1、 本科毕业设计（论文） 基于 RFID 的门禁系统设计 张永义 燕 山 大 学 2015 年 6 月 本科毕业设计（论文） 基于 RFID 的门禁系统设计 学 院： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 答辩日期： 燕山大学毕业设计（论文）任务书 学院： 信息科学与工程学院 系级教学单位： 电子与通信工程系 学 号 学生 姓名 专 业 班 级 题 目 题目名称 基于 RFID 的门禁系统设计 题目性质 1.理工类： 工程设计 （ ）；工程技术实验研究型 （ ）； 理论 研究型 （ ）；计算机软件型 （ ）；综合型 （ ） 2.文 管理类 （ ）； 3.外语类 （ ）； 4.艺术类 （ ）
2、 题目类 型 1.毕业设计（ ） 2.论文（ ） 题目来源 科研 课题 （ ） 生产实际 （ ） 自选 题目 （ ） 主 要 内 容 以单片机为核心，基于 RFID 读写模块， 设计门禁系统，该系统能够对 RFID卡 进行登记，识别，有效期管理，实现 门禁 控制 。 基 本 要 求 1、独立完成系统软、硬件设计，并搭电路验证。 2、实现至 少 1000 个的管理容量。 参 考 资 料 MCS-51 单片机应用设计 张毅刚等编 哈尔滨工业大学出版社 1992.4 单片机原理及系统设计 胡汉才编著 清华大学出版社 2002 周 次 第 1 4 周 第 5 8 周 第 9 12 周 第 13 16
3、周 第 17 18 周 应 完 成 的 内 容 收集资料 熟悉课题 内容 设计思路 电路设计 程序设计 程序设计 搭电路调试 改进 程序设计 搭电路调试 改进 论文撰写 课题总结 答辩 指导教师： 职称： 系级教学单位审批： 摘要 I 摘要 智能门禁系统在自动化应用中十分普遍，它为人们日常生活提供便利和保障人们的生活安全，随着社会和经济的发展需要，智能识别技术 开始运用于许多行业，特别是安全系数特别高的行业（银行、机密机构 、门控制行业等 ） ， 智能门禁系统的便利性和安全性让它越来越受到重视。 本 文 分析了 RFID 门禁系统的国内外发展现状、未来发展趋势和目前主要存在的问题，提出了基于
4、RFID 门禁控制系统的设计方案。 先阐述了 RFID门禁控制系统的组成、系统的基本工作原理，分析了系统的硬件电路设计、软件设计过程，对硬件子电路的选型设计、子 程序设计等作了详细介绍。 门禁系统采用 STC89C52RC 单片机作为控制核心 及 FM1702SL 读卡器控制单元 。 门禁系统 能读写荷兰 Philips 公司的 Mifare 非接触式射频卡，读卡距离约 10cm。当有卡进入时则读卡内数据后通过单片机处理后程序自动判断是不是合法 RFID 卡，并且将卡号传送到 LCD1602 上显示 。如果是合法的 RFID 卡则可以使步进电机转动 ，达到开门效果。 关键词 RFID； 门禁
5、控制系统； STC89C52RC； FM1702SL 燕山大学本科生毕业设计（论文） II Abstract The intelligent entrance guard system is very common in applications of automation, it provides convenience and guarantee peoples life safety of peoples daily life, along with the development of society and economy, the intelligent recognition t
6、echnology has been used in many industries, especially the safety coefficient of particularly high industry (bank, gated industry), convenience and security intelligent access control system to make it more it more attention. Analysis of the design of the RFID access control system at home and abroa
7、d, the future development trend and main problem, put forward a design scheme of access control system based on RFID. First elaborated the basic principle, system composition of RFID assess control system, analyzes the system hardware circuit design, software design, hardware design, selection of th
8、e sub circuit subroutine design in detail. Access control system using STC89C52RC microcontroller as control core and the FM1702SL card control module. Access control system can read and write the Philips of the company in Holland Mifare non-contact RF card, the card reader distance of about 10cm. W
9、hen the card entered will read the card data after processing though the MCU program to automatically determine is not legitimate RFID card, and the card number is transmitted to the LCD 1602 display. If it is a legitimate RFID card can make stepper motor rotation, to achieve the door effect. Keywor
