【文章內(nèi)容簡介】 性有：1）容量為８Ｋ位EEPROM。2）分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為４塊，每塊16個(gè)字節(jié)，以塊為存取單位。3）每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的～組密碼及訪問控制。4）每張卡有唯一序列號，為32位。5）具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作。6）無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路。7）工作溫度：20℃～50℃。8）工作頻率：。9）通信速率：106KBPS。10）數(shù)據(jù)保存期為10年，可改寫10萬次，讀不限次數(shù)。從上面的特性可以看出，Mifare1存儲量更大，分區(qū)的存儲結(jié)構(gòu)適用于“一卡通”的系統(tǒng)，為了方便系統(tǒng)以后的升級，本系統(tǒng)采用Mifare1卡。6. MFRC500通訊協(xié)議命令字功能01終止卡02尋卡，返回卡類型+卡系列號03防沖突，讀取卡的系列號04選擇卡05校驗(yàn)卡密碼06下載密碼07直接校驗(yàn)密碼08讀卡09寫卡0A塊值操作0B啟動、測試蜂鳴器0C參數(shù)設(shè)置0D設(shè)置通信波特率0F選定新的扇區(qū)（三）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與分析1．軟件設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)語言選擇軟件設(shè)計(jì)方法有三種：１、模塊化程序設(shè)計(jì)。２、自頂向下逐步求精程序設(shè)計(jì)。３、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。模塊化程序設(shè)計(jì)的中心思想是要把一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序按整體功能劃分為若干相對獨(dú)立的程序模塊，各模塊可以單獨(dú)設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試和查錯(cuò)，然后裝配起來聯(lián)調(diào)，最終成為一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的程序。自頂向下逐步求精程序設(shè)計(jì)要求從系統(tǒng)一級的主干程序開始，集中力量解決全局問題，然后層層細(xì)化逐步求精，最終完成一個(gè)復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是一種較理想的程序設(shè)計(jì)方法，指在編程過程中對程序進(jìn)行適當(dāng)限制，使程序上下文與執(zhí)行流程保持一致。由于系統(tǒng)可以清晰的分為幾個(gè)模塊，因此本系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法。本射頻識別系統(tǒng)的控制元件較多，程序代碼較多，尤其對MF RC500的控制程序。因此，采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，以類Pascal語言實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)控制程序，簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，減低了成本，同時(shí)又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2．系統(tǒng)總體程序流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)一共有兩種開門方式： PC機(jī)指令、非接觸式IC卡。其中非接觸式IC卡開門方式是最主要的方式，這里主要對這種方式的系統(tǒng)工作流程進(jìn)行介紹。整個(gè)過程中系統(tǒng)都與PC機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。開始開機(jī)響鈴，并進(jìn)行開機(jī)初始化有感應(yīng)卡驗(yàn)證卡的權(quán)限權(quán)限滿足卡顯示系統(tǒng)非法圖 3．系統(tǒng)軟件模塊化設(shè)計(jì)設(shè)備上的軟件分為上位機(jī)程序和下位機(jī)程序兩部分。上位機(jī)軟件工作在Windows操作系統(tǒng)環(huán)境下，采用Delphi編制。主要是完成下位單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)的處理、轉(zhuǎn)發(fā)以及對整個(gè)下位機(jī)進(jìn)行控制等。下位機(jī)軟件包括射頻控制模塊、通訊模塊、人機(jī)接口模塊、看門狗模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、門磁控制模塊。這些程序全部固化到單片機(jī)的程序存儲器中。4．射頻控制模塊射頻控制模塊就是對MF RC500的控制模塊，本部分是系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分，下面就對此進(jìn)行詳細(xì)的介紹。