智能门禁控制系统设计-以百微公司为例.docx

摘要智能门禁系统是一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。由计算机或管理人员在中心控制室监控，从而实现对出入口的控制。智能化门禁作为环境安防系统的一个重要组成部分，不仅可以取代传统的钥匙及人工出入登记的功能，更是多元化的管理工具：一套功能齐全的智能化门禁管理系统，可透过简单的预定操作程序，对各类场所的出入口实行计算机管理，从而建立起有序化管理机制与模式。对内管理，它可以随时控制不同人员的出入区域及出入。间并记录各类人员的出入情况，为各种管理机制提供严速的手段和详实的数据；对外管理，可以礼貌地拒绝不素之客，有效的保护控制区域内各项财产不受非法侵犯，维护区域内正常的工作秩序。本文设计的门禁系统采用STCI1F52单片机作为控制核心，外国加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路及信息上传电路。门禁系统主要组成：由CPU、复位电路、电源指示、工作指示、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、读卡模块。门禁卡采用射频卡，可以完成刷门禁卡进门，按出门按钮出门的功能。关键词智能识别远程控制安防计算机技术电控锁第1章结论11.1 课题研究的背第I1.1.1 门禁系统简介11.1.2 门禁系统出现的背景11.1.3 课题研究的意义21.2 门禁系统的发展313门禁系统的国内外现状41.4 本课题设计的主要工作和任务5第2章系统方案设计与实现62.1 卡片选型62.2 读卡模块介绍62.3 总体方案论证72.3.1 各模块方案选择与论证72.3.2 总体方案确定9第3章系统硬件设计与实现I1.3.1 电源模块I1.3.2 数码管显示电路I1.3.3 单片机鼓小系统电路123.4 MF-RC522读写模块133.4.1 MF-RC522芯片介绍133.4.2 MF-RC522模块工作原理143.4.3 读写模块的天线设计153.4.4 读写模块电路163.5 MF-RC522模块与单片机接口电路173.6 门控锁电路173.7 蜂鸣器电路193.8 控制工作指示灯193.9 矩阵键盘电路20第4章系统软件设计与实现214.1 软件设计环境214.2 主程序的设计224.3 读/写卡程序设计244.3.1 MF-RC522命令寄存器及指令说明244.3.2 读/写卡程序流程图274.4 系统外围基本电路程序的设计294.4.1 键盘程序设计294.4.2 显示程序设计304.5 系统调试31总结与展望32系统总结32系统发展前景展望32致谢错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。附录34附录1元件清单：34附录2门禁模块电路原理图：35第1章绪论1.1 课题研究的背景1.1.1 门禁系统简介出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计停机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区，工厂等。在数字技术网络技术E速发展的今天，门禁技术得到了迅猛的发展。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥也管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内一卡智能管理。1.1.2 门禁系统出现的背景当今社会科学技术E速发展，人们都在感受着高科技带来的便利与益处，同时，人们对高科技服务于生活的要求和质显:也越来越高.我国经济的快速发展，城巾人口也迅速增加，社会财富不断积累，因此对建筑的安全防护系统要求也越来越高。高科技在带给人们生活便利的同时，也带来了一些人运用这些高科技手段进行盗窃和抢劫等违法犯罪行为,造成了人们的人身和财产安全的隐患，人们只有寄希望于更安全、更可靠的安全防范措魄，来阻止这些犯罪份子的侵犯。自古以来，人们一直使用一把普通的锁来保护他们的财产，对进出人员进行控制，这种简单的方法一直沿袭了几千年，这种普通的门锁始终离不开钥匙，而且一把门锁需要一把与之相对应的钥匙，多把锁就需要配多把钥匙。钥匙多了就繁琐不便r携带，并且容易丢失和被盗，不管其结构多么的合理，材料多么坚固，总可以通过某种非正常的手段打开，因此安全性雉。在科技飞速发展的今天，传统的门锁在很大程度上不能满足人们对安防的需求，为了从根本上改变这种局面，产牛了料能门禁系统，它是在电子、机械、光学、生物识别技术、计算机技术和通信技术等新技术的基础上开发出来的。智能门禁系统已成为发达国家和地区一些垂要场合其中重要的安防系统之与传统的门禁安全设备不同，它从被动转变到主动监控和报警控制，发挥了更高的安全防范作用。所以，智能门禁系统在安防控制设备领域中大显风采。根据美国当局的调查结果显示：美国门禁设备销售占整个公共安全行业市场销隹额的57.8%闭路电视监控及其他报警设备销售总额仅占39.2%,另外台湾安防器材市场的年度调会报告中，门禁系统销售增长率为25机与其他安防设备的增长率相比高出了卜几倍。燧若人们对门禁系统的要求不断增加，现在的智能门禁控制系统的应用越来越广泛，人们对智能门禁系统的应用不再仅限于对出入口的单一管制，还要求它不仅可应用于智能大度或者智能小区的门禁控制、企业的考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇智能控制等，而且还能与其他联动控制设备等一起构成具有多种控制功能的系统。