【正文】 摘要 RFID技術(shù)在無線電技術(shù)方面得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信, 以達(dá)到識別與數(shù)據(jù)交換的目的。本設(shè)計是基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，利用其非接觸式無線識別的特點，能夠?qū)M(jìn)出小區(qū)的人員進(jìn)行自動識別，同時自動開啟和關(guān)閉道閥，將出入口的控制從被動防守變?yōu)橹鲃颖O(jiān)控, 從而加強對小區(qū)人員和校園等重要場所進(jìn)出人員的管理，極大提高人員出入的效率，減少管理方面的混亂局面，節(jié)約人力成本，并且為公共場所的安全提供了極大地方便和保障。在生活中有些場合并不是任人自由進(jìn)出的，而只允許有進(jìn)出權(quán)限者通行，這時，就得使用出入口管理系統(tǒng)即門禁系統(tǒng)。傳統(tǒng)的門鎖是最古老、最簡單的門禁方式，一把鎖配一把鑰匙，幾把鎖就要配幾把鑰匙，使用不便。為了適應(yīng)信息時代的需要，保證建筑內(nèi)部的安全性，滿足用戶當(dāng)時的各種需求，智能門禁系統(tǒng)應(yīng)運而生。 根據(jù)市場需求設(shè)計一款基于RFID的門禁系統(tǒng)。本設(shè)計采用AT89C51作為主控芯片，用奧爾斯實驗箱中的HF模塊專用讀卡器模塊用來讀射頻卡的信息，當(dāng)有卡進(jìn)入到讀卡器讀卡的范圍內(nèi)時就會讀取到相應(yīng)的卡序列號，并根據(jù)得到的卡序列號做出相應(yīng)的操作。在擴展時采用Delphi軟件做上位機，并建立一個Access數(shù)據(jù)庫用來存儲用戶信息。上位機與下位機之間的通信采用串口通信，選用奧爾斯實驗箱完成上、下位機之間的通信。本設(shè)計實現(xiàn)了自動、準(zhǔn)確的識別卡序列號，對門禁系統(tǒng)起著重要的作用。本設(shè)計給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu), 并對主要組成部分的功能及具體實現(xiàn)做了闡述。關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng) 射頻識別 讀卡器 數(shù)據(jù)庫 RFID技術(shù) 無線識別目錄一 前言 ………………………………………………………… 2二 案例描述 …………………………………………………… 3三 需求分析 …………………………………………………… 4 ……………………………………… 4 …………………………………………… 5 ……………………………………………… 6 …………………………………………… 7 ……………………………………………… 7 ……………………………………………… 8 …………………………………… 9 ……………………………………… 11 ………………………………………… 12 ………………………………………… 12四 系統(tǒng)的整體描述和實現(xiàn) …………………………………… 13 …………………………………… 13 ………………………………………… 15 …………………………………… 17 ……………………………………………17 ………………………………………… 18五 課程設(shè)計總結(jié) ………………………………………………22六 參考文獻(xiàn) …………………………………………………… 23七 致 謝 …………………………………………………… 24八 附 錄 …………………………………………………… 25一 前言 射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開始走向成熟的一項自動識別技術(shù),是當(dāng)前最受人們關(guān)注的熱點之一，該項技術(shù)既傳統(tǒng)也充滿新意和活力。射頻識別是無線電識別的簡稱，即通過無線電波進(jìn)行識別。它源于無線電通信技術(shù)，綜合了現(xiàn)代計算機智能控制、智能識別、計算機網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)，順應(yīng)了計算機集成制造系統(tǒng)，電子商務(wù)等熱點應(yīng)用的發(fā)展需要。射頻識別應(yīng)用電磁場，以非接觸、無視覺、高可靠的方式傳遞特定識別信息，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的日益成熟，使得射頻識別系統(tǒng)的體積大大減少，從而進(jìn)入了實用化階段。 