（1）MF RC500復(fù)位操作在上電之后一定要對MF RC500進(jìn)行復(fù)位操作，MF RC500是高電平復(fù)位有效的，可以由單片機(jī)的I/O口直接復(fù)位。要注意的是：1）必須在單片機(jī)成功復(fù)位150ms以后，再對MF RC500進(jìn)行復(fù)位操作。2）復(fù)位高電平必須保持200us以上。3）如果復(fù)位成功，MF RC500內(nèi)部的Command寄存器的值為０，如果不為０，必須重新復(fù)位。（2）初始化MF RC500內(nèi)部寄存器在復(fù)位成功后，再對MF RC500的內(nèi)部寄存器進(jìn)行初始化，只有在正確的初始化之后，MF RC500才能正常工作。成功進(jìn)行上兩步操作之后，MF 。（3）對非接觸式IC卡進(jìn)行操作。MF RC500支持Mifare 1卡和Mifare Light卡，本系統(tǒng)采用的是Mifare１卡。對Mifare 1卡的操作包括：１）請求操作在成功復(fù)位和初始化之后，MFRC500控制天線向工作范圍內(nèi)的卡進(jìn)行請求，請求有Request all和Request std兩種，當(dāng)一張Mifare卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)，該卡片的ATR將啟動，將卡片內(nèi)部數(shù)據(jù)塊０中的卡片類型（TagType）號共２個(gè)字節(jié)（Mifare 1卡的返回值為00Ｈ，08Ｈ），傳送給MFRC500，建立卡片與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡(luò)。Request all指令是非連續(xù)性的讀卡指令。只讀一次。但是當(dāng)某一次Request all指令讀卡失敗時(shí)，比如，卡片沒能通過密鑰認(rèn)證或其他原因而出錯(cuò)時(shí)，Request all指令將連續(xù)地讀卡，直到讀卡成功才進(jìn)入非連續(xù)性的讀卡模式。Request all指令適用于那些需要有人工干預(yù)的場合。Request std指令的使用和Request all指令剛巧相反，Request std指令是連續(xù)性的讀卡指令。當(dāng)某一張卡片在讀寫器天線的有效的工作范圍內(nèi)，Request std指令在成功地讀取這一張卡片之后，進(jìn)入讀寫器對卡片的其他操作。如果其他操作完成之后，程序員又將讀寫器進(jìn)入Request std指令操作，則Request std指令將連續(xù)性地再次進(jìn)行讀卡操作，而不管這張卡片是否被拿走。只要有一張卡片進(jìn)入天線的有效的工作范圍內(nèi)，Request std指令將始終連續(xù)性地再次進(jìn)行讀卡操作。Request std指令適用于那些不需要有人工干預(yù)的場合，即全自動的場合。例如，賓館，酒店，高級寫字樓等場所的門禁控制系統(tǒng)（Door Access Control）,高速公路，停車場等的不停車收費(fèi)系統(tǒng)（NonStop Road Tolling）,等等。要注意的是，對于收費(fèi)系統(tǒng)，在成功讀卡之后一定要使用Halt指令停止該卡，否則，卡上的值會全部被減掉。本系統(tǒng)采用Request std請求指令。在成功進(jìn)行請求操作后，系統(tǒng)就可進(jìn)行下一步操作。２）反碰撞操作如果有多張Mifare卡處在系統(tǒng)天線的工作范圍之內(nèi)時(shí)，MF RC500將保證一次只與一張卡片進(jìn)行通信，取得該卡片的系列號。由于Mifare卡片每一張都具有其唯一的序列號，決不會相同，因此保證MF RC500一次只對一張卡操作。該操作的返回值為卡的序列號。３）卡的選擇操作接下來的操作就是選擇某一張卡，此操作MF RC500得到返回值80Ｈ。４）密鑰認(rèn)證操作在允許對卡進(jìn)行讀寫操作之前，必須對卡進(jìn)行三輪密鑰認(rèn)證。首先，指定要訪問的區(qū)，并選擇密鑰Ａ或密鑰Ｂ。本系統(tǒng)采用密鑰Ａ。在更改密鑰Ａ?xí)r要設(shè)置訪問條件，注意，密鑰設(shè)置最好設(shè)成可逆的。接著把用戶密碼加密，并加載到MF RC500的密鑰緩存中。接下來就是三輪密鑰認(rèn)證。５）卡的數(shù)據(jù)操作在成功密鑰認(rèn)證之后，就可以對卡進(jìn)行讀、寫、增值、減值、存儲、傳送等操作了。以上的每步操作都被寫成一個(gè)函數(shù)，最后在主函數(shù)中調(diào)用，這樣方便系統(tǒng)的升級并增強(qiáng)了程序的可讀性。三、上位機(jī)設(shè)計(jì)（一）功能需求 市場應(yīng)用門禁系統(tǒng)具體的功能需求如下：卡片使用模式：可采用非接觸式RFID卡和韋根卡。刷卡開門：用戶進(jìn)入門禁管制區(qū)域時(shí)需刷卡，讀卡器讀取信息后，將信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)首先判斷該信息是否合法，如合法則發(fā)出開門指令，不合法則發(fā)出報(bào)警，同時(shí)記錄用戶刷卡事件。按鈕開門：對于安全級別較低的門禁管制區(qū)域或者不需雙向管制的區(qū)域，用戶可選擇按鈕開關(guān)門。出入等級控制：系統(tǒng)可任意對卡片的使用時(shí)間、使用地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定，即對不同的卡片進(jìn)行時(shí)區(qū)管制和節(jié)假日管制、有效期管制、訪問區(qū)域的管制。具有合法權(quán)限的用戶才可開門，對非法行為系統(tǒng)將會報(bào)警。 