1.1.3 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.目前，智能化已成为自动化领域新技术、新方法和新产品的发展趋势和标志，智能化迅速扩展到仪器、仪表、设备以及整个大系统之中。它不仅深入到军事，也深入到工业控制、商业、建筑业和农业，包括计算机控制、管理、辅助设计和生产过程自动化等各个领域。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、电梯口等般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。在我在我卡行业的发展起始于始93年左右,当时对IC卡行业非常重视,高瞻远瞩，国家大力发展我们自己的IC卡事业，建立了“金卡工程”。已成功开发出了我国自主版权的较大容贷的存储卡和逻辑加密卡等，但是对于高端CPU卡和非接触IC智能射频卡的制卡技术和相应的读/写卡设备的技术我们仍处于落后状态,极大的限制了我国ICP事业的发展，制约着我国“金卡工程”的实施，料能门禁控制系统在我国的使用还处于发展阶段。正是在这种背景下，本课题提出了基于射频识别的智能门禁控制系统，具体分析和研究了其中的一个市要部分一门禁控制系统.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。1.2 门禁系统的发展门禁系统到底是如何发展起来的呢?门禁系统，就是对进口和出口人员的控制，也叫做出入口控制系统。在什么地方放人进出，什么地方拒绝人的入，以及什么时候需要拉响警报和对出入人员信息的存档，从而保障人身和财产的安全，是早期门禁系统的基本功能。随着社会的不断发展，门禁系统也逐步的发展进步和智能化。从人类社会的形成开始，随着人们的不断劳动创造了财富，人们布了属于自己的财物，为了保障自己财物的安全，人们将门用栓了锁起来，因此，人类从找个时候起就对进出门人口的控制，从而产生了早期的门禁系统0随着人类社会的不断进步，人们的安全防范意识也不断的提高，出现了安全性能越来越高的门锁设备。传统的门锁都是纯机械装置，无论它的内部结构多么的复杂，始终依赖于一把很简单的钥匙，就可以轻而易举的进出，如果钥匙丢失了门锁也就坏了。磁卡式的门禁系统弥补了这种功能简单和单一的不足，用磁卡代替原来的钥匙，各方面的性能都得到了改善和提高，但是磁k的存储空间小，磁P与读k器之间容易发生磨损，读卡器容易被人为破坏，这些因素使得磁k式门禁系统的安全性和可靠性也受到了一定的限制。随着接触式智能IC卡门禁系统的应用，其市场规模不断的扩大，它自身不可克服的缺点成为料能ICk门禁系统发展的障碍。通信的全球化和网络信息的飞速发展，人们对各方面提出了更高的要求，要求信息载体便于携带、安全性高、使用简单等，非接触式智能IC卡具有无机械磨损、维护方便、使用简单等特点，具有强大的潜力因此成为业界备受关注的新军。随着数字化的普及和发展，数字电路的性能不断的完善和提高，芯片的价格也越来越低，使得人们能够有机会设计出大量各种性能、性价比高的产品。控制处理模块是门禁控制系统所有功能和组合方式的灵魂，它能够充分的表现出门禁系统的安全防范能力以及对日常工作的管理。上个世纪80年代，计算机技术K速发展和光学扫描的技术革新，使得指纹的提取成为了现实。在90年代后期，图像设备的引入和发展，以及图像处理的算法为指纹识别应用提供了条件，大大促进了生物识别的门禁系统的发展和应用。生物识别的门禁系统是通过检测人体个人所具有的唯特征的方法来进行出入的控制，研究表明，人的指纹、掌纹、面部特征、声音、视网膜、虹膜、骨骼都具有唯一性和稳定性的特点，即每个人的这些特点与他人不同而且终身不会发生变化，因此可以用这些特征作为判别人员身份的依据。从而产生了基于这些特点的指纹识别、声音识别、脸部识别等生物识别的技术，指纹识别技术是生物识别技术的热点。由于这些人体的这些生物特征具有可靠性和唯一性，终身不变，不会遗失和且制，其他的介质取代不了的优点，所以，基生物识别的门禁系统从识别的方式来讲安全性高，可靠性高，而且成本高，对环境要求也高，对用户的要求也高，使用不方便。1.3 门禁系统的国内外现状引用理于射嬲限和用禁敏升感门禁控制系统是眼随着自动识别技术发展起来的，拥有很大的市场，有很多公司都从事门禁控制系统的生产和开发。在国外的门禁系统有很多品牌，主要有美国的休斯(HID)、摩托罗拉(MOToRo1.A)、英国的集宝，以色列的SERVANT等品牌，国内门禁系统的品牌主要有清华紫光和捷顺等。U前，国内外研究和开发的门禁控制系统主要是感应式门禁系统和基r生物识别技术的门禁控制系统。在基r生物识别技术的门禁控制系统中主要是以指纹识别为应用的门禁系统使用最广泛。随着计算机技术的发展、图像处理和自动识别技术的提高以及大规模的集成电路的发展，指纹识别系统的体积越来越小，价格也不断的降低，可以广泛应用于门禁系统和其他诸多领域。无论是感应式的门禁系统还是基于生物识别技术的门禁系统，支撑射频识别技术和生物识别的技术都比较成熟。门禁系统作为种安全保护的产品，主要竞争力是在其产品的安全性和可鸵性以及性价比上。在般人看来，基于生物识别的门禁系统都很安全，其实这是个误解。虽然人体的生物特征是独无二的，具有唯性、可靠性和不可替代等优势，从识别的方式上来看确实是非常安全。但是，门禁系统作为一个整体，其整体的安全性不仅包括识别方式的安全，还包括控制系统的安全、系统软件的安全、通信方式的安全以及电源的安全，任