基于RFID的门禁控制系统设计

西华大学毕业设计说明书 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，特别安全系数特别高的行业（银行、机密机构）、门控行业等，智能门禁系统的便利性和安全性让它越来越受到重视。

本设计分析了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、串口通讯程序设计等作了详细的介绍。

门禁系统采用AT89C52 单片机作为控制核心，由MFRC500读卡控制单元、射频天线电路、看门狗复位电路、报警电路、电控锁控制电路组成。在仿真通过键盘输入模拟读卡器数据读入，系统通过输入密码与设定密码对比，实现对通道进出权限的控制（密码输入进门的控制）；在异常情况下（非法侵入、门超时未关）自动报警、手动报警。

关键词：RFID门禁系统;射频技术；智能控制;MFRC500

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西华大学毕业设计说明书 Abstract

The intelligent entrance guard system is very common in automationapplications, it

provides convenience and guarantee people's life safety of people's daily life, along with the development of society and economy, the intelligent recognition technology has been used in many industries, especiallythe safety coefficient of particularly high industry (bank), gated industry, convenience and security intelligent access control system to make it more and more attention.

Analysis of the design of the RFID access control system at home and abroad,the future development trend and main problems, put forward a design scheme of access control system based on RFID. First elaborated the basicprinciple, system composition of RFID access control system, analyzes the system hardware circuit design, software design, hardware

design, selection ofthe sub circuit subroutine design, serial communication program design in detail.

Access control system using AT89C52 microcontroller as control core, theMFRC500 card control module, RF circuit, watchdog reset circuit, alarm circuit,electric control lock control circuit. Through the keyboard input analog card reader reads data in the simulation system, using a password and thepassword comparison, control the import permission on the channel (controlpassword door); in exceptional circumstances (illegal intrusion, not closing thedoor overtime) automatic alarm, manual alarm.

Keywords: RFID system; RFID; intelligent control; MFRC500

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西华大学毕业设计说明书 目 录

摘 要 .............................................................. I Abstract ............................................................. II 第1章 绪论 .......................................................... 1

1.1 课题研究的背景及意义 ......................................... 1 1.2 门禁系统的发展及国内外研究状况 ............................... 2 1.3 门禁系统发展趋势与主要存在的问题 ............................. 3 第2章 门禁控制系统的总体设计 ......................................... 5

2.1 门禁系统的构成 ............................................... 5 2.2 门禁系统模块总体设计 ......................................... 5 3.1 门禁系统工作原理和电路设计主框图 ............................. 7 3.2 各部分外围电路设计 ........................................... 9 第4章 门禁系统软件设计 ............................................. 19

4.1 软件设计模块框图 ............................................ 19 4.3 子程序设计流程图 ............................................ 21 第5章 程序调试 ..................................................... 27

5.1 程序调试与编译 .............................................. 27 第6章 protues仿真 .................................................. 28

6.1 欢迎界面仿真 ................................................ 29 6.2 密码输入开门仿真 ............................................. 29 6.3 开门/关门仿真 ............................................... 31 6.4 手动报警仿真 ................................................. 32 6.5 取消按键模拟 ................................................. 32 6.6门锁延时未关、非法入侵模拟 ................................... 33 参 考 文 献 .......................................................... 34 附录A 系统原理图 ................................................... 35 附录B 仿真图 ........................................................ 38 附录C程序清单 ....................................................... 39 致 谢 ............................................................. 61

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西华大学毕业设计说明书 第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.1.1 课题研究的背景

从古到今，人们保护自己的财产都是通过传统的锁，来控制进出人员，几千年下来都是沿用这种方法，这种普通的门锁始终离不开钥匙，必须要用与之配对的钥匙，门锁多了钥匙就是一大串，即不便于携带又容易丢失，造成不必要的损失，普通门锁又很容易通过其它手段打开，安全性差。在现代都市里更注重安全、美观和便利，公司的形象体现了管理者的气度与品位，也是对客户尊重和对公司自身实力的体现。如果在现代化办公大楼的门上挂一把“铁将军”，那是多么的别扭，显得与都市格格不入。但是，如果通过某种特殊的“钥匙”，当然“钥匙”可以做成卡片、可爱的布娃娃或者手机挂坠，即符合人们审美观念又方便携带，“钥匙”一晃，门自动打开，犹如王者归来，那将是一种全新的感受，在注重安全情报的今天，必须有一种无可替代、模仿和复制的身份识别技术才能达到安全要求。 1.1.2 课题研究的意义

随着经济的发展和社会需要，传统门锁不能满足现代人们的安全需要，正是在这种需求的刺激下产生了智能门控系统，它集合了电子、机械、光学、生物识别、计算机技术和通信技术等新技术开发出来的。智能门禁系统就是智能ID卡识别和机械门锁的集合，用计算机实行智能化的管理控制，弥补了很多传统门锁的不足之处。根据居民小区、安全部门等不同的安全级别要求，在小区、重要会所等出入口安装智能门禁系统，所有的信息采集与记录由计算机控制中心操作，可以实时采集人员出入信息，并且可以在一些特殊情况下提供证据，目前门禁系统打大力推广，已经取得了较好的经济和社会效益。

射频识别技术（Radio Frequency Identification：RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过无线射频识别IC卡内的信息，整个过程无需人工操作和监管。RFID无线射频技术具有防磁、防水、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可以加密（更改）、存储数据容量等优点。在这种背景下，本课题提出了基于RFID门禁控制系统的设计方案，具体分析和研究了其中的控制系统部分。智能门禁控制系统作为人身安全和财产安全的重要措施之一，对其的研究具有深远的进步意义

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1.2 门禁系统的发展及国内外研究状况

1.2.1 门禁系统的发展

所谓门禁系统，就是对出入人员的控制，早期门禁系统的基本功能就是在何时何地控制控制何许人出入，以及实现报警和人员出入信息记录，以此保障人身和财产安全。随着科技和社会要求飞速发展，门禁系统也开始向自动化、智能化发展。近年来，随着计算机技术和网络控制系统在社会各个领域的发展，门禁系统结合计算机技术和网络技术，显示出了它强大的发展空间和美好的运用前景，伴随着电子锁的发展，非接触式的智能IC卡、通过输入密码认证门禁控制系统开始走进人们的生活。随着接非触式智能IC卡门禁系统的应用，市场运用范围，人们对门禁各方面提出了更多要求，比如信息载体（IC卡）便于携带、安全性高、操作简单等。由于IC卡具有无机械磨损、维护方便、操作简单等特点，具有美好的发展前景，因此受到越来越多的关注。 1.2.2 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。

IC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，但在近几年才开始非接触式IC卡方面的研究使用。非接触式IC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。当今世界上非接触式IC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IC卡、读卡器制造商都以Mifare技术为标准进行设计生产。 1.2.3 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

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