基于TCP/IP的智能門禁控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

姚偉偉++姚玲++解振永

摘要：智能門禁系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生活的多種場景。該設(shè)計(jì)主要利用WIFI電路、RFID、蜂鳴器報(bào)警電路、STC89C52單片機(jī)核心電路、LCD1602顯示電路等模塊完成刷卡信息識(shí)別，并通過網(wǎng)絡(luò)連接，將刷卡信息傳送至控制機(jī)房。

關(guān)鍵詞：STC89C52；RFID；門禁；WIFI

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）30-0176-02

1 背景

伴隨著數(shù)字化信息技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)今的智能門禁逐漸得到社會(huì)各界的認(rèn)可與廣泛應(yīng)用。門禁在當(dāng)下，不僅僅是純粹的開門關(guān)門管理系統(tǒng)，更多地被廣泛使用在許多企業(yè)公司的考勤系統(tǒng)中以及某些地區(qū)進(jìn)出入的通行證，在安全方面發(fā)揮著很大的作用。

2 硬件組成

本次的設(shè)計(jì)主要是由WIFI電路、RFID電路、蜂鳴器報(bào)警電路、STC89C52單片機(jī)核心電路、LCD1602顯示電路以及電源電路所組成。其系統(tǒng)組成圖如圖1所示。

本次門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是采取模塊化的方式進(jìn)行分塊的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中，主要分為三個(gè)模塊進(jìn)行的，分別主控制模塊、被控制模塊以及無線傳輸模塊三個(gè)模塊組成，并且對(duì)于各個(gè)模塊，進(jìn)行分步完成，最后再把每個(gè)模塊整合到一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而完成本次的設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)完成后，才可以進(jìn)行總體的一次調(diào)試。當(dāng)然，最主要的是主控模塊，其包含了有WIFI電路、RFID、蜂鳴器報(bào)警電路、STC89C52單片機(jī)核心電路、LCD1602顯示電路以及電源電路等。

1） STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)的最小系統(tǒng)主要包括電路電源、復(fù)位以及時(shí)鐘電路等模塊構(gòu)成，這些組成是使單片機(jī)能正常運(yùn)行的必要條件。也是作為單片機(jī)的核心部分，對(duì)單片機(jī)能完成較為復(fù)雜的功能提供了前提條件。

2） D1602顯示電路模塊

通過對(duì)單片機(jī)軟件燒錄，來讓液晶屏顯示所要的內(nèi)容，即顯示所刷卡的信息。當(dāng)然，給不同的控制指令，會(huì)在液晶屏上顯示對(duì)應(yīng)的信息，比如：字符串顯示、字符閃爍以及顯示移位，跳動(dòng)等。

3） WIFI模塊

RM04模塊的UTXD和URXD，無論是串口接收還是發(fā)送都是通過這兩根線來完成的。模塊的UTXD及URXD，都進(jìn)行了兼容性的處理，因此，是支持單片機(jī)系統(tǒng)的。即將模塊的UTXD和URXD與單片機(jī)系統(tǒng)的RXD和TXD連接。當(dāng)單片機(jī)控制到RC522受控模塊時(shí)，會(huì)采集到對(duì)應(yīng)IC卡數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)再通過串口與ESP8266連接，再通過WIFI由網(wǎng)絡(luò)以TCP協(xié)議格式數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器，上位機(jī)部分則采集到服務(wù)器數(shù)據(jù)并顯示出來。

4） RFID模塊

射頻識(shí)別技術(shù)不僅僅用于門禁，小區(qū)安全門禁中，現(xiàn)在更多地被廣泛用在自動(dòng)收費(fèi)以及自動(dòng)識(shí)別車輛的車主信息等。此技術(shù)更多的用在了人們的日常生活中。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：

電子標(biāo)簽（Tag）：電子標(biāo)簽（Tag）：它是有耦合元件和芯片所組成的，況且，每個(gè)標(biāo)簽都是獨(dú)一無二的，其電子編碼也是唯一的；常常用來附著在物體上，以表示目標(biāo)的對(duì)象。

閱讀器（Reader）：主要是讀取標(biāo)簽上的信息的一種設(shè)備，有時(shí)候也可以是寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備。

微型天線（Antenna）：介于標(biāo)簽與閱讀器之間，常用來傳遞射頻信號(hào)。

3 軟件組成

當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候，在給系統(tǒng)上電時(shí)，在液晶屏LCD1602會(huì)出現(xiàn)初始化的狀態(tài)，同時(shí)也對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行質(zhì)量的檢測，然后，再檢測是不是存在信號(hào)的輸入，如果有信號(hào)的輸入，不同模塊會(huì)對(duì)不同的信號(hào)輸入做出不同的指令與控制，同時(shí)在顯示屏上也會(huì)看到不同的狀態(tài)。

4 系統(tǒng)調(diào)試

本次調(diào)試，可以分別為三個(gè)步驟：

第一步：通過手機(jī)設(shè)置一個(gè)熱點(diǎn)，設(shè)置一個(gè)固定的名稱和密碼。按下電源的開關(guān)鍵，隨后在液晶屏上則會(huì)出現(xiàn)初始化的狀態(tài)。初始化狀態(tài)完成之后，在液晶屏上會(huì)出現(xiàn)Please Bush Card界面，

第二步：拿出一張IC卡，進(jìn)行刷卡，在刷卡的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)亮，在這個(gè)時(shí)候，會(huì)看到液晶屏上顯示相應(yīng)的卡號(hào)。

在刷卡的同時(shí)，不僅在液晶屏上顯示卡號(hào)，同時(shí)，在電腦上會(huì)顯示相應(yīng)的卡號(hào)以及刷卡的具體時(shí)間，如圖3所示。

圖4 刷卡信息記錄

利用所設(shè)計(jì)的門禁控制系統(tǒng)，用RFID射頻識(shí)別模塊來替代以往用鑰匙開門鎖門的機(jī)械方式。在用刷卡進(jìn)入，用戶只需要一張感應(yīng)卡即可打開門，同時(shí)，通過無線網(wǎng)的傳輸，也可以把刷卡的信息傳到電腦上，以此可以看到刷卡的卡號(hào)及刷卡時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了智能化安全管理，有助于有序化數(shù)據(jù)管理。

5 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)以及門禁控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了基于TCP/IP協(xié)議的門禁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及基于internet技術(shù)的門禁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了門禁控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接入等主要功能。

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