時(shí)間段設(shè)置：不同的用戶的時(shí)段和訪問區(qū)域可編程設(shè)置，同時(shí)對某些安全性較高的門禁區(qū)域，必須有多卡認(rèn)證功能，必須多用戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)刷卡才能開門。報(bào)警功能：如發(fā)生控制器異常、非法卡開門、強(qiáng)制開門、開門超時(shí)、讀卡器或者控制器被破壞等事件時(shí)則系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號、并記錄事件。定時(shí)事件：系統(tǒng)可設(shè)置定時(shí)事件，對某些門禁管制區(qū)域?qū)嵤┒〞r(shí)開關(guān)門處理；互鎖判斷功能：系統(tǒng)可對某些管制區(qū)域設(shè)置互鎖條件，當(dāng)輸人端口狀態(tài)滿足互鎖條件的時(shí)候方可進(jìn)行開關(guān)門處理。局域網(wǎng)互聯(lián)功能：門禁控制器可通過局域網(wǎng)與管理系統(tǒng)互聯(lián)，共同完成對出入口的監(jiān)控和管理。上位機(jī)管理系統(tǒng)可對控制器進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置和初始化，并對控制器的記錄進(jìn)行收集管理，可增加、刪除、更新用戶信息，節(jié)假日信息、時(shí)段信息等。遠(yuǎn)程控制：門禁管理系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程控制門鎖的開啟和關(guān)閉。實(shí)時(shí)監(jiān)控：門禁管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)門的狀態(tài)和用戶的刷卡信息。時(shí)間校正：上位機(jī)管理系統(tǒng)可對門禁控制器進(jìn)行時(shí)間的校正。記錄存儲功能：系統(tǒng)可將門禁控制器運(yùn)行產(chǎn)生的所有用戶刷卡事件、報(bào)警時(shí)間等記錄，便于進(jìn)行用戶的考勤管理和發(fā)生事故后及時(shí)進(jìn)行處理。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求功能如下：系統(tǒng)采用感應(yīng)卡取代鑰匙開門，使用者可以評一張卡打開多個(gè)門鎖，對門的開啟也可以設(shè)定時(shí)間限制?？▉G失不必更換門鎖，只需將卡從控制主機(jī)中注銷。可以實(shí)現(xiàn)出入口的24小時(shí)控制、監(jiān)視及管理。系統(tǒng)具有存儲一張管理卡和多張用戶卡的功能；管理人員還可以通過按鍵更改管理卡，增加、刪除、更改用戶卡的功能；蜂鳴器實(shí)現(xiàn)刷卡、按鍵提示。（二）開發(fā)平臺簡介RFID門禁管理系統(tǒng)分軟件和硬件兩部分，軟件部分基于Delphi,應(yīng)用界面設(shè)計(jì)，完成讀標(biāo)簽和寫標(biāo)簽等功能操作。硬件部分是系列讀寫器，天線，以及射頻卡。Delphi擁有一個(gè)可視化的集成開發(fā)環(huán)境(IDE），采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和基于部件的開發(fā)結(jié)構(gòu)框架。Delphi它提供了500多個(gè)可供使用的構(gòu)件，利用這些部件，開發(fā)人員可以快速地構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)。開發(fā)人員也可以根據(jù)自己的需要修改部件或用Delphi本身編寫自己的部件?！罢嬲某绦騿T用C，聰明的程序員用Delphi”，這句話是對Delphi最經(jīng)典、最實(shí)在的描述。Delphi被稱為第四代編程語言，它具有簡單、高效、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。和VC相比，Delphi更簡單、更易于掌握，而在功能上卻絲毫不遜色；和VB相比，Delphi則功能更強(qiáng)大、更實(shí)用。可以說Delphi同時(shí)兼?zhèn)淞薞C功能強(qiáng)大和VB簡單易學(xué)的特點(diǎn)。它一直是程序員至愛的編程工具。 Delphi具有以下的特性：基于窗體和面向?qū)ο蟮姆椒ǎ咚俚木幾g器，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持，與Windows編程緊密結(jié)合，強(qiáng)大而成熟的組件技術(shù)。但最重要的還是Object Pascal語言，它才是一切的根本。Object Pascal語言是在Pascal語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，簡單易學(xué)。Delphi提供了各種開發(fā)工具，包括集成環(huán)境、圖像編輯（Image Editor），以及各種開發(fā)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，如DesktopDataBase Expert等。除此之外，還允許用戶掛接其它的應(yīng)用程序開發(fā)工具，如Borland公司的資源編輯器（Resourse Workshop）。