1、 天津职业技术师范大学 TianjinUniversity of Technology and Education 毕 业 设 计 专 业： 电子信息工程 班级学号： 1001 09900100725 学生姓名： 杨亚伟 指导教师： 童勇木 副 教授 二 一四 年六月 天津职业技术师范大学本科生毕业设计 智能门禁系统的设计制作 The Design of Intelligent Access System 专业班级： 电信 1001 学生姓名： 杨亚伟 指导教师： 童勇木副 教授 学 院： 电子工程学院 2014 年 6 月 摘 要 门禁系统是 一种 新型的智能 管理 模式 ， 对于现今的 安
2、全管理 起了不可替代的作用 。在 科技发展和 社会财富不断增长 的今天 ， 为了加强 主要 工作管理区 、 进出 口、 珍贵 物品的 储存室 、设备 的 控制 管理中心、电梯口等重要通道 安全防护 处理办法 ， 开发 相应的智能门禁系统， 来 识别进出 人员的身份 资料 ，对 进出通道 进行 安全 防护和控制就有了很大 的 必要性 。 通过对当代门禁系统发展概况和技术的研究， 本方案提出 以单片机为中央控制系统，加 LCD 液晶显示电路、键盘输入电路、读卡 电路等外围电路，来完成非接触式 IC卡和密码两种方法控制的门禁系统 。 在 具体 的 使用中， 当 感应卡 接近读卡机 或有密码通过键盘输
3、入时 ，合法 的 卡信号 正确的密码，继电器工作， 电锁 便会 自动打开，非法卡 和错误的密码 将被禁止访问 ， 并在 显示器上提示 卡是否合法，密码是否正确 。 系统设计简单，性能可佳，实用性较强。 关键词 ： 智能门禁系统 ； 非接触式 IC卡 ； 键盘密码 ABSTRACT Access Control System is a new type of intelligent management,security managementfortoday played an irreplaceable role.In technological development andsocialy
4、wealth growing today,in order to strengthen the management of the main work areaan important channel to control the import and export management center,storage room precious items,equipment,elevator and other security approach,the development of appropriate smart access control systems,to identify t
5、he identity and out of personnel to carry out securityand control channels have a great necessity. By studying the development of contemporary overview of access control systems and technologies, the program made a microcontroller as the central control system, plus LCD display circuit, keyboard inp
6、ut circuit, circuit card reader and other peripheral circuits to complete non-contact IC card and two passwords methods to control access control system. In the specific use, when close proximity card reader or have the password via keyboard input, legitimate card signals the correct password, relay
7、, power locks will open automatically, illegal card and the wrong password will be denied access, and tips on the display card is legitimate, the password is correct.System design is simple,the performance can be good,practical, strong. Keywords: intelligent access control systemsnon-contact IC card
