智能小区管理门禁系统的设计 毕业设计开题报告

广东白云学院

毕业设计(论文)开题报告

题目： 智能小区管理门禁系统的设计

√ 课 题 类 型： 论文 □ 设计 □

学 生 姓 名： 学 号：班 级： 专业（全称）： 指 导 教 师：

2012年 12月

一、课题研究的目的、意义： 随着科学技术的发展，家用电器和燃气等工具大量进入日常生活，而不断增加的城市流 动人口都对小区管理系统提出新的挑战。传统的只靠人工的方式或者依赖简单的电子产品进 行工作的小区管理系统已很难满足当前的需要。这便推动了以计算机控制为主要手段的智能 小区系统的发展。 智能小区管理系统充分利用通信技术、计算机技术、控制技术和多媒体技术实现服务、 系统资源的共享，实现以人为本和可持续发展的最终目标。住宅小区内部的智能化管理手段 --智能 IC 卡管理系统的运用，可以提高物业管理的效率，减少物业管理人员，成为各住宅小 区走向科学化、智能化管理的良好途径。通过智能 IC 卡管理系统，实现了小区住户的进出、 消费、物业管理费用交纳，提高了管理效率和安全度,实现了资源的有效共享。

二、本课题国内外研究的历史、现状和研究目标： 1970 年法国工程师 Roland Moreno 发明了集成电路卡(Integrated Circuit Card,简 称 Ic 卡),其基本思想是使用集成电路代替传统的在卡片上印刷字符，或嵌入磁条等技术 来记录信息。智能小区与智能住宅在 20 世纪 80 年代中期起源于美国，使得智能管理小区 成为了可能并在美国得到了迅猛的发展。继美国之后，日本、欧洲、东南亚等国家和地区 也得到了飞速发展。在我国，智能小区与智能住宅是在近些年才发展起来的，并且发展速 度很快。我国从 1997 年初开始制定《小康住宅电气设计(标准)导则》 ,这是我国官方第 一次对住宅小区智能化问题提出的设计要求。在“导则”中规定了小康住宅小区电气设计 在总体上应满足以下要求：高度的安全性、舒适的生活环境、便利的通讯方式、综合的信 息服务、家庭电器智能化等。国家在《2000 年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》 中，将建设智能化小康示范住宅列入国家基础建设投资的重要发展方向。我国的智能小区 的发展也进入了一个飞速发展的时期。 智能 IC 卡管理系统通过 IC 卡完成对门禁系统管理、物业管理、餐饮娱乐管理、物业消 费资金结算、信息服务管理、停车场管理、保安监控等；IC 卡家庭服务管理包括住户 IC 卡 门 IC 卡以及 IC 卡付费等。本课题将通过对智能 IC 卡门禁管理系统的设计，可以进一步的提 高人们的居住质量，给人们带来多元化信息和安全、便利的生活环境。

三、本课题

研究的基本内容和方法： 一、基本内容和方法: 1. 采用单片机控制以及 RFID 技术实现 IC 卡与读卡器的信息传输.实现 IC 卡对门禁管理控制。 2.采用现场总线技术对各个门禁点和停车场进出点进行集中控制，实现对小区的智能管理。 二、智能 IC 卡门禁管理系统 智能 IC 卡门禁管理系统是智能 IC 卡管理系统的系统之一，它实现人员出入权限控制及 出入信息记录。 智能 IC 卡门禁系统主要功能： 1.实时显示、记录所有事件数据； 2.读卡器读卡数据实时传送给管理系统，可在管理中心电脑中立即显示出来； 3.可显示各种信息如：读卡人(姓名、照片等)、事件时间、门点地址，并如实记录且记录 不可更改，如出现异常事件会立即报警，并能通过人名、卡号、进出时间进行检索、查询； 智能 IC 卡门禁管理系统工作流程： 当业主及小区物业管理人员进门时只需持卡靠近读卡器进行读卡。读卡器检测到 IC 卡信 号后，门禁控制器首先判断该卡号是否合法，如合法则发出“滴”一声，绿灯点亮，同时开 门，并将该卡号、日期、时间等信息保存以供查询。否则门不打开，红灯亮，蜂鸣器发出“滴 滴”两声。根据小区的特点，门禁安在单元门口、地下室门，门禁控制器之间采用工业现场 总线进行通讯，同时保证在管理主机故障或通讯中断的情况下门禁控制器能维持门禁正常运 行。 对于来访客人和外来联系业务的人员， 采取发放临时卡的方式管理， 临时卡具有次数限制。 外来人员来访需要在管理部门指定的地点登记，由登记人员询问来访客人要去的楼层，经对 讲联系确认后，发给相应权限的卡，访客凭手中的授权卡进出指定的楼层，不能进出其它的 楼层，既保障了安全管理，又不妨碍正常的访客；通过对智能卡的分级权限管理，实现对整 个小区安全的有效管理。

