fèi)支持,產(chǎn)品換代比較快。通常,歐美等國(guó)的門(mén)禁產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)多次改進(jìn),功能強(qiáng)大而且性能好,但是開(kāi)發(fā)成本較高。非接觸式IC卡和讀卡器的關(guān)鍵技術(shù)掌握在歐美國(guó)家和部分亞洲國(guó)家中,但真正形成大批量生產(chǎn)的廠家只有美國(guó);德國(guó)、英國(guó)次之;日本、新加坡處于同一檔次。如今在世界上,非接觸式IC卡生產(chǎn)產(chǎn)品的主流是Philips公司的Mifare技術(shù),已經(jīng)被制定為國(guó)際ISO/IEC14443 Type A標(biāo)準(zhǔn)。歐洲一些IC卡與讀卡器制造商大都以Mifare技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展自己的IC卡事業(yè)2

16、Charly Jason MF RC500 Highly Integrated ISO14443A Reader IC Design DataSheetJ. Philips Semiconductor, 2002.。1.2.2 國(guó)研究現(xiàn)狀國(guó)從事門(mén)禁系統(tǒng)研究和生產(chǎn)的主要有華潤(rùn)達(dá)實(shí)、門(mén)吉利等公司。但是,門(mén)禁系統(tǒng)不論在技術(shù)上,還是在市場(chǎng)等各個(gè)方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。大部分廠家對(duì)于門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造往往都是在國(guó)外已有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。門(mén)禁系統(tǒng)在中國(guó)的發(fā)展已有十幾年了,隨著國(guó)科技的進(jìn)步,以與對(duì)國(guó)外門(mén)禁系統(tǒng)的研究,國(guó)的各個(gè)門(mén)禁品牌也都相對(duì)成熟起來(lái)。但是,怎樣提高門(mén)禁系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性,怎樣將監(jiān)控、報(bào)

17、警系統(tǒng)與門(mén)禁系統(tǒng)完美結(jié)合,這逐漸成為人們關(guān)注的又一問(wèn)題。目前門(mén)禁系統(tǒng)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:(1) 成本低國(guó)門(mén)禁產(chǎn)品的價(jià)格比國(guó)外門(mén)禁產(chǎn)品低很多。國(guó)產(chǎn)品大都是模仿國(guó)外設(shè)計(jì)而生產(chǎn)的,所以設(shè)計(jì)費(fèi)用投入相對(duì)較少,而且國(guó)產(chǎn)品大多采用低端元器件和低端生產(chǎn)工藝,投入研發(fā)資金少,軟件甚至不用專(zhuān)門(mén)研發(fā)。還有國(guó)員工工資比國(guó)外低,國(guó)售后的維修迅速且成本低。(2) 本土優(yōu)勢(shì)本地企業(yè)對(duì)本地用戶的實(shí)際使用需求了解,對(duì)本國(guó)的市場(chǎng)發(fā)展和動(dòng)向掌握更明確,對(duì)售后服務(wù)的需求更加了解。(3) 產(chǎn)品服務(wù)完善本地企業(yè)可以根據(jù)客戶實(shí)際情況隨時(shí)和客戶協(xié)商產(chǎn)品要求,比如,可以按照客戶的臨時(shí)要求迅速改變策略以滿足用戶的需求,現(xiàn)實(shí)中很多企業(yè)將消費(fèi)等很多

18、應(yīng)用迅速集成到一門(mén)禁卡上,一般成為“一卡通”,很多企業(yè)都實(shí)現(xiàn)了按需求定制功能3 朱曉林. 基于射頻識(shí)別的嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)D. 河北:河北工業(yè)大學(xué)碩士論文,2012.12.。1.3 射頻識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介1.3.1 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別(RFID,Radio Frequency Identification)技術(shù)作為快速、準(zhǔn)確的采集信息和處理信息的技術(shù),被世界列為21世紀(jì)十大重要的科技之一,在生產(chǎn)和物流等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。它逐漸成為企業(yè)提高電子商務(wù)和物流的管理水平、實(shí)現(xiàn)管理信息化和提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的不可或缺的工具和手段。它是利用電磁感應(yīng)或者微波進(jìn)行非接觸雙向通信,通過(guò)電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)非接觸信息的傳遞,