8、keyboard password 目 录 1 绪论 . 1 1.1 门禁系统简介 . 1 1.2 门禁系统的发展趋势 . 1 2 门控系统设计方案 . 2 2.1 门禁系统的方案选择 . 2 2.2 门禁系统的组成 . 3 2.3 系统实现功能 . 3 2.4 最小系统的设计 . 3 3 门禁系统的硬件设计 . 5 3.1 门禁控制器 . 5 3.2 射频卡与读写器 . 9 3.2.1 射频卡 . 9 3.2.2 读写器 . 10 3.3 电控锁 . 11 3.3.1 继电器 . 11 3.3.2 电控锁分类 . 11 3.4 键盘设计 . 12 3.5 LCD12864 液晶显示 . 12
9、 4 门禁系统的软件设计 . 15 4.1 软件开发环境 . 15 4.2 软件整体流程图 . 15 4.3 键盘程序流程 . 16 4.4 读卡程序流程 . 16 5 门禁的系统软硬件调试操作 . 18 5.1 硬件调试 . 18 5.2 软件调试 . 18 5.3 实际效果 . 18 结论 . 20 参考文献 . 21 附录程序 . 22 致谢 . 29 天津职业技术师范大学 2014 届本科生毕业设计 1 1 绪论 1.1 门禁系统简介 由于 当今社会 生活节奏快、压力大， 经济 也在不断 发展 前进 ，人们生活方式 也在不知不觉中变化着 ， 与此同 时 门禁系统得到广泛的普及。 门禁系
10、统 在 当今 社会 安全 起着不 可 或缺的 作用 ， 运用 自动识别技术 来控制私人居住地和公司以及政府重要部门进出人员，将犯罪直接拒之门外。 门禁系统 是 信息时代的产物 ， 是 世界 信息产业发展的一个新生领域。 最早 的传统门锁只是对于机械原理的运用，是纯粹的机械装置，虽在不断地进步，但也总能通过暴力等非正常方式打开，相对于门禁系统安全性较低， 传统钥匙门锁在携带， 丢失 等情况 下 的处理 较为复杂繁琐。随着 继电器 电子门锁的出现 安全性和方便性得到了很大的改善 。 其实 门禁系统就是在 门口 装有 读取信息设备 ， 只在进出人员经授权 持有正确信息存储装置的情况下才可进去 。 这
11、有效的管理了出 入通道的开启和关闭，对进出人员 在 第一时间进行了控制监督 ，将危险系数降到最低 。 在长期发展的过程中 ，门禁系统 已是种类繁多，具体 可分为 密码 控制门 禁系统 , 刷卡 控制 门禁系统 ,生物识别门禁系统 等 几大类。 其中刷卡门禁的使用较为广泛。 1.2 门禁系统的发展趋势 在 科技进步 的过程中 ， 电子行业首当其冲，其中 门禁系统 便得到了跨越式的进步 ，从萌芽已到了成熟期 。 门禁系统主要 依赖于 自动识别技术的 支持 ，而 无线通信和电子信息技术 的进步 ， 使得门禁 系统 中 的自 动识别技术 更加成熟 ， 这也是门控系统如今更加合理人性化的原因 。 随着保
12、密性的提高，有些用户需要更高级别的门禁系统。 在门禁系统发展初期，接触式 IC 卡独占鳌头，但由于接触式 IC 卡磨损较大造成使用期限减短等问题，这驱使着识别系统的技术不断进步 ， 非接触式将会占据市场。 在国际大 环境的促使下， 非接触式 IC 卡产品 将出现在国内将在各行各业 行业 中 。 非接触式在可靠性、使用方便快捷、成本上都将占据优势。而非接触式 IC 卡在居民小区的使用中会备受青睐，生物识别 技术将会在安防等重要部门得到重视，门禁系统的发展将被推向 高潮。 如今， 现在，人们将目光转向了如何研发门禁系统的衍生功能，使门禁系统和其他科技结合起来，实现更多的功能。 以门禁系统为基础添加
13、其他相应的设备， 以实现监控、对讲、报警等功能， 同时门禁软件的稳定性和集成性将越来越高 ， 从而为 公安交警领域、机动车管理、企事业内部 管理 监督等更好地服务 。 天津职业技术师范大学 2014 届本科生毕业设计 2 2 门控系统设计方案 2.1 门禁系统 的 方案选择 1、前端信息采集部分 前端信息采集部分一般有卡片读出式、密码输入和生物特征提取三大类。 （ 1）卡片式（即刷卡部分） 依卡片工作方式有接触式和感应式两类：接触式卡片有磁条卡、条码卡、红外线卡、铁码卡、集成电路智能卡（也成 IC 卡）等；感应卡由一片编程的特殊芯片和一组天线组成。天线用来发射和接受电磁波，芯片是感应卡的核心元
14、件。感应卡具有防水、防污、能用与潮湿恶劣的环境等优点，刷卡时非常方便；感应速度快，节省时间，并且应具备隔感应特性，因此有隐秘性。目前多用于 REID 射频卡。 （ 2）密码输入式 密码输入式有电话面板固定式键盘和乱序键盘两种。电话面板固定式键盘的 09在键盘的位置是固定不变的，因此，在输入密码是，易于被人记住仿冒， 现仅用于与刷卡机配套使用。乱序键盘亦即 09 共 10个数字在显示键盘上的排列方式不是固定式，而是随机的，每次使用时显示数字的顺序都是不同，这样就避免了被人窥视而泄露密码之可能。 重要场所多采用这种方式。 （ 3）人体生物特征提取式 由于生物特征有着“人各有志、终身不变”和“随身携
15、带”的特点，因此具有无法仿冒与借用、不怕遗失、不用携带、不会遗忘，具有独特性、唯一性、安全性，适用于高机密性场所及电脑中心的信息安全保护。目前一般有声音、签字、眼虹膜、掌形、指纹与面像等特征提取式，但现在比较成熟与使用最多的是指纹图像的采 集处理与识别的门禁系统。 2、信息传输部分 信息传输部分有有线与无线传输之分。 （ 1）有线传输 门禁有联网型和非联网型（独立式），其有线传输多采用双绞线、电话线、电缆、光缆等。 （ 2）无线传输 无线传输采用微波、红外光波或移动通信网络等 。 通过分析此系统卡片式和密码输入式相结合的方式通过无线传输来执行“钥匙”的功能。通过硬件与软件的结合来控制整个系统的
