一款基于89C51 單片機實現(xiàn)的非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)

楊旭方

（廣東省電子信息技工學(xué)校，廣東廣州，540450）

0 引言

為確保財產(chǎn)和人身安全，許多企事業(yè)單位都要對進出人員進行身份認證，傳統(tǒng)身份認證主要通過人工登記有效證件進行，但這種身份認證方式不僅存在工作量大、數(shù)據(jù)繁多、不易保存等缺點，而且證件容易造假，給身份認證工作帶來諸多不便。為此，各研究機構(gòu)都在探索新的身份認證方式，目前，我國比較流行的有指紋和非接觸式IC 卡兩種身份認證方式，由于非接觸IC 卡門禁系統(tǒng)具有安全性好、存儲量大、核對方便、非接觸預(yù)防交叉感染等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用。

1 系統(tǒng)設(shè)計方案

在使用非接觸式IC 卡前，系統(tǒng)管理員首先通過讀寫器將用戶信息和權(quán)限寫入用戶的IC 卡芯片中，當(dāng)用戶需要進出單位大門時，用戶將IC 卡移近讀寫器，然后讀寫器將讀入的用戶信息及權(quán)限送到單片機進行身份認證，若身份正確且滿足權(quán)限，則啟動門鎖開門，否則，門鎖緊閉，并顯示錯誤原因，同時，將身份認證信息保存，以供隨時備查。系統(tǒng)設(shè)計方案如圖1 所示。

圖1 非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)設(shè)計方案

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)主要由讀寫器、數(shù)據(jù)傳輸模塊和門禁管理模塊三部分組成，如圖2 所示。其中，讀寫器主要完成IC卡的讀/寫、身份認證、開/關(guān)門以及相關(guān)信息的設(shè)置、顯示等功能；數(shù)據(jù)傳輸模塊主要完成計算機與讀寫器之間的通信任務(wù)，并即時記錄人員進出情況；門禁管理模塊主要是通過計算機完成信息的存儲以及門禁相關(guān)遠程管理管理等功能。

圖2 非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)硬件設(shè)計

讀寫器是整個系統(tǒng)的核心部分，主要由89C51 主控模塊、液晶顯示、鍵盤、門鎖驅(qū)動、讀寫模塊MF RC531 和IC 卡組成。開門時，IC 卡用戶信息和權(quán)限通過收發(fā)天線送給89C51 單片機，經(jīng)單片機核對后控制門鎖開或關(guān)，同時將核對后的信息通過傳輸模塊送到計算機門進行存儲、登記等處理，方便相關(guān)人員核對。

讀寫器頭部分采用非接觸式IC 卡讀寫模塊MF RC531，支持非接觸式高速通信模式，讀寫距離約100mm，并具有調(diào)電保護、自動檢測并行接口類型、高集成度調(diào)制解調(diào)等功能，是一種比較理想的非接觸式IC 卡讀寫模塊，其內(nèi)部功能框圖如圖3 所示。

液晶顯示主要用于顯示門鎖開關(guān)狀態(tài)信息以及用戶操作提示信息，鍵盤主要用于用戶輸入開門密碼和管理員設(shè)置門鎖的開關(guān)密碼，門鎖驅(qū)動是將門鎖開關(guān)信號進行放大，以便驅(qū)動電機開或關(guān)大門，出門按鈕主要用于單位內(nèi)人員外出時開門使用。

圖3 非接觸式IC 卡讀寫模塊MF RC531 內(nèi)部功能框圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)軟件主要包括數(shù)據(jù)傳輸程序、數(shù)據(jù)存儲程序和主程序三部分。

3.1 數(shù)據(jù)傳輸程序

計算機通過傳輸模塊發(fā)送和接收門鎖認證信息，數(shù)據(jù)傳輸程序分為上位機程序和下位機程序。上位機是由管理中心控制的計算機，其主要功能是接受下位機的數(shù)據(jù)，如用戶卡號、進出時間，并對用戶卡號進行認證，確定其是否具備進入單位的資格，并將認證結(jié)果返回給下位機。下位機則是由單片機控制的門鎖讀寫器，其任務(wù)是將讀到的卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。

在設(shè)計時，上位機以Windows 系統(tǒng)為平臺，采用微軟公司提供的ActiveX控件實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。下位機采用89C51單片機，采用C 語言編寫，通過單片機提供的串口完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。

3.2 數(shù)據(jù)存儲程序

數(shù)據(jù)存儲程序使用高級語言編寫，主要用于存儲用戶進出大門信息，方便管理員統(tǒng)計、查詢，并具備自動更新功能。

3.3 主程序

主程序是非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)的核心部分，一般采用C語言編寫，主要完成用戶IC 卡信息的讀入、搜尋、判斷等任務(wù)，并根據(jù)判斷結(jié)果完成開門或顯示開門錯誤信息，其程序流程圖如圖4 所示。

圖4 主程序流程圖

4 結(jié)束語

本文利用單片機及射頻技術(shù)設(shè)計的非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)具有操作簡單、安全可靠、存儲容量大等特點，在企事業(yè)單位身份識別中得到了廣泛應(yīng)用，具有較高的推廣應(yīng)用價值。

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