【RFID智能门锁系统设计与实现8200字（论文）】

RFID智能门锁系统设计与实现摘要随着社会经济发展和高新技术的飞速发展，射频识别技术越来越广泛地应用于物流外，信息内容和资产等各个领域，并且以前所未有的速度发展。速度，引起了我们国家的极大关注包，货运物流。特别是在真实身份识别和智能安全领域。作为智能建筑的关键模块，门禁系统越来越受到关注。门禁安全智能管理系统是一种新型的智能安全智能管理系统，集全自动识别技术和现代安全工作对策于一体。可以以合理的方式管理访问控制系统。门的打开和关闭可以对人员进出进行监督和管理方法。根据RFID门禁系统，它基于频繁开张的IC卡的标识，确保这些具有相应有效证件的人员可以随意进出，并阻止外来务工人员或无法出示其证件的人员进入。还有一些使用生物识别技术的访问控制，可以基于对身体某些位置的识别（例如眼睛，指纹识别）来确定该人是否已被授权。这种访问控制系统的相对射频识别系统软件的安全性能得到了很大的提高，但是其成本较高，并且在日常生活中并未得到广泛的应用。文章从门禁技术的发展出发，首先介绍了射频识别技术的概念、分类及工作原理，然后介绍了本次使用的射频芯片2本RFID系统设计可分为硬件部分和软件部分。硬件部2频识别模块为核心，结合主控模块Arduino设计系统的外围硬件电路，实现对射频卡的控制与之间的互通软件部分采用C语言进行系统的下位机程序的开发，完成与IC卡之间的通信，实现数据交换功能。关键字：射频识别，门禁系统，2，Arduino目录TOC\o"1-3"\h\u第1章绪论 第1章绪论课题研究的背景及意义电子出入门，什么时候允许某些人出入，拒绝某些人出入，在什么情况下应该报警，并记录人员出入状态，是电子出入门最基本的功能控制。电子访问控制的发展趋势是随着人类社会的发展而发展的。从远古时代开始，随着相对剩余价值的创造，每个人都拥有自己的资产，有些人贪图别人的资产并进行盗窃等犯罪行为，立即损害了每个人的资产甚至人身安全。为了更好地保护自己的资产免遭他人侵害，每个人都使用木棍或绳索来锁定防盗，访问控制系统也紧随其后。-。随着社会发展的趋势和每个人的安全防护意识的提高，产生了防盗锁机器设备，例如挂锁和插芯锁-。随着社会经济发展的趋势，大城市的面貌发生了巨大变化。摩天大楼越来越多，安全风险也越来越大。发生了涉及新技术的大量非法犯罪，其中每一项都立即受到威胁。人身安全和财务安全。仅仅依靠传统的防盗锁和防撬门是不够的。不时出现“智能门禁系统系统软件”。智能门禁系统的系统软件是房屋关键安全通道的一种管理方法。在登机口，电梯轿厢和工作人员经常或紧急旅行的其他区域安装操作设备，例如SD卡读卡器，计算机键盘等。如果工作人员要进入，他们必须持有卡并输入正确的付款密码。据此，安全系数大大提高。传统的机械门锁只是简单的机械设备，无论整体设计效果如何，原材料多么坚固。人们总能通过各种手段把它打开。在小区等人流量大的地方由人来充当保安控制和监控人员流动更是实际意义不大。智能化门禁管理方便了内部管理，而且比传统的门禁系统的安全性更高。基于RFID技术的门禁系统作为智能门禁系统中的“骨干”,已经成为一项先进的高科技技术防范和管理手段，在一些经济发达的国家已经广泛应用于科研、工业、博物馆、酒店、商场、医疗监护、银行、监狱等，已成为安防技术重点研究和开发的方向。课题研究现状国内研究现状RFID技术于1994年进入我国，带动了RFID技术在我国的应用改革。在中国，其主要用途越来越广泛，涉及交通，大型购物中心，金融机构和货运物流等多个行业。智能门禁系统是关键组成部分之一。中国公司从事带门电子门禁的好一头，捷顺，北京青云等企业。在技​​术层面上，现阶段我国也有很多制造商，它们在国外模仿优秀的电子门禁，但是制造IC卡和SD卡读卡器的核心技术被欧洲国家和一些东南亚国家所垄断，并且真的新兴。唯一批量生产的制造商是英国；法国和美国位居第二。尽管中国已经实施了“金卡项目”，并且实际上正在开发非接触式IC卡的技术，但是基于射频识别技术的智能门禁系统软件的应用仍处于中国的发展趋势，因此射频识别在电子访问控制级别，技术的基本理论和实际应用是科学研究的重中之重。-。在促进所有智能家居行业的集成，数字化和智能化之后，2005年的访问控制系统领域是逐步完善的一年。随着我国房地产业的发展趋势，智能建筑的发展和智能社区安全保护的发展，门禁系统的主要用途得到了进一步的扩展。2006年的访问控制系统领域是快速发展的一年。2006年，双系统总线的通信方法，指纹识别等生物识别设备的集成管理方法以及DVR系统软件的集成成为门禁系统。另外，随着生物识别技术的飞速发展，其识别率和识别准确性的提高，以及每个人对本产品的进一步掌握，如果价格要素能够保持在每个人都能接受的范围内，其技术应用前景可能非常广泛。国外研究现状欧美国家电子门禁销售市场的发展趋势一直在改善，产业链中的责任分工得到优化，在国外市场中占有很大的市场份额。具有海外电子门禁专业知识的知名品牌包括英国Bert（HID），Westinghouse（WSE），LuoOpo（NTK），非洲的DDS，美国的Jibao和其他知名品牌。