16、正常工作。 天津职业技术师范大学 2014 届本科生毕业设计 3 2.2 门禁系统的组成 门禁系统的最基本的三要素为“ 3W”： When（何时）、 Where（何地）、 Who（何人）。 1、控制器：系统的大脑，系统的 所有动作都是由它发出控制命令。 2、读卡器：系统的输入设备，有感应式和密码加感应式两种。 3、系统软件：通过软件我们使控制器按照我们的要求来控制整个系统。 4、电锁：对门的开关控制都是由它完成。 5、感应卡：人员进入管制通道的凭证。 6、 键盘输入装置：执行密码输入动作。 7、 显示器：对卡或密码的合法与正确进行提示。 在现今社会，门禁系统的应用范围越来越广泛，也正是由于门禁
17、系统实用性强，市场需求大，应用广泛，我们便选此作为研究设计的课题。 2.3 系统实现功能 非接触式 IC 卡门禁系统已成为未来发展的重要方向。本设计将 非接触 IC 卡和键盘密码结合起来分别控制门锁 。通过控制系统使该设计实现以下功能： 1、通过上位机设置 6位密码，设置后，密码保存到存储器 AT24C02 中，掉电数据保存功能。 2、支持非接触式 IC 卡授权功能。 3、支持非接触式 IC 卡注销功能。 4、自动识别非接触式 IC卡功能。如刷授权过的 IC卡，提示“合法卡”并且开门。如果刷未授权的 IC 卡，提示“非法卡”，不开门。 5、如忘记携带 IC卡，可通过键盘手动输入密码功能。密码输
18、入错误显示器会出现错误提示且继电器不工作（不开门）；若密码输入正确则继电器工作（开门）。 6、具有上位机保存数据功能。 这使得传统的机械门锁的钥匙被一张非接触式 IC 带取代，使财产保护更加安全，且可控制进出权限，记录进出人员信息。在卡片忘记携带的情况还可以通过键盘输入密码进去。 2.4 最小系统的设计 ST89C52 单片机与 ATC89C52 在电子业内部有着广泛的赞誉，所以这两种芯片初步定为核心控制器。 但是 ST89C52 单片机相较于 ATC89C52 单片机的性能更为优越，其 芯片的可控性更高，而且价格更为便宜。还有 AT89C52 已经逐渐停产，所以最终选用 AT89C52 单片
19、机。 STC89C52 单片机 具有低电压，功耗低，高性能 CMOS8 的特点。 内部 含有只读存天津职业技术师范大学 2014 届本科生毕业设计 4 储器，具有 8K 字节，而且可编程可擦除。 内核 使用 MCS-51， 与传统的单片机相比，MCS-51 的到了很大的改善，增添了很多新的功能 ， 能够为控制系统提供相对较多的解决方案 。 通过 比较 和系统 设计 ，决定以 STC89C52 单片机作为系统的控制核心，以其为基础添加 外围电路。 门禁系统的工作主要分为传感、管理和执行三个步奏。 其原理图如图 2-1所示。 图 2-1 门禁系统总电路原理图 P1.01P1.12P1.23P1.3
20、4P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)P2.021(A9)P2.122(A10)P2.223(A11)P2.324(A12)P2.425(A13)P2.526(A14)P2.627(A15)P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)P0.732(AD6)P0.633(AD5)P0.534(AD4)P0.435(AD3)P0.336(AD2)
21、P0.237(AD1)P0.138(AD0)P0.039VCC40U189C51/C52bceQ29012+5VR510KY1C430PC330PR410KVCCKEYRESETRESET1 23 4K111 23 4K221 23 4K331 23 4K4A1 23 4K541 23 4K651 23 4K761 23 4K8B1 23 4K971 23 4K1081 23 4K1191 23 4K12C1 23 4K13*1 23 4K1401 23 4K15#1 23 4K16DR61KD2A01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8U2AT24C02+5VSDASCLSCL
22、 SDA+C210uF12345J1JD11 23 4RESETRESETVCC+5v +5V1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2012864 液晶+5V4.7KR3RS ENRW PSBP20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27RS RWEN+5V1 2 3 4 5 6 7 8 9P110K 排阻RSTCSSISCKSO+5VRSTCSSISCKSOFM1702刷卡模块接口1234567812BZ1Buzzer+5alarmR11KQ19012D1R21KP20P21P22P23P24P25P26P27alarmPSB+5V12USBC110UFKEY1234J1+5VTX RX