射頻識別技術(shù)具有工作距離大、信息收集處理快捷及較好的環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點， 極大地加速了有關(guān)信息的采集和處理，在近年來獲得了極為迅速的發(fā)展。基于RFID的考勤系統(tǒng)設(shè)計是將射頻識別技術(shù)應(yīng)用到家庭安防系統(tǒng)中的一次成功嘗試。這一系統(tǒng)克服了家庭生活中居住的安全性不能得到保證的弱點，能夠有效地提高家庭安防系統(tǒng)的能力,為居家生活提供更好的,更安全的保障。二 案例描述門禁系統(tǒng),拒絕某些人進(jìn)出,什么情況下要發(fā)生報警,記錄人員的出入狀況,。在門口，電梯，等人員來往頻繁或重要的地方安裝控制裝置，例如：讀卡器，鍵盤等，人員想要進(jìn)入必須有卡才能通過，大大增強的安全性?；赗FID技術(shù)的門禁系統(tǒng)作為智能門禁系統(tǒng)的“骨干”，已經(jīng)成為了一項先進(jìn)的高科技技術(shù)防范和管理手段，在一些經(jīng)濟發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于科研，工業(yè)，博物館，酒店，商場，醫(yī)療監(jiān)護(hù)，銀行，監(jiān)獄等，已成為安防技術(shù)重點研究和開發(fā)的對象。1994年RFID技術(shù)進(jìn)入中國，引發(fā)了中國RFID技術(shù)的應(yīng)用革命。在我國基于RFID的智能門禁系統(tǒng)的使用仍然處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，因此對射頻識別技術(shù)在門禁系統(tǒng)方面的應(yīng)用理論及實際可行性及實用性研究的重中之重。近幾年，關(guān)于識別系統(tǒng)的通訊模式，指紋等生物識別設(shè)備的集成管理及DVR系統(tǒng)的集成成為現(xiàn)代門禁系統(tǒng)發(fā)展的亮點。另外，作為蓬勃發(fā)展的生物識別技術(shù)，隨著其辨別技術(shù)的的不斷成熟，以及人們對這類產(chǎn)品的進(jìn)一步了解，若價格因素能保持人們可以接受的范圍內(nèi)，那么，該技術(shù)的應(yīng)用前景將是十分廣泛的。射頻識別(RFID,即Radio Frequency Identification)技術(shù)是自動識別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展,其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識別與數(shù)據(jù)交換的目的[1]。具有高精度、適應(yīng)環(huán)境能力強、抗干擾強、操作快捷等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)無線自動識別，主動監(jiān)控的功能。RFID技術(shù)作為一項先進(jìn)的自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，在實際應(yīng)用中取得了顯著的成效，已經(jīng)成功應(yīng)用到生產(chǎn)制造、物流管理、公共安全等各個領(lǐng)域。隨著RFID技術(shù)的日益成熟和普及，各國政府都意識到RFID技術(shù)的研究價值和蘊涵的巨大商機，制定相關(guān)政策加大財力、物力投資，積極推動本國RFID技術(shù)發(fā)展。RFID技術(shù)的運用是非接觸式IC卡目前的潮流，更快的響應(yīng)速度和更高的頻率是未來的趨勢。三 需求分析 本次實驗選擇的是實驗箱中的高頻模塊，即HF高頻下識別卡不需要繞制線圈，可以通過印刷的方式制作天線。識別卡一般是負(fù)載調(diào)制的方式工作，也就是通過識別卡的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離識別卡對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。就頻率而言，高頻RFID具有以下特性：①，該頻率的波長大概為22米。②除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會降低讀取距離。識別卡（感應(yīng)器）需要離開金屬一段距離。③該頻段在全球都得到認(rèn)可并沒有特殊的限制。④該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時讀取多個識別卡。⑤可以把某些數(shù)據(jù)信息寫入識別卡中。