非接触式IC卡在当今社会的主要产品是PhiliPs的Miafer技术，该技术已被制定为国家标准150/IEC14443TypeA规范。一些欧洲IC卡和SD卡读卡器制造商大多使用自己的基于Mifare技术的IC卡。随着工业发展的兴起，大公司由于其雄厚的资金，卓越的技术，销售市场定位和技术专长而逐渐被垄断。销售市场已逐渐被垄断。大型公司正在变得越来越大，而中小型公司正在变得越来越大。企业被淘汰或合并。从现阶段世界上电子门禁前端输出设备的水平和发展前景来看，尽管IC卡和荣查IC卡在电子门禁的使用方面也占有部分销售市场，发展趋势，除酒店锁外，IC卡和融闸IC卡也已逐步撤出门禁市场。飞利浦企业版的MifareIC卡产品系列分为三类：MifareStandard，Mifarelight，MifarePLUS（第一代）和MifarePRO（第二代）。最近，发布了一种新型的Mifare卡，即具有512字节EepRO的Mifareultralight非接触式IC卡，M专门用于火车票系统软件。该卡的主要特点是股票交易时间仅为31.2ms，比其他人要好。Mifare卡要短得多-。门禁系统发展趋势[4]在这个阶段已经占据了大约90％的销售市场。尽管生物识别技术的安全系数可能更高，但其高昂的价格阻止了它进入每个人的日常生活。信用卡和SD卡读卡器占非接触式IC卡电子门禁总销售额的30％以上。东芝的MMifare卡是现阶段中国市场上最关键的产品-。RFID技术以其更快的响应时间和更高的频率已成为当前的时尚趋势。中国电子访问控制的未来发展前景基于大空间IC卡，开放的安全通道，管理系统，传统的电子访问控制以及LAN/WAN网络安全管理，这是真正完成的所有功能，多合一卡系统。尽管如此，许多制造商仍认为，盲目追求新技术的完美应用并完成多合一卡的核心概念不会在特定应用中取得成功。相反，这将导致资产消耗和所有系统软件的不稳定。因此，目前我国市场上的多合一卡法规还不是很规范，因此每个人都必须共同制定法规以促进该领域的发展趋势-。[4]课题设计任务智能门禁系统控制系统的设计分为两部分：现场硬件配置系统软件和系统软件。硬件配置系统软件包括射频系统软件外围电路的设计方案；系统软件包括非接触式IC卡读写能力程序流程，LCD显示程序流程，登录密码认证和重置程序流程的设计计划编写。根据RFID射频识别技术的技术性质，该电子门禁可以完成IC卡识别，显示IC卡信用卡号以及执行登录密码验证和重置密码的功能。论文结构第1章：简要概述了课题研究现状、课题研究的相关内容和论文主要结构。第2章：介绍基于RFID技术的门禁系统理论基础。第3章：基于RFID技术的门禁系统硬件设计第4章：基于RFID技术的门禁系统软件设计。

第2章基于RFID技术的门禁系统理论基础射频识别技术概述射频识别技术RFID（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术是一种自动检索技术，在1980年代逐渐成熟。它使用射频信号根据室内空间耦合（或者改变电磁场或磁场）来完成非触摸信息。提供并实现基于传输信息内容识别目的地的技术。射频识别技术是无线通信识别的总称。它来自通信网络的技术性质。它集成了现代计算机智能控制系统，智能识别和其他高科技技术，满足了移动电子商务，公路运输和物流信息管理的发展趋势。它是当今最受关注的技术之一。RFID技术具有非接触，全过程全自动识别，不易破坏，高速健身运动物体识别，大量数据和信息存储等优点，极大地加快了采集和解析的速度。相关信息内容。在过去的几年中，出现了非常迅速的发展趋势-。射频识别技术的分类RFID系统软件的主要分类方法如下：根据系统软件选择的不同频率，可以将其分为低频系统软件和高频系统软件。低频系统软件的输出功率通常低于30MHz。典型的输出功率为：125KHz，13.56MHz等。其基本特性是成本较低，rfid标签中存储的信息较少以及磁感应范围较小（微波传感器状态，仅当SD卡读卡器之间的距离时才可用磁感应）。并且SD卡读卡器约为10厘米），rfid标签的外观设计多种多样（卡形，环形，笔形），不适合高速运动的物体等。高频系统软件的输出功率通常超过400MHz。典型的工作频率范围包括：915MH-z5800MHz等。它的基本特征是rfid标签和读取软件的成本相对较高，徽标中存储的信息量很大，并且磁感应距离很远（可以达到十米以上），外观设计通常是卡形的，并且物体具有良好的运动特性-。根据感应卡是否具有可充电电池，可以将其分为微波传感器系统软件和数字功率放大器系统软件。数字功率放大器系统软件中的rfid标签配备了可充电电池，通常阅读物品之间的距离较远，使用寿命取决于电池的功率。微波传感器系统软件的rfid标签中没有可充电电池，并且识别距离通常很短。但是，与数字功放系统软件相比，办公环境不高，使用寿命长。根据工作方式的不同，可以分为主动式和主动式。