19、根據(jù)傳遞的信息,達(dá)到交換數(shù)據(jù)和識(shí)別目的的技術(shù)4 陳錦. 基于射頻識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)研究D. 武漢:武漢理工大學(xué),2010.4。1.3.2 射頻識(shí)別技術(shù)的原理射頻識(shí)別技術(shù)的基本工作原理是:IC卡進(jìn)入到讀寫(xiě)器的磁場(chǎng)后,接收讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào),憑借得到的感應(yīng)電流所獲得的能量而發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的信息,應(yīng)答器讀取信息并解碼后,送至CPU進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。圖 1.1 射頻識(shí)別系統(tǒng)原理圖完整的射頻識(shí)別系統(tǒng)是由讀寫(xiě)器、應(yīng)答器與應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成,其工作原理是讀寫(xiě)器發(fā)射特定頻率的無(wú)線電波能量,利用驅(qū)動(dòng)電路將部的數(shù)據(jù)傳送出去,此時(shí)讀寫(xiě)器便能接收解讀數(shù)據(jù),然后送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。從閱讀器和應(yīng)答器的

20、通訊以與能量感應(yīng)方式來(lái)看大致上可以分為:感應(yīng)耦合與后向散射耦合兩種。一般低頻的射頻識(shí)別大都采用第一種式,而較高頻大多采用第二種方式。1.3.3 射頻識(shí)別技術(shù)的分類(lèi) 射頻識(shí)別系統(tǒng)的分類(lèi)主要有以下幾種: (1) 根據(jù)射頻卡的有無(wú)電池,可以分為有源系統(tǒng)和無(wú)源系統(tǒng)。有源系統(tǒng)中的IC卡裝有電池,具有較遠(yuǎn)的讀寫(xiě)距離,電池的容量決定使用的壽命。而無(wú)源系統(tǒng)中的IC卡沒(méi)有電池,一般識(shí)別距離比較短,但是相對(duì)有源系統(tǒng)壽命較長(zhǎng),對(duì)工作環(huán)境要求也不高。(2) 按工作方式的不同可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式系統(tǒng)主要應(yīng)用于有障礙物的應(yīng)用中,距離很遠(yuǎn);被動(dòng)式系統(tǒng)主要應(yīng)用于門(mén)禁或交通應(yīng)用中。(3)根據(jù)系統(tǒng)采用的頻率不

21、同可以分成高頻系統(tǒng)和低頻系統(tǒng)。高頻系統(tǒng)的工作頻率一般大于400Mhz,典型的工作頻段有:915Mhz、5800Mhz等。高頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽的成本較高、感應(yīng)距離較遠(yuǎn)、標(biāo)簽保存的數(shù)據(jù)量較大、外形一般為卡片狀。低頻系統(tǒng)的工作頻率一般小于30Mhz,典型的工作頻率有:125Khz、13.56Mhz等。低頻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是成本較低、感應(yīng)圍較小、電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量較少,尤其無(wú)源情況,與讀卡器距離約為10cm時(shí)才可感應(yīng)。電子標(biāo)簽外形多樣:卡狀、環(huán)狀、筆狀,不適合高速運(yùn)動(dòng)的物體5 王棟. 基于RFID技術(shù)的郵政速遞業(yè)自動(dòng)識(shí)別信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)D.山東:中國(guó)海洋大學(xué),2007.。 

22、  (4)按射頻卡讀寫(xiě)方式的不同可以分成可讀寫(xiě)卡、一次寫(xiě)入多次讀出卡和只讀卡。讀寫(xiě)卡和只讀卡相比,寫(xiě)入數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間,而且成本較高。只讀卡存有一個(gè)唯一的,只可讀取,不能修改。盡管安全性較高,但是用途十分有限。2 門(mén)禁系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)需求分析 在選擇硬件方面,主要由非接觸式IC卡、讀卡模塊、控制模塊組成。在軟件方面主要實(shí)現(xiàn)三者間的通信以與讀卡器和計(jì)算機(jī)之間的通信功能,并將RSA算法應(yīng)用于讀卡器讀寫(xiě)卡片,通過(guò)RSA數(shù)字簽名技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?.1.1 非接觸式IC卡的選擇 1、非接觸式IC的簡(jiǎn)介非接觸式IC卡又稱(chēng)射頻卡,由感應(yīng)天線和IC芯片

23、組成,并將它們封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的卡片。射頻卡是最近幾年發(fā)展起來(lái)世界上的一項(xiàng)新技術(shù),它成功的將IC卡技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái),克服了不接觸和無(wú)源這一難題,是電子器件領(lǐng)域的一個(gè)重大的突破。IC卡片在一定的距離圍接近讀寫(xiě)器的表面,通過(guò)讀寫(xiě)器發(fā)出的無(wú)線電波的碰撞與反碰撞來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。2、 非接觸式IC卡的分類(lèi)與選擇非接觸式IC卡又可分為:(1)射頻加密卡(RF ID)又稱(chēng)為ID卡,通過(guò)無(wú)線電波可以完成射頻卡的信息存取。主機(jī)和射頻之間沒(méi)有機(jī)械接觸點(diǎn),比如HID,INDARA,TI,EM等。大多數(shù)學(xué)校使用的飯卡(厚度比較大的),門(mén)禁卡,屬于ID卡。(2)射頻儲(chǔ)存卡(RF IC)又稱(chēng)為非接觸IC卡,