10、ds RFID； access control system； STC89C52RC； FM1702SL III 目 录 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 绪论 .1 1.1 课题背景及意义 .1 1.1.1 课题研究的背景 .1 1.1.2 课题研究的意义 .1 1.2 门禁系统的国内外研究状况及发展趋势 .2 1.2.1 门禁系统国外研究状况 .2 1.2.2 门禁系统国内研究状况 .2 1.2.3 门禁系统的发展趋势 .2 1.3 RFID 门禁系统的优越性 .3 1.4 本文主要研究内容与论文结构 .4 1.4.1 研究的主要内容 .4 1.4.2 本论文结构 .4
11、 第 2 章 RFID 门禁系统理论基础 .5 2.1 射频识别技术 .5 2.2 射频识别技术原理 .5 2.3 射频识别系统的结构 .6 2.4 门禁系统设计的基本原则 .7 2.5 本论文拟解决的关键问题与解决方法 .8 2.5.1 拟解决的关键问题 .8 2.5.2 解决方法 .8 2.6 本章小结 .9 第 3 章 门禁系统的硬件电路设计 .10 3.1 门禁系统工作原理和电路设 计主框图 .10 3.2 FM1702SL 读卡器 . 11 3.2.1 SPI 总线协议 .12 3.3 MIFARE射频卡介绍 .13 IV 3.4 串行 EEPROM 存储电路 . 14 3.4.1
12、EEPROM 存储器接口 . 16 3.4.2 I2C 总线协议 . 16 3.5 时钟芯片 . 17 3.6 步进电机电路 . 18 3.7 红外传感器 . 19 3.8 硬件实物展示 . 20 3.9 本章小结 . 21 第 4 章 门禁系统的软件设计 . 22 4.1 门禁系统软件设计模块框图 . 22 4.2 门禁系统主程序介绍 . 23 4.3 读卡过程及程序设计流程图 . 24 4.3.1 寻卡 . 25 4.3.2 防冲突 . 25 4.3.3 选择卡片 . 25 4.3.4 验证 . 25 4.3.5 读取卡号 . 26 4.3.6 卡挂起 . 26 4.4 其他程序设计流程图
13、 . 26 4.4.1 LCD1602 显示程序设计 . 26 4.4.2 按键控制程序设计 . 27 4.4.3 定时器模块程序设计 . 29 4.4.4 存储程序设计 . 30 4.4.5 开门模块程序设计 . 31 4.5 程序编译与调试 . 32 4.5.1 建立项目工程 . 32 4.5.2 程序编译调试 . 33 4.6 本章小结 . 33 结论 . 34 参考文献 . 35 致谢 . 37 附录 1. 38 V 附录 2 .44 附录 3 .49 附录 4 .56 第 1 章 绪论 1 第 1 章 绪论 1.1 课题背景 及意义 1.1.1 课题研究的 背景 射频识别技术是一种非
14、 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，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本， RFID 技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。同时，经济水平的高速发展让人们越来越关心建筑内部的安全性。为了适应信息时代的需要，保证建筑内部的安全性，满足用户当时的各种需求，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，以智能卡来控制门锁的开启，开创了门禁管理的新概念，
15、它不仅给管理者提供了更安全、更快捷、更自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便。本文研究的基于射频识别技术的门禁系统就是这样的一种系统 1。 1.1.2 课题研究的意义 当今科技飞速发展，给人们带来利益的同时，也带来了不法份子利用高科技进行盗窃、抢劫和犯罪等问题。怎样才能使人们的安全防范措施跟上科技的发展、有效的阻止这些犯罪行为呢？仅依靠普通的防盗门、门锁和监控是不够的。原始的安防措施就是把门锁上，由人巡逻保证安全，随 着科技的进步，智能化的门禁系统已成为现代化管理的重要手段。智能门禁系统是智能建筑楼宇自动化系统中的安全系统，作为一种新型现代化安全管理系统，门禁系统把自动识别技术和现代
16、安全管理措施结合起来。在社会财富不断增长的今天，建筑物内的主要管理区、出入口、贵重物品的库房、设备控制中心、电梯口等重要部门的通道口都需要加强安全防护措施，这就需要开发出与之相对应的智能门禁系统，识别出入口人员的身份，对出入口进行控制。本课题提出了基于射频识别的门禁控制系统，具体分析和研究了其中的一个燕山大学本科生毕业设计（论文） 2 重要部分 “ 门禁控制系统 ” 。门禁控制系统作为 居民人身和财产安全的重要措施，其研究结果具有深远的现实意义 2。 1.2 门禁系统的 国内外研究状况 及 发展趋势 1.2.1 门禁系统国外研究状况 欧美门禁系统市场开始进入成熟阶段，其产业分工明确，如美国的
17、HID公司、 Hl-dala 公司、德国的 Destele 公司。生产控制器的公司只研究生产控制器和软件程序。由于市场的不断成熟发展，人们在感受到门禁系统带来的便利性和使用性后，可以自行购买零部件组装而成一套完整的门禁系统。从目前门禁系统的发展趋势和运用前景来看，磁卡和接触式门禁系统开始逐渐退出市场，非接触式门禁系 统以它优越的性能和运用领域开始主导门禁系统市场。 RFID 卡在国外很早就得到重视并且开始大量的投入研究，特别是在美国和欧洲，但在近几年才开始 RFID 卡方面的研究使用。 RFID 卡、读卡器设计和生产关键技术掌握在欧美国家和部分亚洲国家中，单只有美国能实现大批次的设计生产。当今
18、世界上 RFID 卡主流产品是飞利浦（ Philips）公司的 Mifare 技术，己经被制定为国际标准 ISO/IEC14443 Type A 标准。欧洲及其他发展中国家的一些 RFID 卡、读卡器制造商都以 Mifare 技术为标准进行设计生产 3。 1.2.2 门禁系统国内研究状况 我国本土厂商（如爱迪尔、华本、芯微）等已经成功研发了指纹识别芯片，国内对门禁系统的研究已经从认识研究阶段发展到自主研究阶段，而在系统的结构方面，国内的门禁系统的核心就是控制器，门控器大多由国外企业开发研制，但国内大部分厂家对门禁系统的研究 仍 然处于仿制阶段，没有对门禁系统核心技术惊醒自主研究开发 4。 1.2.3 门禁系统的发展趋势 出入口门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论