主动系统软件主要用于有障碍物的应用，距离较长（最长30米）；主动系统软件主要用于门禁系统或交通出行的使用。根据感应卡读写功能的方法，可将其分为RW（RW）卡，WORM卡和写保护（RO）卡。RW的成本比WORM和RO卡高，并且加载数据信息所花费的时间比获取数据所花费的时间高得多。客户一次可以将信息内容加载到WORM中，加载后不能更改数据信息。RO卡上有一个唯一的号码。它只能加载，不能更改。尽管安全系数高，但是主要目的相对有限。。射频识别系统的典型结构图2-1RFID系统典型结构图典型的RFID系统软件（如图2-1所示）由一个应答器（标签），一个读卡器（读写设备）及其计算机软件组成。读卡器由无线网络收发控制模块，无线天线，模块和通信接口组成。应答器也称为rfid标签。它具有存储读写信息内容的能力以及对信息内容进行数据加密的能力。它是射频识别技术系统软件的关键。在读取软件的磁感应类别之外，rfid标签微波传感器无法工作。仅在读取软件的磁感应类别中，rfid标签才能被视为数字功率放大器。应答器所需的动能根据写卡器的耦合模块传输到应答器。如果应答器是微波传感器系统软件，即应答器中没有可充电电池，则应答器工作时的动能由来自卡写入器的单脉冲频率表示。如果应答器是数字功率放大器系统软件，即应答器中有可充电电池，则应答器在工作期间的动能和使用寿命取决于电池。射频识别系统的工作原理[9]易于使用的RFID系统软件是微波传感器系统软件，即感应卡的动能由来自读卡器的射频差分信号表示。微波传感器系统软件的通信质量取决于传感器卡是否可以详细接收来自卡写入器的差分信号。当接近卡进入SD卡读卡器接受类别时，如果它从SD卡读卡器接收到射频信号，则感应电动势获得的动能可用于推出存储在信用卡中的信息。根据SD读卡器的解决方案，信息内容被发送到管理信息系统进行相关数据处理-。[9]MFRC522概述。MFRC522特性1）高度集成的调制解调电源电路2）适用于ISO/IEC14443TypeA3）适用于输出功率为13.56M的各种感应卡的信息内容的读写4）适用的在线SPI编程5）双倍数据信息的传输速度达到424kbit/s6）64字节推送和接收缓冲区7）方便的端接方法8）可编程控制器计时器9）内部振荡器，晶体振荡器电路频率为27.12MHz10）选择多个不相关的开关电源系统，以提高工作的可靠性和安全性11）采用硬件掉电、软件掉电和发送器掉电3种节电模式MFRC522管脚排列MFRC522管脚如图2-2所示：图2-2MFRC522引脚图第三章系统硬件设计简介Arduino主控模块Arduino简介Arduino是一个方便，快捷，方便的开源电子原型服务平台，，包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(arduino

IDE)。Arduino是在意大利伊夫雷亚（Ivrea）制造的。伊夫里亚（Ivrea）的阿尔都因（Arduin）大约在一千年前就曾是意大利的国王，他在当地广为人知。Arduino是意大利人的名字，意为“健壮的朋友”。作为专业术语，Arduino始终以大写字母开头，并且模型规范的名称Uno仅在PCB上的徽标和真实生物的所有字母上均大写。Arduino可以基于各种传感器识别自然环境，并通过操纵照明效果，电机和其他设备来提供反馈并损害自然环境。可以根据Arduino计算机语言对板上的微处理器进行编程，并且可以将二进制文件写入并编程到微处理器中。Arduino的编程使用Arduino计算机语言（根据Wing）和Arduino开发工具完成。根据Arduino的新项目，它只能包含Arduino，也可以包含Arduino和PC上运行的其他手机软件，并且它们之间可以进行通信（例如Flash，Processing，Maxsp）。Arduino主要特征1.开源电路图设计，软件开发接口一键下载，也可以根据需要自行修改。2.低成本微溶液控制板（AVR系列产品控制板）的应用，可以选择USB接口电源系统，不需要外部电源，也可以使用外部9VDC输入。3.Arduino适用于ISP在线刻录，可以将新的“bootloader”设备刻录到AVR集成ic中。拥有引导加载程序后，可以根据串行通信或USB至Rs232电缆升级夹具。4.根据官网上显示的Eagle文件格式PCB和SCH原理图，可以简化Arduino触摸屏，并且可以独立执行微求解操作；它可以轻松地与传感器和各种电子组件（例如红外感应，超声波，温度传感器，光电二极管，伺服电机等）连接。5.适用于各种交互式通信程序，例如：Flash，Max/Msp，VVVV，PD，C，Processing等。6..在应用程序级别上，仅使用计算机鼠标，计算机键盘，CCD和其他键入设备，使用Arduino改进过去的交互式通信内容，即可更轻松地实现单人或两人交互式通信。Arduino主要引脚图3.1ArduinoUNOLCD12864简介LCD12864简介具有中文字符库的12864是具有4位/8位并行处理，2线和3线串行通信的图形LCD显示控制模块，以及具有简体中文版本的图形LCD显示控制模块里面的图书馆。