24、也是通過(guò)無(wú)線電來(lái)存取信息。射頻儲(chǔ)存卡利用的存儲(chǔ)卡的特點(diǎn),并在存儲(chǔ)卡基礎(chǔ)上增加了射頻收發(fā)電路,例如MIFARE ONE。城市早期使用的公交卡,學(xué)校使用的飯卡、熱水卡,屬于射頻存儲(chǔ)卡。(3)射頻CPU卡(RF CPU)又稱(chēng)為有源卡,它是利用了CPU卡的特性,增加了射頻收發(fā)電路。射頻CPU卡的所采用的集成電路中有微處理器(CPU)、存儲(chǔ)單元(ROM、RAM、FLASH、EEPROM)以與自己的操作系統(tǒng)。金融IC卡,大城市公交卡,以與極少數(shù)學(xué)校用的飯卡,屬于射頻CPU卡。在門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,本文將RSA算法應(yīng)用于門(mén)禁系統(tǒng)用戶的加密。智能IC卡需要將用戶信息通過(guò)RSA算法進(jìn)行加密,這就要求IC卡有實(shí)

25、時(shí)動(dòng)態(tài)隨機(jī)生成大素?cái)?shù)以與隨時(shí)改變加密密鑰的功能,所以必須選擇使用射頻CPU卡。2.1.2 射頻讀寫(xiě)芯片的選擇射頻模塊極其重要,是讀寫(xiě)器系統(tǒng)不可或缺的模塊之一。在門(mén)禁系統(tǒng)中,射頻模塊和智能IC卡進(jìn)行信息交互時(shí),根據(jù)射頻卡的不同類(lèi)型射頻讀寫(xiě)模塊采用的芯片也不同。由于Philips公司在智能卡行業(yè)的主導(dǎo)地位,射頻讀卡模塊也采用Philips公司生產(chǎn)頻率為13.56Mhz的射頻處理基站芯片開(kāi)發(fā)。表 2.1 非接觸式IC讀寫(xiě)芯片的選型型號(hào)最大工作距離(mm)主機(jī)接口ISO14443 AISO14443 BISO15693Mifare協(xié)議市場(chǎng)平均價(jià)格(元)MFRC5001008位并行YY15MFRC530

26、1008位并行SPIYY30MFRC5311008位并行SPIYYY30CLRC6321008位并行SPIYYYY40MFRC52280SPI、I2C、RS232YY10MFRC52380SPI、I2C、RS232YYY22SLRC4001008位并行Y23 根據(jù)表2.1所示,射頻讀卡芯片符合性能要求且價(jià)格適中的就是MFRC522射頻讀卡芯片,因此本文選擇使用MFRC522射頻讀卡芯片。2.1.3 控制器的選擇控制器的選擇從無(wú)操作系統(tǒng)角度主要分為單片機(jī)和ARM兩種類(lèi)型??梢源钶d操作系統(tǒng)的ARM處理器在功能上毋庸置疑比較強(qiáng)大,但由于ARM處理器開(kāi)發(fā)板比較昂貴,而單片機(jī)的調(diào)試仿真工具非常便宜且普遍

27、,從成本方面考慮,本文選擇采用單片機(jī)作為控制器。STC89C52作為學(xué)生比較熟悉的芯片,該單片機(jī)的部ROM為8KB,相比STC89C51多了4KB。又因?yàn)樗牟縍AM(256B)也比STC89C51單片機(jī)(128B)多了128B,這樣就盡可能不會(huì)引起存儲(chǔ)空間不足,不必進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)展,大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作,而且也減少了因擴(kuò)展存的成本價(jià)格;另一方面,STC89C52單片機(jī)擁有8個(gè)中斷源,3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,滿足使用需求,因此我選擇較為熟悉且簡(jiǎn)單的STC89C52芯片。2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.2.1 方案選擇方案選擇主要有聯(lián)網(wǎng)型和不聯(lián)網(wǎng)型。 聯(lián)網(wǎng)型:結(jié)構(gòu)圖如圖所示刷卡機(jī)N刷卡機(jī)刷卡機(jī)管理機(jī)計(jì)算機(jī)

