无线遥控式IC卡门禁系统研制报告

1、无线遥控式IC卡门禁系统研制报告一、项目研究历史背景经过十几年的发展，门禁产品在功能开发与市场应用中都已相当成熟。相关企业正逐渐把目光转向如何提高门禁控制系统的附加值上，希望通过门禁系统与其他系统的整合产生更多的功能。在此趋势中，门禁系统整合成为众多门禁厂商关注的热点。1 中国2009-2012年门禁系统市场规模如表1所示。2表1 中国2009-2012年门禁系统市场规模年份2009年2010年2011年2012年市场规模38.4亿46.39亿50.69亿58亿2012-2016年门禁系统项目商业计划书数据显示：2011年，国内门禁一卡通市场及相关配套产业链规模猛增达到了160亿元左右2，门禁

2、产品销售在各行业的发展也出现大幅增长；2011年根据国内主流门禁厂家业绩显示，各厂家营业收入平均增长超过45%-50% 1，国内门禁一卡通二线品牌营销比例增长迅速，部分二线品牌企业的销售规模突破历史销售高位。在政府对大型基建项目的不断扩大投入和行业市场的迅猛发展下，2012年国内门禁系统产品销售市场规模趋势预测达到了58亿元2，年增长约为35% 3，此外，预期2012年门禁一卡通及相关配套工程产业链规模将进一步创造历史新高。IC卡门禁系统适用范围广，所以在生产生活领域上得到了充分的利用。IC卡门禁系统仍存在一些可以通过IC卡门禁系统与其他系统的整合，从而达到在其原有的基础功能上增加一些额外的功

3、能，能够给用户带来更多的便捷。二、方案设计1、设计要求设计一个无线遥控式IC卡门禁系统，通过无线遥控模块、IC卡读写模块和磁力锁门锁模块三个系统的整合，使IC卡门禁系统功能功能多样化，提高人民生活的便捷性，具有社会应用价值。2、设计方案无线遥控式IC卡门禁系统，就是在IC卡门禁系统与无线遥控系统整合，综合了它们两个基础功能上达到无线遥控的IC卡门禁系统。无线遥控IC卡门禁系统不仅可以通过IC卡在读卡器出，通过刷卡的方式打开门锁，也可以在室内的某处通过无线遥控装置打开门锁。具体控制原理图由图1所示。图1 无线遥控式IC卡门禁系统系统设计方案框图三、电路设计1、电路工作原理以单片机为核心，通过控制

4、磁力锁电源的通断来实现对磁力锁开关的控制，图2为系统组成框图，图3为电路原理图。图2 系统组成框图图3 电路原理图单片机：如图4所示，AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器，器件采用AEMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。图4 单片机内部结构磁力锁：其利用电生磁的原理，当电流通过硅钢片时，电磁锁会产生强大的吸力紧

5、紧的吸住吸附铁板达到锁门的效果。只要小小的电流电磁锁就会产生莫大的磁力，控制电磁锁电源的门禁系统识别人员正确后即断电，电磁锁失去吸力即可开门。磁力锁电路结构如图5所示。图5 磁力锁电路结构接触式IC卡：IC卡是集成电路卡（Integrated Circuit Card）的简称，是镶嵌集成电路芯片的塑料卡片，其外形和尺寸都遵循国际标准（ISO/IEC 7816，GB/T16649）。芯片一般采用不易挥发性的存储器（ROM、EEPROM）、保护逻辑电路、甚至带微处理器CPU。28C16A型号的EEPROM引脚分布如图6所示。图6 EEPROM引脚分布2、程序设计程序设计思路如下图6 系统流程图四、

6、产品制作先在PROTEL中绘制PCB板，然后在实验室制作PCB板，最后对PCB板的表面进行处理。本产品所用元器件见表2： 表2 安装元器件表符号型号符号型号R1、R2、R16100R9、R14、R15200R13470R5750R6、R8、R111KR3、R4、R7、R10、R1210KY112MC3、C433PfC822uFC1、C2104PfQ29013Q1、Q35401CZ1PAM3105CZ3PAM3115CZ2SWITCHD3红色LEDD2黄色LEDD4、D5绿色LEDU1STC12LE2052ADU2继电器在安装元器件时我秉着以下几个原则:为避免因元器件发热而减弱铜箔对基板的附着力

7、，并防止元器件的裸露部分同印制导线短路，安装时元器件应离开面板约12mm。装配时，应该先安装那些需要机械固定的元器件，在此装置中如稳压管、中心芯片插座。各种元器件的安装，应该使它们的标记（用色码或字符标注的数值、精度等）朝上面或易于辨认的方向，并注意标记的方向一致（从左到右或从上到下）。安装元件应与焊接同步进行操作。焊接是制造电子产品的重要环节之一，如果没有相应的工艺质量保证，任何一个设计精良的电子装置都难以达设计指标。因为是在实验室设计产品，不能像PCB加工厂那样在板子上镀锡，所以我在线路板上涂了酒精松香水，这样有助于焊接。在这里，我用35W的圆斜面外热式烙铁对线路板进行焊接。焊接共分为以下

