基于RFID的低功耗智能门禁系统的设计与研究--《成都理工大学》2012年硕士论文
基于RFID的低功耗智能门禁系统的设计与研究
【摘要】：在科技技术日益发展的时代，智能门禁系统已成为“智能建筑”中必不可少的一个组成部分，它在一定程度上保护了人们的人身和财产安全。因此，对于智能门禁系统的研究与设计已成为重要的发展趋势。传统的门禁系统大多数都采用机械锁、IC卡等方式，这要求使用人员必须近距离的操作，且同时存在钥匙忘带、IC卡磨损等问题。针对传统门禁系统存在的基本隐患，本文在此基础上设计了一种基于RFID技术的高智能化、高安全性的门禁系统，通过该技术，可以快速的识别使用人员的基本信息，对电子门锁做出相应的命令指示。一般情况下，不论是国外的门禁产品，还是国内的门禁产品，单门的小型智能门禁系统容量一般都在二千人左右，对于小型公司、便利商店、家庭等一些用户比较少的场合，就会造成资源的明显浪费。同时，由于这些场合对于门禁系统的需求量大，且呈日益增长的需求趋势，因此研制一种价格低廉、可靠性高、功能齐全、功耗低、使用时间长、使用容量、使用人员在100人左右的小型智能门禁系统就显得尤为的重要。
本文开展的主要研究工作如下：
首先，简单介绍了课题研究背景、门禁系统的国内外发展现状及发展趋势，然后通过对射频识别技术的研究，分析了智能门禁系统中的读卡器工作原理。接着对系统的设计原则、设计方案和设计模块进行了简要的阐述。
其次，详细的介绍了智能门禁系统的组成、门禁控制器的硬件设计、射频卡读写器的硬件设计及系统的软件开发。门禁控制器的硬件设计包括微处理器P87LPC767接口电路、读卡器接口电路、通信接口电路、实时时钟接口电路等，射频卡读写器的硬件设计包括微处理器AT89C53、MF RC500接口电路、读卡器天线设计及通信接口电路设计。在芯片选择方面，尽量选择低功耗的芯片，以保证系统的功耗降到最低。系统软件设计方面，对该系统的数据结构进行了分析，设计出程序流程图。
最后，对论文进行了总结和概括，提出了存在的不足，及要改进的地方，并对未来的智能门禁系统的发展前景进行了展望。
本文所设计的智能门禁系统，是一种应用于小型场所的基于射频识别技术的智能门禁系统。当使用人员进入到门禁系统检测范围内，系统自动获取使用人员的身份信息，确定是否为合法的用户，是否进行相应操作，同时记录进出人员的基本信息，并对非法入侵者发出报警信号。这样既能为使用人员提供一个安全舒适的工作及生活的环境，又可以防止未授权人员随意进出该门禁，提高了“智能建筑”的安防功能。
【关键词】：
【学位授予单位】：成都理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP391.44【目录】：
摘要4-6Abstract6-10第1章 引言10-15 1.1 课题研究背景10-11 1.2 门禁系统现状与发展趋势11-13
1.2.1 门禁系统的国内外现状11-12
1.2.2 门禁系统的发展趋势12-13 1.3 论文研究的意义13-14 1.4 论文主要研究内容14 1.5 本章小结14-15第2章 系统关键技术15-28 2.1 射频识别技术15-23
2.1.1 射频识别技术的系统15-17
2.1.2 射频识别技术的电磁基础17-20
2.1.3 射频识别技术的工作流程20-21
2.1.4 射频识别技术的优势21-22
2.1.5 RFID 标签的功耗分析22-23 2.2 智能门禁系统23-26
2.2.1 门禁系统的组成23-24
2.2.2 门禁系统的功能24-26
2.2.3 门禁系统采用的通信协议26 2.3 本章小结26-28第3章 基于 RFID 的低功耗智能门禁系统总体设计28-34 3.1 设计原则28-29 3.2 系统设计依据29-30 3.3 系统功能及模块设计30-31
3.3.1 系统功能30
3.3.2 模块设计30-31 3.4 设计方案31-33 3.5 本章小结33-34第4章 系统硬件设计34-49 4.1 门禁控制器设计34-41
4.1.1 微控制器34-36
4.1.2 读卡器接口36-37
4.1.3 通信接口模块37-39
4.1.4 实时时钟接口39-40
4.1.5 I2C 总线协议40-41 4.2 射频卡的设计41-46
4.2.1 读写器的微控制器41-43
4.2.2 读写器设计43-45
4.2.3 天线的设计45-46 4.3 其他模块设计46-47 4.4 本章小结47-49第5章 系统软件设计49-57 5.1 通讯协议49-51
5.1.1 RFID 的通讯协议49-50
5.1.2 RS485 通讯协议50-51 5.2 数据结构的设计51-52 5.3 软件流程图设计52-56
5.3.1 主程序流程图52-54
5.3.2 各子程序54-56 5.4 本章小结56-57结论57-59致谢59-60参考文献60-62攻读学位期间取得学术成果62
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