28、圖 2.1 聯(lián)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)圖 聯(lián)網(wǎng)型門(mén)禁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn): (1)實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng) (2)刷卡成功后立即把卡信息傳輸?shù)诫娔X上; (3)便于查詢并能生成報(bào)表。 聯(lián)網(wǎng)型門(mén)禁系統(tǒng)的缺點(diǎn): (1)計(jì)算機(jī)要求24小時(shí)開(kāi)機(jī); (2)計(jì)算機(jī)或管理機(jī)萬(wàn)一有故障系統(tǒng)癱瘓; (3)有問(wèn)題影響面大。不聯(lián)網(wǎng)型門(mén)禁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):獨(dú)立的刷卡機(jī)就能自己工作,不需要很多布線,操作方便。不聯(lián)網(wǎng)型門(mén)禁系統(tǒng)的缺點(diǎn):不便于查詢。根據(jù)以上分析的結(jié)果,由于不聯(lián)網(wǎng)型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,制作實(shí)物方便,易操作,本文選擇了不聯(lián)網(wǎng)型。2.2.2 總體方案設(shè)計(jì)基于射頻識(shí)別的智能門(mén)禁系統(tǒng)具有高安全性和高智能性。它不需要他人的干涉就可以自動(dòng)、快速的執(zhí)行CPU對(duì)用戶身份的識(shí)別,并執(zhí)行

29、相應(yīng)的開(kāi)門(mén)、報(bào)警操作。本設(shè)計(jì)采用STC89C52作為主控芯片,而用MFRC522讀卡器模塊來(lái)讀取射頻卡的信息。當(dāng)有IC卡進(jìn)入到讀卡器讀卡的圍時(shí),經(jīng)過(guò)碰撞與反碰撞后就會(huì)讀取到相應(yīng)卡的序列號(hào),然后單片機(jī)根據(jù)得到的卡序列號(hào)做出其它的操作。若卡號(hào)正確則允許進(jìn)入,若卡號(hào)不存在則顯示該卡為非法卡,不允許進(jìn)入。還可以通過(guò)輸入密碼的方式進(jìn)入。本設(shè)計(jì)中對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)起著重要作用的存儲(chǔ)器采用AT24C02芯片,具有掉電也可以存儲(chǔ)卡號(hào)的優(yōu)點(diǎn),從而保證了系統(tǒng)的安全性。人機(jī)交互部分采用了LCD12864液晶屏顯示以與矩陣鍵盤(pán)操作。通過(guò)矩陣鍵盤(pán),可以用按鍵切換到注冊(cè)卡的模式,當(dāng)有卡進(jìn)入到讀卡器讀卡的圍時(shí),CPU就會(huì)讀取到相應(yīng)

30、卡的序列號(hào)信息,并根據(jù)得到卡的序列號(hào),將其存儲(chǔ)到AT24C02的芯片中去。還可以通過(guò)按鍵切換到刪除模式,當(dāng)有卡進(jìn)入到讀卡器讀卡的圍時(shí)就會(huì)讀取到相應(yīng)卡的序列號(hào),并將對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)在AT24C02的芯片中的該卡卡號(hào)刪除。此外,驅(qū)動(dòng)開(kāi)鎖電路用繼電器驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管表示,而報(bào)警器使用蜂鳴器表示。采用STC89C52自帶定時(shí)器控制時(shí)間,當(dāng)LED燈亮超過(guò)8秒時(shí),蜂鳴器報(bào)警,實(shí)現(xiàn)門(mén)超時(shí)未關(guān)報(bào)警。將連接P3.1口的導(dǎo)線接地,當(dāng)因破門(mén)而入而導(dǎo)致導(dǎo)線斷開(kāi),P3.1口由低電平轉(zhuǎn)為高電平,進(jìn)而蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警操作,實(shí)現(xiàn)破門(mén)而入報(bào)警功能。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2.2。處理器STC89C52MFRC522天線矩陣鍵盤(pán)破門(mén)報(bào)警復(fù)位電

31、路12864液晶EEPROMLED燈繼電器蜂鳴器圖 2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3 門(mén)禁系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本此硬件電路采用STC89C52單片機(jī)為控制核心,由MFRC522模塊讀出射頻卡信息,通過(guò)CPU在LCD12864上顯示,通過(guò)按鍵完成密碼驗(yàn)證和修改密碼的功能。3.1 微控制器STC89C52電路3.1.1 STC89C52簡(jiǎn)介STC89C52是80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容的51單片機(jī)產(chǎn)品。由于傳統(tǒng)的8051系列單片機(jī)只有128或256個(gè)字節(jié)RAM可用,對(duì)于工程量比較大的程序設(shè)計(jì)而言,存往往會(huì)不夠用。而STC89C52系列單片機(jī)擴(kuò)展了256個(gè)字節(jié)的RAM,由于這一特性,52單片機(jī)在應(yīng)用中漸漸取

32、代傳統(tǒng)51單片機(jī),而被廣泛應(yīng)用。STC89C52單片機(jī)還擁有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和全雙工UART串行通道、32個(gè)雙向數(shù)據(jù)I/O口線、支持在線SPI編程、8K字節(jié)在線可編程的Flash存儲(chǔ)器7 TAKE ZAWA,OSAMU. Solution to the illegal access in RFID. National Institute of Information and Communications TechnologyC.2005:268-302.。3.1.2 STC89C52主要特性(1) 與MCS-51兼容  (2) 壽命:1000次擦/寫(xiě) &#