8、五个操作步骤12：准备施焊左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并且表面镀有一层焊锡。加热焊件烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约位12S。在对于印制板器件来说，要注意使烙铁头同时接触焊盘和元器件的引线。送入焊丝焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意不要把焊锡丝送到烙铁头上。移开焊丝当焊丝熔化一定量以后，立即向上45度方向移开焊丝。移开烙铁焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45度方向移开烙铁，结束焊接。五、总 结该项目从我大一下学期开始探寻方案，一直到大三才完成本项目的制作，在这一段时间内利用课余时间积极思考、勇

9、于探索，制作初期我和组员调查国内外IC卡门禁系统的相关资料，和老师一起开了多次讨论会议，经过两周的时间终于确定了本课题的可行性与研究方法并提出了初步的设计方案。确立方案之后我和我的组员利用课余时间扎根创新实验室不断地查阅资料、无数次的进行试验测试，在此过程中，我初步掌握了做科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了良好的基础。对于打算以后从事电子方面工作的我来说，这是一次很好的锻炼。首先，通过这次课外创新项目设计使我了解了科技论文的写作规范及应注意的问题，同时提升了写作能力。其次，对相关科技论文的检索，使我懂得了，科技制作都是需要有科学依据的，科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。明白了运

10、用自己已有知识是一项必备的能力。第三，产品的制作与调试，在本项目设计过程中，遇到了很多不曾遇到过的难题，在老师的指导和鼓励下，经过多次的测试，比较，验证，将一个个模块组合在一起，最后完成了整个产品的制作。这中间充满了心酸与汗水。通过这次制作，初步知道了，一个产品的制作流程。为我步入社会，走向工作，提供了良好的基础。 这次制作的无线遥控式IC卡门禁系统，基本达到了当初的目标。此模块不仅具有IC卡门禁系统的原有功能，也有无线遥控功能，达到了预期的功能要求，具有社会应用价值。参考文献1 2 2012年版门禁系统项目商业计划书.3 4江世明.基于PROTEUS的单片机应用技术.电子工业出版社

11、.2009.65巴丽.单片机C语言编程及其应用.清华大学出版社.2009.126楼然苗.单片机课程设计指导，北京航空航天大学出版社，2007年7月7江世明.基于PROTEUS的单片机应用技术，电子工业出版社，2009年6月8贾东耀 曾智刚 等电梯系统LED点阵显示模块的设计，电子产品世界.2002.000(10B)9贾东耀 汪仁煌LED显示屏动态显示和远程监控的实现，国外电子元器件.2002.000(009)10贾东耀 曾智刚 等智能仪表LDE点阵显示模块的设计，电测与仪表.2002.039(007)11何井彪 任景龙LED点阵式实时参数显示屏设计，热电技术.2001.000(004)12何立

12、民.单片机高级教程北京航空航天大学出版社，2004年7月13张碃武.单片机系统的PROTEUS设计与仿真，电子工业出版社，2007年4月14汪清明LED点阵显示牌的设计与动态显示控制，微计算机信息.2001.000(008)15王宏民LED点阵显示屏驱动方案，黑龙江电子技术.1999.000(005)16赵广林.看图快速学会PROTEL 99SE电路板设计与制作,电子工业出版社,2009年2月1718附1：程序源代码#include "config.h"#include "I2C.h"#include "keyscanfdrive.h"

13、;sbit BEEP = P37;sbit DOOR = P20;uint8 InterFlag; /中断标志uint8 FLAG; /门锁当前状态uint8 LASTFLAG = 0; /门锁前一状态uint8 Key; /按键按下标志void TimeInit0(void);void AlertHandle(void);void KeyHandl(uint8 *KeyData);/* 功能 ： 主函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void main(void) uint8 KeyValue;TimeInit0(); /定时中断初始化OPEN_INTER(); /开中断while(1) i

14、f(InterFlag) InterFlag = 0; / 清中断标志 Write_One_Byte(1,7); /ADD0写入数据 DELAY_IIC(50); GetKey(&KeyValue); /获取按键值 KeyHandl(&KeyValue); /处理按键值 AlertHandle(); /报警处理PCON = 0x01; /进入空闲模式/* 功能 ： 定时器0初始化 入口参数 ： 出口参数 ：*/void TimeInit0(void) TMOD |= 0x01; TH0 = (65536-20000)/256; TL0 = (65536-20000)%256;

