基于RFID的门禁系统的设计与实现

目录1.引言......................................................................................................................................11.1研究的背景和意义...........................................................................................................11.2RFID发展趋势.................................................................................................................12.射频识别技术......................................................................................................................22.1射频识别系统的工作原理...............................................................................................22.2射频识别系统的功能介绍...............................................................................................23.门禁系统硬件设计..............................................................................................................33.1非接触式读卡芯片MFRC522.........................................................................................33.2STC89C52主控模块........................................................................................................43.3LCD12864液晶显示模块................................................................................................73.4按键...................................................................................................................................83.5指纹...................................................................................................................................94.门禁系统软件设计..............................................................................................................94.1KeilC51开发系统...........................................................................................................94.2LCD显示程序设计..........................................................................................................94.3按键程序设计.................................................................................................................124.4指纹程序设计.................................................................................................................135.系统的实现........................................................................................................................155.1仿真实现.........................................................................................................................155.2实物实现.........................................................................................................................156.结语..................................................................................................................................15参考文献...............................................................................................................................16基于RFID的门禁系统的设计与实现1基于RFID的门禁系统的设计与实现学生姓名：指导教师：摘要：得益于科学的进步，日常生活中射频技术应用愈加广泛，在各个行业中均能见到该技术的身影。在现阶段的门禁安保体系内，把自动识别体系同安全管理技术统一为一个整体。本系统硬件部分主要采用射频识别模块MFRC522，单片机STC89C52；软件部分主要以Keil软件为主，同时依靠C语言丰富其功能，直至实现同射频卡进行通信的目的，让二者在部分数据上能够自由互换。该门禁系统的实现在安全性上有了极大的提高。关键字：射频识别门禁系统MFRC522STC89C521.引言1.1研究的背景和意义随着科学技术的进步以及社会的不断发展，人们的生活条件和城市面貌都有了翻天覆地的变化，随之而来的是各种突发事件的发生，各种安全问题也越来越受到人们的关注，最为重要的就是门锁的安全。在当今的社会背景下，此前普遍使用的锁，抑或是防盗门，都因其结构上的缺陷而逐渐落后于时代，原始的一些锁已经没有安全的保障，传统的机械式开锁，无论使用蛮力破坏，还是技巧开锁，都已成为很大的隐患，钥匙多了不方便携带，丢失后也可造成很大的安全隐患。本文从人们日常生活中的实际需求出发，通过利用射频识别技术是锁和卡之间建立通信，实现二者之间的对话，并用更加智能和人性化的卡来取代传统的钥匙，使整体的门禁系统在安全性上有了极大地提高，同时也给人们带来了极大的方便。RFID本身是一种自动识别技术，确切来说是一种无线射频识别技术。在本文所设计的系统中，正是采用RFID射频识别技术实现门禁的相关功能，当射频读写器感知到智能卡时，可自动完成对卡的读取和识别，并且可以在LCD屏幕上显示出卡号的信息，而且可以在人们忘记带卡的时候，能够通过按键和指纹模块来进行解锁，通过这种设计，整个门禁系统的安全性得以充分保证，进一步保护用户的生命财产安全。1.2RFID发展趋势RFID技术的应用最早出现于二战中的飞机目标识别，但由于当时的特殊时代背景加之技术的相对落后和成本等因素，该项技术没有引起广泛的关注。随着近些年科学技术以及相关技术领域的不断发展和探索，RFID技术得到迅猛发展，RFID产业更是如雨后春笋般成为一个兴起的高科技产业群，为经济增长添砖加瓦。所以该项技术在经济发展、改善大众生活水平、加速社会信息化建设、改善社会公共安全状况及国家安全等等层面，都极具战略性意义。最近几十年来，随着集成电路、信息安全、网络通信等技术的快速发展和相关领域的不断突破，RFID技术的实际应用被不断的商业化，其涉及的技术领域极为广泛，比如材料领域、制造行业领域、信息领域等；本科毕业设计2其涵盖的技术更是十分全面，在信息安全传输、芯片制造、通信、系统集成等方面都有体现。国际国内相关科技工作者以及政府都十分关注该项技术的发展动态，时刻不在鼓励和推动该技术的研发和应用工作，因为RFID技术可对高速的运动物体进行精确识别、同时对多个运动物体识别并具有非接触性的特性和优点，最有本世纪重要的信息技术之一，其在目标追踪等领域有着极大的发展空间和远景。2.射频识别技术所谓射频识别技术（英文简称为RFID），即一种基于射频通信的自动识别技术，该技术的核心部分主要有标签、读写器和天线构成，采用非接触的方式实现相关的识别。RFID技术的核心思想是当射频读写器感知到智能卡时，可自动完成对卡的读取和识别，并将读取到的相关信息上传至系统，最终通过LCD显示屏幕显示出来。相较于传统的识别技术，该技术最大的特点在于非接触便可实现自动识别，同时数据读取和存储的速度很快，而且数据存储量很大，通过这一系列优点，使得基于该识别技术的系统可快速的对相关信息进行处理和识别，迅速提取出关键信息。2.1射频识别系统的工作原理本文独立构建的RFID系统，是基于无源系统展开的，射频脉冲信号为射频卡提供工作中所需的相关能量。该系统通信质量的优劣直接与射频脉冲信号能否较好地为被射频卡所感应。倘若该射频卡所在位置恰好在读卡器的感应范围之内时，前者就能够感应并截获到脉冲信号，随后以电流的形式将芯片内的重要数据传播出去，同时借助读卡器中的相关操作，最终将要传递的信息传输至信息系统进行相关的操作和处理。图1RFID系统典型结构图2.2射频识别系统的功能介绍本系统主要由射频识别模块MFRC522、单片机STC89C52、LCD12864显示模块、按键模块、指纹模块等组成，配置相应的硬件电路，完成本设计要实现的功能。设计可以通过MFRC522对射频卡进行读取和识别，LCD可以将卡号和各个功能页面进行显示，键盘用来进行数字密码的输入和修改等，可以实现以下功能：（1）读取射频卡（2）显示卡号信息于LCD（3）可用按键输入密码（4）验证密码（5）更改密码（6）指纹验证收发模块控制模块天线接口模块天线收发模块控制模块电池存储器计算机网络基于RFID的门禁系统的设计与实现3图2RFID系统原理结构图3.门禁系统硬件设计本文构建的系统内的电路是由单片机STC89C52支配的，MFRC522芯片对相关信息数据进行读取等操作，主要通过MCU将射频卡中的相关信息显示出来。按键的功能主要是实现对用户输入的密码进行验证以及完成用户修改密码的操作。指纹的功能在于用户在无需键入密码的前提下可以单通过用户的指纹达到解锁目的。图3展现了门禁系统流程图。图3门禁系统流程图3.1非接触式读卡芯片MFRC5223.1.1MFRC522概述MFRC522芯片是主要用