8192个中文字符，显示分辨率为128×6415。使用控制模块方便的接口标准，并根据简单的代码编写，可以在页面上显示汉字和图案。并且由于它的工作标准电压和功率低于同种汉字的点阵控制模块，并且硬件配置电源电路和程序流程要简单得多，因此LCD1286与同种点矩阵相比具有更广泛的销售市场。LCD12864分类一共有三个用于128×64点矩阵LCD的控制板，即KS0107（KS0108，T6963C和ST7920）。关键区别在于：KS0107（KSO108）没有中文字体库T6963C使用ASCII码时，如果使用前两种LC来指示汉字，则在编译牙齿模型后必须使用点矩阵手机软件显示汉字。ST7920具有内置的国家标准的两级汉字库（超过8,000个Aman），科里从事反派字符工作。因此，在必须说出单词的条件下，使用ST792Q控制面板的12864更加流行。管脚说明管脚号管脚名称方向管脚功能描述1VSS___电源负2VCC___电源正3VO___LCD驱动电机输入端4RS（CS）H/L并行的指令l数据选择信号;串行的片选信号5RS/（SID）H/L并行的读写选择信号;串行的数据口6E（SLCK）H/L并行的使能信号;串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513NC___空脚14/RESET___复位端，低电平有效基本特征（1） 显示分辨率:128×64点（2） 内置128个16×8点阵字符（3） 内部含有繁体、简体中文字库，包括含8192个汉字（4） 低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V）（5） 2MHZ时钟频率（6） 显示方式：STN、正显、半透（7） 工作温度:0℃-+55℃,存储温度:-20℃-+60℃（8） 通讯方式：串行、并行（9）内置转换电路，无需转换电压或外加负压按键系统软件使用三个功能键来启动，保护和停止。它不是4*4的计算机键盘，无法完成登录密码验证和更改。三个功能键分别连接到89C52的P3.5，P3.6和P3.7端口。根据软件系统，完成一个功能键即可完成1次操作，几次轻按将导致多次；一个功能键完成-1次，几次单击-1次。另一个功能键用作功能键来完成多位数的更改，并且有确定功能。

第4章门禁系统软件设计ArduinoforMac开发软件介绍ArduinoforMac可以轻松编写代码并将其上传到电路板。ArduinoMac版能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。功能特色1、开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载，也可依需求自己修改。2、支持多种互动程序，如：Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等。3、使用低价格的微处理控制器（AVR系列控制器），可以采用USB接口供电，不需外接电源，也可以使用外部9VDC输入。4、可依据官方提供的Eagle格式PCB和SCH电路图简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制；可简单地与传感器，各式各样的电子元件连接（如：红外线，超音波，热敏电阻，光敏电阻，伺服马达等）。5、应用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等输入的装置的互动内容，可以更简单地达成单人或多人游戏互动。6、Arduino支持ISP在线烧，可以将新的“bootloader”固件烧入AVR芯片。有了bootloader之后，可以通过串口或者USBtoRs232线更新固件。实现代码创建库#include<SPI.h>#include<MFRC522.h>#include<LiquidCrystal.h>#include<Servo.h>#defineRST_PIN9#defineSS_PIN10bytereadCard[4];char*myTags[100]={};inttagsCount=0;StringtagID="";booleansuccessRead=false;booleancorrectTag=false;intproximitySensor;booleandoorOpened=false;//CreateinstancesMFRC522mfrc522(SS_PIN,RST_PIN);LiquidCrystallcd(2,3,4,5,6,7);//Parameters:(rs,enable,d4,d5,d6,d7)ServomyServo;//Servomotor初始化模块voidsetup(){//InitiatingSPI.begin();//SPIbusmfrc522.PCD_Init();//MFRC522lcd.begin(16,2);//LCDscreenmyServo.attach(8);//ServomotormyServo.write(10);//Initiallockpositionoftheservomotor//Printstheinitialmessagelcd.print("-NoMasterTag!