⑥數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快且價格不是很貴。高頻RFID主要應(yīng)用有：◎航空包裹的管理和應(yīng)用◎瓦斯鋼瓶的管理應(yīng)用◎預(yù)收費系統(tǒng)◎酒店門鎖的管理和應(yīng)用◎大型會議人員通道系統(tǒng)◎固定資產(chǎn)的管理系統(tǒng)◎醫(yī)藥物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用◎智能貨架的管理系統(tǒng)運行簡要說明： ①：上電后，430先通過并口訪問7970芯片，在沒有讀到卡時，程序運行在串口讀寫模式，“D”，直到有寫操作為止。②：當(dāng)有卡讀寫時，針對相應(yīng)的卡，程序進(jìn)入不同的協(xié)議中，并且點亮相應(yīng)的LED燈。(2)API 調(diào)用說明 ①：上電后，配置完內(nèi)部寄存器，程序進(jìn)入串口讀寫程序，可以進(jìn)行人機交互。②：當(dāng)讀到不同協(xié)議的卡時，程序退出串口讀寫程序，進(jìn)入相應(yīng)的協(xié)議子程序中（目前支持14443A協(xié)議和15693協(xié)議）。讀完卡后，退出相應(yīng)的協(xié)議子程序，進(jìn)入串口讀寫程序。(3)ISO 15693 第三部分 通過讀卡器獲取指令流，讀卡器采用TI trf7970讀卡器芯片，開發(fā)資料參考協(xié)議ISO 15693，trf7970 datasheet， 15693第三部分指令部分，防碰撞實驗。高頻讀寫模塊中，利用高頻卡可以進(jìn)行識別操作，因此高頻讀寫有以下特性： (NFC) 標(biāo)準(zhǔn) NFCIP1 (ISO/IEC 18092) 和 NFCIP2 (ISO/IEC 21481) ISO1569ISO18000ISO14443A/B、和 FeliCa 的完全集成的協(xié)議處理 、解碼器和用于 NFC 啟動程序的數(shù)據(jù)成幀, 對所有 3 個比特率 (106 kbps, 212 kbps, 424 kbps)的有源和無源目標(biāo)操作及卡仿真。 NFC 無源發(fā)射機應(yīng)答器仿真操作的具有可編程喚醒電平的 RF 場偵測器 。 NFC 物理沖突避免的 RF 場檢測器。 ISO14443A 防沖突 (不完整字節(jié)) 操作 (發(fā)射機應(yīng)答器仿真或者 NFC 無源目標(biāo))的集成狀態(tài)機。 ： VDC 至 VDC 。: +20 dBm (100 mW), +23 dBm (200 mW)。 I/O 電壓電平從 VDC 至 VDC。軟件結(jié)構(gòu)框圖：系統(tǒng)軟件主要包括信號處理和系統(tǒng)管理兩個部分，信號處理模塊采用C語言編程，系統(tǒng)管理部分軟件采用Microsoft Visual C++編程，VC++是Windos平臺上的C++編程環(huán)境，學(xué)習(xí)VC要了解很多Windos平臺的特性并且掌握MFC、ATL、COM等的知識，C++的具有就是界面簡單，占用資源少，操作方便的特點。其中建立了一個中間數(shù)據(jù)庫，編程簡單，開發(fā)時間短，能夠?qū)崿F(xiàn)雙卡識別功能，控制道閥自動開啟和關(guān)閉，同時具有報警功能。其軟件流程圖如下圖1所示。 基于RFID的門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊存儲模塊顯示模塊門控模塊報警模塊鍵盤模塊 圖一 軟件結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)交換的方式 本次設(shè)計采用數(shù)據(jù)庫存儲用戶信息及數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序之前，首先要設(shè)置串口波特率等相關(guān)串口參數(shù)，然后上位機通過串口向下位機發(fā)送命令，并進(jìn)入串口中斷。下位機根據(jù)接收SBUF的值做相應(yīng)的處理。程序流程圖如圖2所示 開始上位機發(fā)送讀卡命令YYNN有感應(yīng)卡？驗證感應(yīng)卡權(quán)限權(quán)限滿足？開門，顯示正確信息報警，顯示錯誤信息延時后，自動關(guān)門結(jié)束 圖2 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu) 顯示子程序顯示子程序的主要功能是對當(dāng)前的門控狀態(tài)進(jìn)行顯示，顯示函數(shù)首先判斷是寫命令操作還是寫數(shù)據(jù)