基于RFID技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉志勇

摘要：為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，給人們的安全性提供保障，滿足現(xiàn)在社會(huì)的需求，門禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本文主要設(shè)計(jì)了一款RFID技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)選用MC9S08AW60單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心部件，外加蜂鳴器、液晶顯示等電路模塊。使用射頻卡完成刷卡進(jìn)出，設(shè)計(jì)一套便捷、安全的智能門禁系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);射頻卡技術(shù);智能門禁系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP273.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1007-9416（2018）10-0000-00

隨著單位內(nèi)部對(duì)出入管理需求的提升，門禁在人們的日常生活中已隨處可見，隨著獨(dú)立IC卡門鎖到智能門禁系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，對(duì)安全技術(shù)的要求也越來(lái)越高。依靠射頻識(shí)別技術(shù)運(yùn)用在門禁系統(tǒng)中可大大提高門禁系統(tǒng)的安全性和便利性，以受到了廣泛的關(guān)注。

1硬件設(shè)計(jì)

1.1總體功能設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)選用MC9S08AW60（以下簡(jiǎn)稱AW60）單片機(jī)最小系統(tǒng)作為系統(tǒng)的核心部件，外圍電路包括射頻識(shí)別模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊。此設(shè)計(jì)主要利用射頻卡來(lái)充當(dāng)進(jìn)門許可證，當(dāng)單片機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在門卡被正確識(shí)別時(shí)，紅色LED0燈亮起，延遲一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅;在門卡無(wú)法被識(shí)別時(shí)，紅色LED0和LED2燈交替亮起，伴隨蜂鳴器急促地響。按下相應(yīng)按鍵，輸入管理員密碼，進(jìn)入相應(yīng)模式，才可完成注冊(cè)卡和注銷卡等一系列操作。

智能門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 AW60最小單片機(jī)系統(tǒng)

MC9S08AW60是一款8位的低成本、高性能的微控制器，資源豐富，性價(jià)比高。支持40MHz CPU工作時(shí)鐘和20MHz內(nèi)部總線工作頻率;片內(nèi)包含2KB的RAM和60KB的在線編程的Flash ROM。使用內(nèi)部Flash存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一方面可擦除可編程，另一方面還可以快速讀取數(shù)據(jù)，防止斷電而丟失重要數(shù)據(jù)，更好的保存數(shù)據(jù)，可靠性好。除此之外，它還包含豐富的片上外設(shè)功能。而傳統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用范圍很局限，如普遍使用的51系列單片機(jī)，受限于本身有限的RAM空間，需要外接芯片才可完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

1.3射頻識(shí)別模塊

射頻識(shí)別是無(wú)線電識(shí)別的簡(jiǎn)稱，英文全稱為Radio Frequency Identification，它源于無(wú)線電通信技術(shù)。其主要由讀寫器和應(yīng)答器兩部分組成，它的工作原理是特定頻率的電磁波會(huì)被讀寫器送給應(yīng)答器，電磁波再驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器的電路，輸出相關(guān)信號(hào)，接著被讀寫器所接收。

1.4報(bào)警模塊和鍵盤模塊

蜂鳴器的正極與電源相連，負(fù)極與三極管的集電極相連，三極管的基極通過1K的電阻連接到AW60的PTCD4引腳，蜂鳴器為高電平驅(qū)動(dòng)，三極管選用NPN型8050晶體管，這里的三極管主要起到開關(guān)作用。

鍵盤采用4*4的矩陣鍵盤，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，主要進(jìn)行鍵盤輸入的操作，其在操作的過程中常出現(xiàn)鍵盤抖動(dòng)的問題，鍵盤抖動(dòng)的是由于按鍵簧片的彈性，會(huì)出現(xiàn)所按下的鍵在關(guān)閉或斷開狀態(tài)來(lái)回波動(dòng)，要顫抖數(shù)次后才可以穩(wěn)定下來(lái)，鍵盤持續(xù)抖動(dòng)的時(shí)間范圍為5～10ms，鍵盤不抖動(dòng)的時(shí)間也可以說是穩(wěn)定閉合的時(shí)間范圍為十分之幾秒～幾秒。消除鍵盤抖動(dòng)的方法有硬件去抖和軟件去抖。