33、160;(3) 據(jù)保留時(shí)間:10年  (4) 全靜態(tài)工作:0Hz-24Hz  (5) 512字節(jié)部RAM  (6) 32雙向數(shù)據(jù)I/O線  (7) 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器  (8) 5個(gè)中斷源  (9) 可編程串行通道  (10) 芯片自帶振蕩器和時(shí)鐘電路 3.1.3 STC89C52管腳說(shuō)明圖 3.1 STC89C52管腳圖 VCC:電源電壓。   GND:接地。  P0口:P0口是8位雙向I/O口,由

34、于部不提供上拉電阻,所以連接電路時(shí)需外接上拉電阻。P0口緩沖器能接受輸出8TTL門(mén)電流。  P1口:P1口是8位雙向I/O口,部提供上拉電阻。由于部上拉的緣故,P1口管腳寫(xiě)入“1”后,其管腳電平被上拉電阻拉高,此時(shí)管腳用作輸入。P1口被上拉電阻下拉為低電平時(shí),此時(shí)管腳作為將輸出電流端口用。  P2口:P2口是8位雙向I/O口,部提供上拉電阻。當(dāng)P2口被寫(xiě)入“1”時(shí),其管腳電平被上拉電阻拉高。P2口被上拉電阻下拉為低電平時(shí),此時(shí)管腳作為將輸出電流端口用。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí),P2口用來(lái)接收高八位地址和控制信號(hào)。 P3口:P3 口是一個(gè)具有部上拉電阻的8

35、 位雙向I/O 口,P3口緩沖器可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。對(duì)P3口管腳寫(xiě)入“1”時(shí),其管腳電平被上拉電阻拉高,此時(shí)可以作為輸入口使用。P3口也作為STC89C52的第二功能使用8 李大東. 時(shí)鐘控制信號(hào)源的設(shè)計(jì)J. 東南傳播,2010,4:34-36.。具體功能如表3.1所示:表 3.1 P3口功能表端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT1(外部中斷1)P3.4T0(計(jì)時(shí)器0)P3.5T1(計(jì)時(shí)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)RS

36、T:復(fù)位輸入,高電平有效。ALE/PROG:ALE是地址鎖存允許信號(hào)端,低電平有效。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。PORG為編程脈沖的輸入端。當(dāng)ALE/PROG接上低電平的時(shí)候,單片機(jī)對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取時(shí),用來(lái)鎖住地址線的低位地址。  /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間,每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。  /EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí),在此期間數(shù)據(jù)輸入都存入外部程序存儲(chǔ)器,不管部程序存儲(chǔ)器是否有空間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 XTAL1:外部時(shí)鐘工作電路的輸入

37、。  XTAL2:外部時(shí)鐘工作電路的輸出。3.1.4 STC89C52最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)是指單片機(jī)可以正常工作所采用的最少的元件組成的的系統(tǒng)。對(duì)本文所采用的STC89C52單片機(jī)來(lái)說(shuō),最小系統(tǒng)包括:?jiǎn)纹瑱C(jī)、復(fù)位電路和晶振電路。下面給出STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖:圖 3.2 STC89C52最小系統(tǒng)電路圖 (1)復(fù)位電路:?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位電路其實(shí)就相當(dāng)于電腦的重啟。當(dāng)電腦在使用過(guò)程中出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)時(shí),按下重啟鍵后,電腦部的程序就立即從頭開(kāi)始執(zhí)行,單片機(jī)也是同樣的效果。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)受到外界干擾或部程序錯(cuò)亂而出錯(cuò)時(shí),按下復(fù)位按鍵,部的程序就會(huì)立刻從頭開(kāi)始執(zhí)行。

38、單片機(jī)復(fù)位電路如圖3.2所示。 復(fù)位電路的工作原理非常簡(jiǎn)單,52系列單片機(jī)要想復(fù)位,只需要在其第9個(gè)引腳外接一個(gè)持續(xù)2us的高電平就可以實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)上電時(shí),系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次。當(dāng)復(fù)位鍵按下的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)再次復(fù)位。在運(yùn)行的系統(tǒng)中,可以控制其復(fù)位,依靠的是按鍵的斷開(kāi)和閉合。在硬件電路中,電容的大小選擇10uF,電阻選擇10k。根據(jù)公式,可以計(jì)算得到電容充電到電源電壓的0.7倍。由于單片機(jī)的電源是5V,所以充電到0.7倍,經(jīng)計(jì)算即為3.5V,故需要的時(shí)間是10K*10UF=0.1S。換句話說(shuō),在單片機(jī)啟動(dòng)的0.1S,電容兩端的電壓由0V變?yōu)?.5V,相對(duì)增加。這個(gè)時(shí)候,10K電阻兩端的電壓為從5

