廣州城建職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 苗振騰

隨著智能家居快速的滲透到人們?nèi)粘Ｉ钪?，門禁系統(tǒng)作為樓宇建筑安全保障的首要防線，對其功能的穩(wěn)定性、操作的智能化、應(yīng)用的安全性等性能也提出了很高的要求。本文根據(jù)以上各種需求，結(jié)合當(dāng)前自動化控制的主流技術(shù)，提出了一種采用單片機(jī)為主控芯片，利用RFID技術(shù)（無線射頻識別通信技術(shù)），滿足了門禁系統(tǒng)的多方面需求，實(shí)現(xiàn)了門禁系統(tǒng)的智能化應(yīng)用。該門禁系統(tǒng)電路工作穩(wěn)定、集成度高，調(diào)試方便，測試精度高，具有良好的實(shí)用價(jià)值。

引言：隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能家居得到了廣泛應(yīng)用，門禁系統(tǒng)作為智能家居的重要組成部分，對人們的安全居住起到了重要的保障作用。

本文通過分析RFID門禁系統(tǒng)的功能要求，結(jié)合自動控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)及傳感器技術(shù)，為RFID門禁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)了可靠的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了性能穩(wěn)定可靠的智能化門禁系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)利用FM1702高頻讀卡模塊和51單片機(jī)，配合若干傳感器，實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)框架

本設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)接口電路、FM1702高頻讀卡模塊、繼電器模塊、LCD液晶顯示電路、報(bào)警器控制電路組成。單片機(jī)是整體硬件電路的控制核心，對各個(gè)功能電路實(shí)現(xiàn)智能控制。根據(jù)功能需求，各功能電路在獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾的前提下，能實(shí)現(xiàn)信息互通。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 電路結(jié)構(gòu)框架

2 硬件電路

本系統(tǒng)的控制核心電路為單片機(jī)接口電路，主要由電源電路、8位單片機(jī)STC89C52芯片、復(fù)位電路、晶振電路構(gòu)成。下面介紹系統(tǒng)的主要外圍控制電路。

圖2 讀卡器模塊電路圖

圖3 讀卡器與單片機(jī)連接電路圖

2.1 FM1702高頻讀卡器模塊

本設(shè)計(jì)選用的FM1702高頻讀卡器模塊，具有工作穩(wěn)定、易嵌入其他模塊、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。將本模塊設(shè)置為記錄卡模式時(shí)，若IC卡靠近FM1702讀卡器，F(xiàn)M1702讀卡器就會將卡的信息讀取，然后將信息整合，發(fā)送給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)控制操作，記錄完卡信息后，若按下復(fù)位鍵，再次將某張卡靠近FM1702讀卡器，F(xiàn)M1702會將讀取卡的信息整合并發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)對卡的信息是否正確進(jìn)行判斷。本模塊工作電路如圖2和圖3所示。

2.2 LCD液晶顯示電路

本電路采用LCD1602輸出顯示信息。本芯片具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，不需要外加驅(qū)動電路。本電路采用字符型顯示方法實(shí)現(xiàn)信息顯示，通過按鍵對單片機(jī)系統(tǒng)控制，液晶顯示器能夠顯示刷卡、讀卡、記錄卡、清除卡信息、清除成功等功能確認(rèn)提示，當(dāng)進(jìn)行卡的身份確認(rèn)時(shí)，會顯示close，open，以表示身份正確或錯(cuò)誤。本模塊電路利用單片機(jī)的P0口與LCD1602進(jìn)行電路連接，實(shí)現(xiàn)信息傳送。

2.3 AT204C02注冊卡電路

AT24C02是低電壓工作的2K位串行電可擦除制度存儲器，內(nèi)部組織為256個(gè)字節(jié)，當(dāng)選擇記錄卡模式時(shí)，將卡靠近FM1702讀卡器，單片機(jī)會將卡的信息發(fā)送給AT204C02，AT204C02會將信息存儲起來。當(dāng)選擇清除模式時(shí)，若按下清除鍵，單片機(jī)會發(fā)送清除信號給AT204C02，AT204C就會將已存的卡的序列號、容量等相關(guān)信息清除掉，然后再發(fā)送信息給單片機(jī)，單片機(jī)顯示清除成功。

2.4 其他功能電路

本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)開發(fā)了繼電器模塊電路和報(bào)警器模塊電路。在記錄了卡的信息后，按下復(fù)位鍵，再一次將卡靠近FM1702讀卡器時(shí)，若卡的序列號正確，則繼電器動作，LED發(fā)光，表示門以開啟，否則，繼電器將不動作，LED不發(fā)光。在記錄卡片信息的工作模式下，若將卡片靠近FM1702讀卡器時(shí)，蜂鳴器會發(fā)出響聲，表示記錄成功。記錄卡片信息后，按下復(fù)位鍵，再一次將卡靠近FM1702時(shí)，蜂鳴器會發(fā)出響聲表示身份正確。

3 軟件開發(fā)

本設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)由初始化、讀卡器處理模塊、LCD液晶顯示模塊、報(bào)警器模塊、LED 顯示模塊構(gòu)成。在接通電源后，系統(tǒng)不停的檢測FM1702走位是否有可識別的IC卡，若有，讀卡器就會讀取卡片信息，并傳送信息給單片機(jī)，控制讀卡器采集數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的工作模式，對IC卡進(jìn)行注冊和識別，根據(jù)識別結(jié)果，配合相應(yīng)的繼電器與蜂鳴器的動作，以實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)的限行功能。

參考：王靜霞，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)（C語言版）：電子工業(yè)出版社，2014；戴上舉，刪繁就簡單片機(jī)入門到精通：北京航空航天大學(xué)出版社，2011； 范紅剛，魏學(xué)海，51單片機(jī)自學(xué)筆記：北京航空航天大學(xué)出版社，2010。