1.5 Flash在線編程

Flash在線編程是指利用Flash的電可擦除特性，允許Flash內(nèi)的用戶程序在運(yùn)行過程中調(diào)試駐留在Flash內(nèi)部的擦除或?qū)懭胱映绦颍瑢?duì)Flash內(nèi)的數(shù)據(jù)或程序進(jìn)行修改，無(wú)需外部硬件的支持。Flash在線編程可以在CPU運(yùn)行的修改某些參數(shù)，由于Flash可以完成對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的斷電存儲(chǔ)，無(wú)需后備電源來(lái)保護(hù)，所以在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方面，F(xiàn)lash比常用的ROM更具有優(yōu)勢(shì)，這也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 軟件設(shè)計(jì)

選用MC9S08AW60單片機(jī)編寫程序，實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、液晶顯示，蜂鳴器報(bào)警、存儲(chǔ)管理員密碼，完成注銷卡、注冊(cè)卡等系列功能。AW60單片機(jī)控制芯片的邏輯控制流程圖如圖2所示。

本軟件設(shè)計(jì)主要利用鍵盤來(lái)控制整個(gè)智能門禁系統(tǒng)，在程序中編寫時(shí)，設(shè)計(jì)在按下13鍵時(shí)，輸入管理員密碼，進(jìn)入模式一，這時(shí)若放一張未注冊(cè)的卡，液晶顯示屏上卡未注冊(cè)，紅燈LED0和LED2交替閃爍，伴隨蜂鳴器響;再按下14鍵時(shí)，輸入密碼，進(jìn)入模式二，此時(shí)進(jìn)行注冊(cè)卡，紅燈LED0常亮。若在輸入密碼的過程中輸入管理員密碼錯(cuò)誤，顯示屏上會(huì)顯示密碼錯(cuò)誤，可重新輸入。

3結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了基于RFID技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)的原理和實(shí)用意義，創(chuàng)新之處在于實(shí)用了MC9S08AW60最小單片機(jī)系統(tǒng)作為核心芯片，以及各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)作用，智能門禁系統(tǒng)在我們的現(xiàn)實(shí)生活中作用越來(lái)越廣泛，在科技高速發(fā)展的當(dāng)代社會(huì)中，門禁系統(tǒng)作為與生活息息相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用，將為我們帶來(lái)更大便利。

參考文獻(xiàn)

[1] 王宜懷，吳瑾，張書奎，等.嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐（第二版）[M].北京清華大學(xué)出版社，2011.

[2] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[3] 周曉光，王曉華，王偉.射頻識(shí)別（RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2008.

[4] 陸洲町.基于51單片機(jī)的多功能電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京航空航天出版社，2001.

[5] 王林，王宜懷，錢仇圣，等.MCF52233 Flash 在線編程構(gòu)件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2010，36（14）：254-255，258.

[6]王宜懷.嵌入式應(yīng)用在線編程開發(fā)系統(tǒng)的研制[J].計(jì)算機(jī)工程，2002，28（12）：22-24.

Design of intelligent entrance guard system based on RFID technology

LIU? Zhi-yong

（Xuzhou Building Assets Management Company， Xuzhou Jiangsu? 221006）

Abstract： In order to provide people with security assurance and satisfy the needs of modern society， the entrance guard system emerges as the times require. This paper mainly introduces a kind of intelligent entrance guard system， which is designed with the application of RFID technology. The system consists of a core component--MC9S08AW60 single-chip microcomputer and some circuit modules like buzzers and liquid crystal display， etc. By swiping a radio-frequency card to enter and exit， the design of the entrance guard system is quite convenient and secure for users.

Key Words： Single-chip microcomputer， RFID technology， intelligent entrance guard system