39、V變?yōu)?.5V,相對(duì)減少。所以在0.1S,RST引腳所接收到的電壓是5V變?yōu)?.5V。由于51單片機(jī)工作電壓為5V,又小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào),大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以,在開(kāi)機(jī)0.1S,RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右,單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。 在系統(tǒng)工作時(shí),單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后,電容兩端的電壓持續(xù)充電到5V。這時(shí),10K電阻兩端的電壓相當(dāng)于0V,RST引腳處于低電平,所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵被按下的時(shí)候,由于電容兩端產(chǎn)生一個(gè)回路,所以電容遭到短路,電容開(kāi)始釋放先前存儲(chǔ)的電量。隨著時(shí)間的推移,電容電壓在0.1S這個(gè)極短的時(shí)間,從5V逐漸釋放為1.5V。根據(jù)串

40、聯(lián)電路的原理,電壓為各處元件之和。所以此時(shí)的10K電阻兩端的電壓變?yōu)闉?.5V,或許更大。所以RST引腳又變?yōu)楦唠娖?,單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位。(2)晶振電路:晶振在電氣上可以等效為一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián),再串聯(lián)一個(gè)電容的二端口網(wǎng)絡(luò),它是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng)。從電工學(xué)角度來(lái)說(shuō),這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),其中較高的頻率是并聯(lián)諧振,較低的頻率是串聯(lián)諧振。這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏且驗(yàn)榫w自身的特性所導(dǎo)致的。在這個(gè)頻率圍,晶振等效為一個(gè)電感,因此只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容,它就可以組成并聯(lián)諧振電路。晶振振蕩電路大多數(shù)是在一個(gè)反相放大器的兩端接入晶振,再接入兩個(gè)一樣電容在晶振兩端。這兩個(gè)電容另一端

41、接地,電容串聯(lián)的容量值等于負(fù)載電容的值。如圖3.2所示:晶振是用來(lái)給單片機(jī)提供工作的信號(hào)脈沖,這個(gè)信號(hào)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。比如 24M晶振,單片機(jī)工作速度就是每秒24M。當(dāng)然,單片機(jī)的工作頻率是有圍的,不能太大,一般24M就不上去了,不然不穩(wěn)定。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生MCS-52單片機(jī)工作所必須的時(shí)鐘控制信號(hào),部電路在其控制下,嚴(yán)格地按時(shí)序指令工作。MCS-52單片機(jī)部有一個(gè)由高增益的反向放大器,它是用來(lái)構(gòu)成振蕩器的,方法是:將該高增益反向放大器的輸入端(XTAL1)和輸出端(XTAL2)跨接晶振后并連微調(diào)電容,然后接地,從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩電路,用于提供時(shí)鐘信號(hào)。電路中的微調(diào)電容通常選

42、擇為30pF左右,該電容的大小會(huì)對(duì)振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性產(chǎn)生影響。晶體的振蕩器選擇頻率為12MHz的晶振。3.2 射頻讀寫(xiě)芯片MFRC5223.2.1 MFRC522簡(jiǎn)介射頻讀寫(xiě)芯片MFRC522,它是由NXP半導(dǎo)體公司生產(chǎn)。MFRC522芯片應(yīng)用于1356 MHz的非接觸式射頻讀寫(xiě)芯,它具有功耗低、封裝小和集成度高等特點(diǎn)。MFRC522讀寫(xiě)芯片采用比較先進(jìn)的調(diào)制和解調(diào)技術(shù),完全支持1356 MHz下所有類(lèi)型的被動(dòng)非接觸式通信方式,而且也支持ISO/IEC1443A的多層應(yīng)用協(xié)議。芯片部的發(fā)送器可以驅(qū)動(dòng)讀寫(xiě)器天線與ISO/IEC14443A型卡和應(yīng)答機(jī)之間的通信,而接收

43、器提供非常有效的調(diào)制和解調(diào)電路,主要用于處理ISO/IEC14443A兼容的應(yīng)答器信號(hào)。MFRC522在系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程如下:MFRC522與單片機(jī)STC89C52之間采用SPI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,通過(guò)單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制命令實(shí)現(xiàn)ISO/IEC14443協(xié)議的所有操作。起初,STC89C52單片機(jī)將對(duì)MFRC522芯片進(jìn)行復(fù)位操作,然后開(kāi)啟天線,設(shè)置初始化寄存器值;之后,MRFC522開(kāi)始進(jìn)入命令接收狀態(tài),STC89C52開(kāi)始按照ISO/IEC14443協(xié)議的流程發(fā)送尋卡、防沖撞、選卡、密鑰校驗(yàn)和讀寫(xiě)卡操作的命令,完成對(duì)射頻卡的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作。3.2.2 MFRC522特性(1)高集成度的調(diào)制解調(diào)電