智能 IC 卡门禁管理系统设计方案流程图如下：

开始

开始外来人员登 记持卡进入 业主及物业人 员持卡靠近

读卡

失败

红灯亮，蜂鸣声

不开门

成功绿灯亮，嘀一声

开门，记录信息否 传感器检测人是否通过 是 关门 不关门

工作过程：先初始化开始，有两种情况：外来人员和业主及物业人员持卡进入，当卡贴 近读卡器读卡识别是否准入，若附合准入条件则绿灯亮并伴有嘀一声，门打开并记录信 息送至 IP 管理中心；若不附合准入条件红灯亮并响蜂鸣声，门不被打开。传感器检测人 是否已通过来判断门是否要关门。

系统构思图如下：

如上图，右边的 IP 管理中心通过交换机与网络联接器进行信息交换，IP 管理中心功能 是将各个门禁点的读与写的信息记录下

来以备查询， 并为临时发放的访客用 IP 卡写入一个临 时的准入条件信息并记录使用次数。用户或访客找到所持 IP 卡所对应的可进入单元感应 IP 卡后，经门禁头识别后把信息反馈 IP 管理中心，并使电磁锁吸合打开门。 研究的方法： 系统构思图所示，要研究开发的模块主要：1、IP 管理中心与门禁点读写之间的数据记录 (包括访问者的来访时间和身份),此部分利用 RFID 技术解决(这部分可买现成产品，不过 打算先自行研制，研制不了再购买),RFID 是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该 系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器很多应答器组成。 2、如图虚线框内所示的单元 1 和单元 2,由于一个应答器只能准入一个相应的单元，所以此 部分要做出两个单元和两个应答器来展示，当应答器和相应的单元门禁识别附合准入条件后 利用单片机控制驱动电路(自己制作一个驱动电路)使电磁锁(需要 220V,从母线上取)吸 合，进而打开门；3、利用现场总线技术对各门禁点和 IP 管理中心间进行集中控制。 三、 读卡器与 IC 卡 IC 卡的读写流程：

1、 读写器通过读写模块发送一定频率的射频信号。 2、 当 IC 卡进入读卡器读写模块的工作区域时，IC 卡天线产生足够的感应电流，IC 卡获得 能量被激活。 3、 IC 卡自身信号通过内置信号发送出去。 4、 读写器读写模块接收到 IC 卡发送来的载波信号。 5、 读写器天线将载波信号传送到读写器。 6、 读写器接收到信号进行解调和解码，然后送到系统高层进行相关处理。 7、 系统高层根据逻辑运算判断该 IC 卡的合法性。 8、 系统高层针对不同设定做出相应的处理，发出指令信号进行相关处理。 IC 卡读写系统框图：

读写器

IC 卡

电源 时钟 读 写 模 块

射 频 模 块

发 射 装 置

接 收 装 置

射 频 模 块

控 制 模 块

存 储 器

电

源

系统高层

各部分模块功能： 发射和接收模块：主要是功能是接收和发送射频信号。 射频模块：可分为发射通道和接收通道俩部分。主要作用是对射频信号进行处理。在读写器 中，射频模块的作用是产生射频能量用于读写器与激活 IC 卡以及调制和解调信号。在 IC 卡 中，射频模块的作用是调制和解调信号。 读写模块：

(1) 对读写器和 IC 卡的身份进行验证。 (2) 控制读写器与 IC 卡之间的通信过程。 (3) 对读写器与 IC 卡之间的数据进行加密和解密。 (4) 实现与后端程序之间的接口规范。 (5) 执行防碰撞算法，实现多标签同时识别。 控制模块；主要作用是解调和解码读写器发送的数据，并写入存储器中。 存储器：采用铁电存储器(F

RAM),具有非易失性数据、无限次高速读写、以及低功耗的特点。 电源：为读写器和 IC 卡供电。 系统高层：将多个读写器获取的数据有效地整合起来完成查询、管理与数据交换的功能。

四、课题研究的步骤及进度安排： 2012 年 10 月—2012 年 11 月：选定研究课题并写开题报告及答辩演示文稿。 2012 年 11 月—2013 年 1 月：收集有关于本课题的相关资料并完成各部分电路的设计及 编写程序。 2013 年 1 月-2013 年 2 月：完成对智能 IC 卡系统的测试工作。 2013 年 3 月份：完成毕业设计论文。

五、课题的成果形式： 1、毕业设计任务进度细则； 2、毕业设计论文 1 份； 3、系统硬件电路图 1 张，系统程序流程图 2 张 4、设计说明书 1 份； (含程序清单、元件清单) 5、控制电路印刷电路图 2 份； 6、答辩演示文稿 1 份。

六、其他有关问题或保障机制： 1、学院实验室能够提供读写器和IC卡的身份的实验仪器及相关软件，图书馆可供查阅大 量的参考资料； 2、指导教师帮助软件调试。

指导教师意见 同学《智能小区管理门禁系统的设计》设计目的明确，设计方案阐述较好，信号流程 图的设计思路较清晰，重点较突出。在用词及逻辑性方面有待加强提高，同意开题。

指导教师签名： 系意见

12

月 20

日

系主任签名： 学院意见

月

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院长签名：注:可另加附页(文字格式:宋体、小四号、1.5 倍行距)

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