在Delphi眾多的優(yōu)勢當(dāng)中，它在數(shù)據(jù)庫方面的特長顯得尤為突出：適應(yīng)于多種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，從客戶機(jī)/服務(wù)機(jī)模式到多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模式；高效率的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和新一代更先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫引擎；最新的數(shù)據(jù)分析手段和提供大量的企業(yè)組件。Delphi發(fā)展至今，從DelphiDelphi2到現(xiàn)在的Delphi2011，不斷添加和改進(jìn)各種特性，功能越來越強(qiáng)大。Delphi5開始添加了對IDE（集成開發(fā)環(huán)境）的很多改進(jìn)新特性，擴(kuò)展了數(shù)據(jù)庫支持（ADO和InterBase數(shù)據(jù)庫），帶有Internet支持的MIDAS改進(jìn)版，TeamSouse版本控制工具，轉(zhuǎn)換功能，框架概念以及很多的新組件與新特性。（三）系統(tǒng)軟體總體設(shè)計(jì) 用戶將持有的 RFID 卡接近讀卡器時(shí), 讀卡器識別卡信息并通過串口將卡信息傳送給單片機(jī)控制器。單片機(jī)控制器將卡信與外部 EEPROM中存儲的信息比較, 驗(yàn)證用戶權(quán)限, 進(jìn)而控制門狀態(tài)。單片機(jī)通過另一個(gè)串口經(jīng)由 RS485 收發(fā)器通過總線與中央控制器通信, 將卡信息、各時(shí)刻操作信息、鍵盤信息等傳送到總線上, 中央控制器通過總線對這些信息進(jìn)行文件和數(shù)據(jù)庫的存儲。 同時(shí), 中央控制器對各用戶的卡、密碼及個(gè)人信息以注冊或者注銷等形式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理, 以便于查詢。門禁管理系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)圖如下：門禁管理系統(tǒng)登錄讀取標(biāo)簽用戶信息刷卡事件門鎖控制發(fā)卡標(biāo)簽修改修改刪除卡號查詢姓名查詢門禁管理門禁管理 門禁管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖門禁系統(tǒng)軟件主界面是由Delphi可視化界面設(shè)計(jì),主要應(yīng)用按扭和列表控件: 門禁管理系統(tǒng)軟件主界面圖界面設(shè)計(jì)為簡潔實(shí)用型,其上半部分為功能按扭,讀取標(biāo)簽前必需首先連接讀寫器,系統(tǒng)將會把其標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容記錄在數(shù)據(jù)庫中,一旦有授權(quán)用戶標(biāo)簽讀取,則實(shí)現(xiàn)開鎖。而禁用開鎖按扭是關(guān)閉相對應(yīng)的此功能。在啟動窗口中選擇串口號，同時(shí)你還可以設(shè)置“波特率”、“校驗(yàn)位”、“數(shù)據(jù)位”和“停止位”，選擇“打開串口”。測試讀卡器，然后把上位機(jī)的相關(guān)信息設(shè)置與下位機(jī)一致即可。（四）門禁系統(tǒng)主要界面1．上位機(jī)參數(shù)設(shè)置界面 在啟動窗口中選擇串口號，同時(shí)設(shè)置波特率，校驗(yàn)碼，數(shù)據(jù)位和停止位打開串口進(jìn)行通信。 2．采集器設(shè)置同步上位機(jī)與下位機(jī)的波特率和串口號，更改波特率后，下位機(jī)會把更改的波特率卸載EEPROM里面。3．低級操作把Mifare1卡放入天線區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)尋卡、卡防、選擇、和終止操作。4．密碼下載可以下載卡片密碼，選擇需要測試卡片任何一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)的讀寫，點(diǎn)擊下載密碼即可成功。5．修改密碼在密碼A和密碼B后面輸入要修改的密碼A和密碼B。在控制位后面填上相應(yīng)的扇區(qū)，并且Mifare 1卡的16個(gè)扇區(qū)各自獨(dú)立，可以設(shè)置各自的密碼?？偨Y(jié)利用 RFID 技術(shù), 在門禁系統(tǒng)中，本文分析了 RFID 的工作原理和特點(diǎn), 對基于 RFID 技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用非接觸式Mifare1卡，用戶進(jìn)入門禁管制區(qū)域時(shí)需刷卡，讀卡器讀取信息后，將信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)首先判斷該信息是否合法，如合法則發(fā)出開門指令，不合法則發(fā)出報(bào)警，同時(shí)記錄用戶刷卡事件。系統(tǒng)可增加、刪除、更新用戶信息，便于進(jìn)行用戶的考勤管理。經(jīng)過長期的努力，雖然項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了基本的功能，但仍還有許多不足之處。首先射頻卡是無線非接觸ID卡，所以如何確定射頻卡與天線之間的距離是個(gè)難題，它必須保證卡的識別能力和讀卡準(zhǔn)確性；其次，卡信息存在被復(fù)制或修改的安全隱患；再者，考慮到門禁控制