15、TR0 = 1; ET0 = 1; /* 功能 ： *定时器0中断函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void TimeInter0(void) interrupt 1 TH0 = (65536-20000)/256; TL0 = (65536-20000)%256; InterFlag = 1;/* 功能 ： *按键处理函数 入口参数 ：按键数据 出口参数 ：*/void KeyHandl(uint8 *KeyData) switch(*KeyData) case KEY_VALUE_1 &KEY_DOWN: Key = 1; break; case KEY_VALUE_1 &

16、;KEY_UP: Key = 0; break; default : break; /* 功能 ： *报警处理函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void AlertHandle(void) uint8 BEEP_TIME; if(7 = Read_One_Byte(1) | Key = 1) /判断是否有开门指令产生 FLAG = 1; else FLAG = 0; if(FLAG) /如果开门指令产生 if(LASTFLAG = 0) /判断上次门是否打开 BEEP_TIME = 5; /前一门的状态是关上门铃响100ms else /否则门铃不响 BEEP_TIME = 0; DOOR

17、= 0; /门打开 else / 门关上，门铃不响 BEEP_TIME = 0; DOOR = 1; BEEP = 1; if(BEEP_TIME)/门铃响的次数计数 BEEP_TIME-; BEEP = 0; else BEEP = 1; LASTFLAG = FLAG; /存储上一次门的状态#include "I2C.h"#define DELAY_IIC_TIME 60 #define TRUE 1#define FALSE 0sbit SCL=P10;/时钟线sbit SDA=P11; /数据线/* 功能 ： *I2C读写延时函数 入口参数 ： t 出口参数 ：*/

18、void DELAY_IIC(unsigned int t)while(t!=0)t-;/* 功能 ： *I2C总线开始函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void I2C_Start(void)SDA=1;SCL=1;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SDA=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SCL=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);/* 功能 ： *I2C总线停止函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void I2C_Stop(void)SDA=0;SCL=1;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SDA=1;DEL

19、AY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SCL=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);/* 功能 ： *I2C总线停止函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void Send_0(void)SDA=0;SCL=1;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SCL=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);/* 功能 ： *I2C总线停止函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void Send_1(void)SDA=1;SCL=1;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);SCL=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);/*

20、功能 ： *I2C总线停止函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/bit Check_Acknowledge(void)SDA=1;SCL=1;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME/2);F0=SDA;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME/2);SCL=0;DELAY_IIC(DELAY_IIC_TIME);if(F0=1)return FALSE;return TRUE;/* 功能 ： *I2C写一字节函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/void WriteI2CByte(unsigned char b)char i;for(i=0;i<8;i+)if(b<&

21、lt;i)&0x80)Send_1();else Send_0();/* 功能 ： *I2C读一字节函数 入口参数 ： 出口参数 ：*/unsigned char ReadI2CByte(void)unsigned char b=0,i;for(i=0;i<8;i+)SDA=1; SCL=1; DELAY_IIC(10);F0=SDA;DELAY_IIC(10);SCL=0;if(F0=1)b=b<<1;b=b|0x01;elseb=b<<1;return b;/*以下为读写24c02的函数*/void Write_One_Byte(unsigned ch

22、ar addr,unsigned char thedata)bit acktemp=1;I2C_Start();WriteI2CByte(0xa0);acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(addr);acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(thedata);acktemp=Check_Acknowledge();I2C_Stop();unsigned char Read_One_Byte(unsigned char addr) bit acktemp=1;unsigned char mydata;I2C_St

23、art();WriteI2CByte(0xa0);acktemp=Check_Acknowledge();WriteI2CByte(addr);acktemp=Check_Acknowledge();I2C_Start();WriteI2CByte(0xa1);acktemp=Check_Acknowledge();mydata=ReadI2CByte();acktemp=Check_Acknowledge();return mydata;I2C_Stop();#include "KeyScanfDrive.h"uint8 KeyScanf(void)if(io_Key_1

24、 = 0)return KEY_VALUE_1;if(io_Key_2 = 0)return KEY_VALUE_2;if(io_Key_3 = 0)return KEY_VALUE_3;if(io_Key_4 = 0)return KEY_VALUE_4;else return KEY_NULL; /键盘处理函数void GetKey(uint8 *KeyValue) static uint8 s_u8KeyStatue = KEY_STATUE_INIT,s_u8LastValue = KEY_NULL,s_u8KeyTimeCount = 0;uint8 KeyTemp;KeyTemp = KeyScanf();switch(s_u8KeyStatue)case KEY_STATUE_INIT: if(KEY_NULL != KeyTemp) s_u8KeyStatue = KEY_STATUE_WOBBLE; s_u8LastValue = KeyTemp; break;case KEY_STATUE_WO