44、路(2)支持MIFARE和ISO/IEC14443 TYPE A 通信協(xié)議(3)支持多種工作頻率在13.56MHz的射頻卡的信息讀寫(xiě) (4)支持在線SPI編程 (5)雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾矢哌_(dá)424kbit/s(6)64字節(jié)的發(fā)送和接收緩沖區(qū) (7)靈活的中斷模式(8)可編程定時(shí)器 (9)部振蕩器,晶振頻率為 27.12MHz  (10)采用相互獨(dú)立的多組電源供電,提高工作的穩(wěn)定性與安全性 (11)采用發(fā)送器掉電、硬件掉電和軟件掉電3種節(jié)電模式9 丁俊東. 基于ZigBee技術(shù)的不停車(chē)收費(fèi)車(chē)載設(shè)備的設(shè)計(jì)D. 南京:南京

45、理工大學(xué),2009.3.2.3 MFRC522 管腳圖圖 3.3 MFRC522引腳圖3.3 LCD12864液晶屏3.3.1 LCD12864簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD12864自帶中文字庫(kù),它是一種具有2 線/3 線串行、4 位/8 位并行的多種接口方式,顯示分辨率為128×64。LCD12864 置8192 個(gè)漢字和128 個(gè)ASCII 字符集。用戶可以利用該模塊簡(jiǎn)單、方便的操作指令以與靈活的接口方式實(shí)現(xiàn)全中文人機(jī)交互圖形界面,并且可以顯示8×4 行的16×16 點(diǎn)陣的漢字。選擇LCD12864液晶同同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣類(lèi)液晶相比,不論顯示程序還是硬件電路的結(jié)構(gòu)都要簡(jiǎn)單的多,并

46、且LCD12864的價(jià)格也低于其它一樣點(diǎn)陣的圖形液晶10 趙定遠(yuǎn). 點(diǎn)陣圖形液晶模塊接口設(shè)計(jì)J. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2008,4:38-40. 。3.3.2 LCD12864基本特性(1)低電源電壓(2)顯示分辨率:128×64點(diǎn) (3)置漢字字庫(kù),提供8192個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選) (4)置128個(gè)16×8點(diǎn)陣字符 (5)2MHZ時(shí)鐘頻率 (6) 顯示方式:STN、半透、正顯 (7) 驅(qū)動(dòng)方式:1/32DUTY,1/5BIAS (8) 視角方向:6點(diǎn) (9) 背光方式:側(cè)部

47、高亮白色LED,功耗僅為普通LED的1/51/10 (10) 通訊方式:串行、并口可選11 錢(qián)瑩晶 . 基于MAX262的程控濾波器的設(shè)計(jì)J. 懷化學(xué)院學(xué)報(bào), 2008,6:24-27. 3.3.3 LCD12864引腳說(shuō)明表 3.2 12864引腳功能管腳號(hào)管腳名稱(chēng)方向管腳功能描述1VSS-電源地2VCC-電源正3VO-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS(CS)H/L并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào);5R/W(SID)H/L并行的讀寫(xiě)選擇信號(hào);6E(SCLK)H/L并行的使能信號(hào);7DB0H/L數(shù)據(jù)08DB1H/L數(shù)據(jù)19DB2H/L數(shù)據(jù)210DB3H/L數(shù)據(jù)311D

48、B4H/L數(shù)據(jù)412DB5H/L數(shù)據(jù)513DB6H/L數(shù)據(jù)614DB7H/L數(shù)據(jù)715PSBH/L并串行選擇口16NC-空腳17RESETH/L復(fù)位端,低電平有效18NC-空腳19AVDD背光源正端(+5V)20KVSS背光源負(fù)端(-0V)LCD連接電路中,兩側(cè)1、2和20、19腳分別接地和+5V。V0引腳為驅(qū)動(dòng)電壓輸入端口,與一個(gè)滑動(dòng)變阻器連接,這樣便可以通過(guò)調(diào)整滑變進(jìn)而改變V0端輸入電壓,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD液晶屏對(duì)比度的調(diào)整,它決定了LCD能否正常顯示數(shù)據(jù)與顯示的效果。3.3.4 LCD12864與89C52連接電路圖圖 3.6 LCD12864與89C52連接電路圖3.4 蜂鳴器電路與LE

