張弘揚(yáng) 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息技術(shù)學(xué)院

RFID智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張弘揚(yáng) 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息技術(shù)學(xué)院

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，安全問題日益突出，有一道安全的門是人們迫切需求的,智能門禁系統(tǒng)便在這種情況下誕生。本文提出了基于51單片機(jī)RFID門禁系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)。門禁系統(tǒng)硬件部分主要由RFID讀寫設(shè)備、51單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、紅外傳感器、時(shí)鐘芯片、顯示芯片LCD1602組成。其工作流程為：當(dāng)IC卡進(jìn)入讀寫器工作范圍時(shí)，讀寫器能將其檢測到并對其信息進(jìn)行識(shí)別，將信息傳輸至PC機(jī)進(jìn)行訪問和記錄，在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫檢索與其匹配的用戶信息。如果是數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的已注冊信息則繼電器工作，打開門放行，反之則拒絕該人員通過。

RFID 門禁系統(tǒng) 單片機(jī)

隨之對于自身安全的需求問題更加注重。為了滿足人們的安全需求，保障人們的安全問題，門禁系統(tǒng)隨之誕生。本設(shè)計(jì)研究的基于51單片機(jī)的RFID智能門禁控制系統(tǒng)可以為人們自身安全提供保障，研究結(jié)果具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)今社會(huì)，門禁系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。同時(shí)，智能門禁系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中，存在以下幾個(gè)原則：

（1）適應(yīng)性：由于智能門禁系統(tǒng)現(xiàn)如今已經(jīng)與人們的日常生活融為一體，各種場所都需要門禁系統(tǒng)。不同的人群，不同的場所對于門禁系統(tǒng)有著不一樣的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足使用方便、安全性高等原則。所以，系統(tǒng)的適用性是在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)的首要條件。

（2）穩(wěn)定性：由于門禁系統(tǒng)的工作時(shí)間是長時(shí)間的，隨時(shí)都要對出入人員和物流進(jìn)行審查。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，穩(wěn)定性也是重要因素。

（3）安全性：當(dāng)代社會(huì)，人們對于信息安全愈發(fā)重視。門禁系統(tǒng)中記錄著人們的基本信息，一旦泄露對于當(dāng)事人會(huì)造成很大的影響。所以，門禁系統(tǒng)工作時(shí)，要保證信息安全。

2 門禁系統(tǒng)的功能

（1）只要有人拿出RFID識(shí)別卡在識(shí)別系統(tǒng)的工作范圍內(nèi)劃過，系統(tǒng)便會(huì)接收電子標(biāo)簽所發(fā)出的信息以識(shí)別身份，然后系統(tǒng)便會(huì)對該識(shí)別卡上記錄的信息進(jìn)行審核和記錄。

（2）如果人員的識(shí)別卡上的信息被系統(tǒng)審核并通過，則放行，否則便攔住該人員。

（3）門禁系統(tǒng)的PC機(jī)會(huì)記錄下出入門禁的每個(gè)人員的信息，出入時(shí)間，門禁的工作狀態(tài)，是否出現(xiàn)過意外情況等，以便日后查詢。

3 門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

門禁系統(tǒng)主要組成部分有RFID讀寫設(shè)備，51單片機(jī)，MAX232，PC機(jī)，電源，電動(dòng)機(jī)和報(bào)警電路等。通過解析、識(shí)別射頻識(shí)別卡傳輸過來的信息，對IC卡上存儲(chǔ)的人員信息進(jìn)行識(shí)別。

門禁系統(tǒng)具體組成部分如圖1-1所示。

圖1 -1 門禁系統(tǒng)組成部分

4 電路設(shè)計(jì)主框圖

RFID門禁系統(tǒng)硬件部分主要組成部分有RFID讀寫設(shè)備、51單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、紅外傳感器、時(shí)鐘芯片、顯示芯片LCD1602。RFID卡使用的是Mi fare 1芯片；RFID卡讀寫設(shè)備由MCU，射頻處理模塊和天線組成；控制模塊采用的是51單片機(jī)STC89C52；顯示模塊采用LCD1602；再加上時(shí)鐘芯片，步進(jìn)電機(jī)和紅外傳感器構(gòu)成。

5 電機(jī)傳動(dòng)部分

本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分采用電機(jī)，由于步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械工作狀態(tài)只需要脈沖頻率和脈沖數(shù)便能決定，所以，這種簡單的關(guān)系反而不會(huì)受到外部環(huán)境和電子信息其他因素的影響。一個(gè)脈沖信號，便能決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速與停止位置。而這也讓步進(jìn)電機(jī)廣受好評，成為了大眾喜愛的產(chǎn)品。而門禁系統(tǒng)這種機(jī)械操作不頻繁，運(yùn)動(dòng)簡單，但是對于反應(yīng)速度，使用壽命要求嚴(yán)格的系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)便成為了最佳選擇。

6 紅外傳感器

當(dāng)標(biāo)記著人員信息的RFID卡進(jìn)入工作范圍時(shí)，系統(tǒng)對射頻信息解析并認(rèn)可之后步進(jìn)電機(jī)就會(huì)工作，達(dá)到開門效果。然后，為了保證不會(huì)在人員通過時(shí)突然關(guān)門，對人員造成傷害，要加入紅外傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測刷卡者是否已經(jīng)通過，當(dāng)檢測到該人員已經(jīng)通過時(shí)再使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)回原來位置，達(dá)到關(guān)門效果。

該傳感器模塊對外部環(huán)境的干擾，例如光線變換、噪音和污染等干擾因素抵抗能力強(qiáng)。該傳感器具有一對射線管。分別為紅外線發(fā)射管與紅外線接收管。當(dāng)開始工作時(shí)，先由紅外線發(fā)射管開始，發(fā)射出開始設(shè)定好的固定頻率的紅外線，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，紅外線向四面八方反射，一部分會(huì)由接收管檢測到。由系統(tǒng)分析之后，便可以得知該人員是否已經(jīng)通過。如果系統(tǒng)判斷該人員還沒有通過，便不給步進(jìn)電機(jī)信號，保持開門的狀態(tài)。反之則通過信號讓步進(jìn)電機(jī)工作，將門禁關(guān)閉。

7 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)是基于一種基于STC89C52單片機(jī)RFID的智能門禁系統(tǒng)。傳動(dòng)部分采用控制精度較高的步進(jìn)電機(jī)，傳感器選用了紅外傳感器，總體上講，本系統(tǒng)具有安全可靠，智能化程度高，易于操作，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

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[3]陳志聰.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用設(shè)計(jì)研究[D].廈門大學(xué),2008