-");lcd.setCursor(0,1);lcd.print("SCANNOW");//Waitsuntilamastercardisscannedwhile(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());//Setsthemastertagintoposition0inthearraylcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("MasterTagSet!");tagsCount++;}}successRead=false;printNormalModeMessage();}检查标签uint8_tgetID(){//GettingreadyforReadingPICCsif(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){//IfanewPICCplacedtoRFIDreadercontinuereturn0;}if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()){//SinceaPICCplacedgetSerialandcontinuereturn0;}tagID="";for(uint8_ti=0;i<4;i++){//TheMIFAREPICCsthatweusehave4byteUIDreadCard[i]=mfrc522.uid.uidByte[i];tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i],HEX));//Addsthe4bytesinasingleStringvariable}tagID.toUpperCase();mfrc522.PICC_HaltA();//Stopreadingreturn1;}将扫描并获取新标记的UID//Checkswhetherthescannedtagisthemastertagif(tagID==myTags[0]){lcd.clear();lcd.print("Programmode:");lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Add/RemoveTag");while(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){for(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){myTags[i]="";lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("TagRemoved!");printNormalModeMessage();return;}}myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("TagAdded!");printNormalModeMessage();tagsCount++;return;}}}检测我们之前注册的主标签//Checkswhetherthescannedtagisthemastertagif(tagID==myTags[0]){lcd.clear();lcd.print("Programmode:");lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Add/RemoveTag");while(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){for(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){myTags[i]="";lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("TagRemoved!");printNormalModeMessage();return;}}myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());lcd.clear();lcd.setCursor(0,0);lcd.print("TagAdded!");printNormalModeMessage();tagsCount++;return;}}}是否与任何