49、D燈電路3.4.1 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)一般來(lái)說(shuō),聲音的頻譜圍為幾十到幾千赫茲。如果能利用這一特性,通過(guò)程序控制單片機(jī)的某個(gè)端口線的“高低”電平,則在該端口線上就可以產(chǎn)生一定頻率的矩形波。接上喇叭后,就可以發(fā)出一定頻率的聲音信號(hào)。如果再利用延時(shí)程序來(lái)控制“高低”電平的持續(xù)時(shí)間,這樣就可以改變輸出的頻率,使喇叭發(fā)出不同的聲音。本次使用的蜂鳴器的型號(hào)為GPC1407YB,電壓為325Vp-p,靈敏度為min 75 dB。它可以在5V工作電壓下工作,IO口輸出后外接一個(gè)1K的電阻,再連接到PNP型三極管的基極。蜂鳴器負(fù)極接地,三極管集電極接蜂鳴器的正極。如圖3.7所示:圖 3.7 蜂鳴器電路圖3.4.2

50、LED燈電路設(shè)計(jì) 本文用LED燈的亮滅來(lái)當(dāng)做門(mén)是否關(guān)閉,燈亮表示門(mén)開(kāi),燈滅表示門(mén)關(guān)。電路圖如下所示:圖 3.8 繼電器控制LED燈電路圖P3.6口連接LED燈,通過(guò)程序控制高低電平,進(jìn)而繼電器工作,實(shí)現(xiàn)LED燈的亮滅。繼電器是一種具有輸入回路和輸出回路的電子控制器件,通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。它實(shí)際上是一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”,用較小的電流去控制較大電流。在線圈引出腳兩端加上電壓或電流時(shí),線圈的激磁電流就會(huì)產(chǎn)生磁通,磁通通過(guò)磁路后在工作氣隙產(chǎn)生電磁吸力。激磁電流上升到特定值時(shí),電磁吸力矩就會(huì)克服動(dòng)簧的反力矩,然后銜鐵轉(zhuǎn)動(dòng),從而推動(dòng)片推動(dòng)動(dòng)簧,最終實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)閉合,此時(shí)LED亮起;當(dāng)激磁電流減小到特定值時(shí),

51、電磁吸力矩小于動(dòng)簧反力矩之后,銜鐵回到初始狀態(tài),接觸點(diǎn)不接觸,LED燈熄滅。4 門(mén)禁系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)語(yǔ)言選擇軟件設(shè)計(jì)方法主要有三種:(1) 模塊化程序設(shè)計(jì),其中心思想是要把一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序按其整體功能劃分為各個(gè)相對(duì)獨(dú)立的程序模塊,各模塊可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試,然后再組成在一起聯(lián)調(diào),最終成為一個(gè)功能完整的程序。(2) 自頂向下逐步求精的程序設(shè)計(jì),要求從系統(tǒng)級(jí)的主程序開(kāi)始,先解決全局問(wèn)題,然后層層細(xì)化逐步求精,最終完成一個(gè)復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)。(3) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),它是一種比較理想的程序設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)編程過(guò)程中對(duì)程序進(jìn)行適當(dāng)限制,這樣之后便可使程序上下文與執(zhí)行流程

52、保持一致。由于本次系統(tǒng)被分為幾個(gè)模塊,因此本文使用模塊化程序設(shè)計(jì)方法。單片機(jī)控制軟件通常都采用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。匯編語(yǔ)言作為面向底層的低級(jí)語(yǔ)言,程序執(zhí)行速度最快,代碼所占空間小,比較適用于驅(qū)動(dòng)程序、小容量的程序或是要求執(zhí)行速度快的程序中。而C語(yǔ)言由于其程序庫(kù)支持豐富、移植性高、結(jié)構(gòu)化好等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用12 潘海軍. 基于射頻識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)D. 長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2007.8.附 錄 A 外文翻譯The  Access  control  systemAccess control system

53、60;is widely used  in recent years and it is one of the high-tech and safety equipment , has become one of the intelligent signs of modern architecture. Access&

54、#160;control , the export and the entrance control system, is to control the export and entrance channel system. Access control system is developed on the basis of t

55、he traditional locks (Entrance Guard/Access Control in English). Access control is, in reality, an everyday phenomenon. A lock on a car door is essentially a form of 

56、;access control. A PIN on an ATM system at a bank is another means of access control. Bouncers  standing in front of a night club is perhaps a more pr

57、imitive mode of access control (given the evident lack of information technology involved). The possession of access control is of prime importance when persons seek to s

58、ecure important, confidential, or sensitive information and equipment .Item control or electronic key management is an area within (and possibly integrated with) an access control&

59、#160;system which concerns the managing of possession and location of small assets or physical (mechanical) keys. Physical access by a person may be allowed depending on 

60、payment, authorization, etc. Also there may be one-way traffic of people. These can be enforced by personnel such as a border guard, a doorman, a ticket checker, etc

61、., or with a device such as a turnstile. There may be fences to avoid circumventing this access control. An alternative of access control in the strict sense (physically controlling access itself) is a system of checking authorized presence, see e.g. Ticket controller (transportation). A variant is exit control, e.g. of

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