【正文】 在連接硬件電路的時候，主要有兩塊板子，這兩塊電路板一定要共地，這對于 ZLG500AT讀寫模塊與單片機之間的通信很關(guān)鍵，因為 SPI 數(shù)據(jù)傳輸對于 時序的要求比較嚴格，在讀寫模塊的 J1 端口中有三個端口是與地相連的，它們與天線載波信號的發(fā)射有關(guān)。據(jù)公司相關(guān)技術(shù)人員介紹，此模塊不支持兩個天線同時工作。 表 31 J2 端口具體含義 管腳 符號 類型 描述 J21 SCLK 輸入 SPI 接口時鐘線，由外部單片機產(chǎn)生 J22 SDATA 雙向 數(shù)據(jù)線，傳輸方向為雙向 J23 SS 雙向 傳輸啟動線，接單片機外部中斷 J24 VCC PWR 電源正端 J25 RST 復(fù)位 模塊復(fù)位端 高電平有效 J26 GND PWR 電源負端 J27 CTRL 輸出 輸出控制信號 J28 BZ 輸出 輸出蜂鳴信號，頻率可調(diào) ZLG500AT 模塊與任何 MCU的接口電路比較簡單，其典型電路如圖 34 所示。電源供電電路如圖 33所示。為了電路穩(wěn)定性起見，在晶振的兩引腳處接入兩個 30PF的電容。本課題設(shè)計中采 用上電與按鍵兩種復(fù)位方式。 與 用來進行兩個 74HC573 的片選， ~ 與液晶模塊連接，從而獲得顯示 信息 通過三極管連接一個蜂鳴器。 P0 口輸出的數(shù)據(jù)用來控制語音電路。 根據(jù)系統(tǒng)的要求，考慮到系統(tǒng)工作頻率與系統(tǒng)的整體設(shè)計，就本系統(tǒng)而言，還要考慮到系統(tǒng)的通信速度和通信方法以及存儲空間大小等方面，再結(jié)合 市場上的單片機的性能、價格、應(yīng)用領(lǐng)域，本課題選擇了宏晶科技生產(chǎn)的 STC89C54RD+(PDIP)芯片。然后目 錄 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 15 根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對其他接口設(shè)備如液晶顯示屏和 PC 機之間進行無線收、發(fā)或 RS232 接口通信，把數(shù)據(jù)傳給上位機 (本系統(tǒng)僅對下位機進行研究 )。 本設(shè)計采用非接觸式 IC 卡，主機無卡口， IC 卡不需要和主機接觸，通過無線射頻方式傳輸數(shù)據(jù)。當需要與上位機通信時，可通過串口電路連接到上位機進行通信。 系統(tǒng)總體方案 基于非接觸式 IC 卡的門禁控制系統(tǒng)以 STC89C54 單片機為控制核心 ,單片機通過連接射頻讀寫模塊實現(xiàn)對射頻標簽數(shù)據(jù)的讀寫。 讀頭部分采用非接觸式 IC 卡讀寫模塊，由讀卡器讀入數(shù)據(jù)并加以保存，非接觸式 IC卡按常規(guī)要具有加密和數(shù)據(jù)分區(qū)存儲功能，讀寫器的讀寫距離在 5~10 厘米左右，系統(tǒng)必須具有掉電保護、精確時間記時和顯示，要求系統(tǒng)具有一定的臨時數(shù)據(jù)存儲能力。 門禁控制系統(tǒng)一般由 PC 管理機、身份識別器、報警裝置、電子門鎖、出入口按鈕以目 錄 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 13 及門禁控制器等部分構(gòu)成。為保證 MIFARE1 卡數(shù)據(jù)通信中的安全性和可靠性， MIFARE1 卡和讀卡器之間的通信使用三次認證令牌機制。如果安裝的是雙向門禁系統(tǒng)，持卡人可在門內(nèi)讀寫器處刷卡，讀寫器判別射頻卡是否合法。 計 算 機控 制 器輸 出 設(shè) 備身份識別器出入口按鈕電子門鎖報警傳感器報警喇叭控 制 器身份識別器出入口按鈕電子門鎖報警傳感器報警喇叭控 制 器身份識別器出入口按鈕電子門鎖報警傳感器報警喇叭 圖 26 門禁控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成 門禁系統(tǒng)的工作流程 門禁系統(tǒng)的工作流程為：高級管理員首先在管理軟件中設(shè)置通道、人員等基本信息；管理員給每一位員工發(fā)卡，并授權(quán)每個人在哪些門道、 哪些時段可以進出；進門時，持卡人用非接觸式 IC 卡在門禁機讀卡區(qū)前晃動一下，門禁機確認身份后，打開電鎖開門，人員進入后門關(guān)閉；出門時，持卡人刷卡或按出門按鈕，門打開，人員出去后門關(guān)閉。當系統(tǒng)較大時，將多個由控制器、底層設(shè)備構(gòu)筑的小系統(tǒng)通過通信總線與中央控制計算機相聯(lián)，組成一個大的門禁系 統(tǒng)。然而，在讀寫器和 IC 卡之間存在著通信關(guān)系的過程中，不允許在兩種方法之間進行轉(zhuǎn)換。由于在這項標準的發(fā)展中沒有得出一個統(tǒng)一的標準，所以把讀寫器和近耦合 IC 卡之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬煞N完全不同的方法寫入了 ISO 14443 標準之中： A 型或 B 型。 I S O / I E C 技 術(shù) 標 準I S O / I E C 1 8 0 0 0 空 中 接 口 參 數(shù)I S O / I E C 1 0 5 3 6 密 耦 合 非 接 觸 集 成 電 路 卡I S O / I E C 1 5 6 9 3 疏 耦 合 非 接 觸 集 成 電 路 卡I S O / I E C 1 4 4 4 3 近 耦 合 非 接 觸 集 成 電 路 卡 圖 25 ISO/IEC 技術(shù)標準 本課題涉及到的是 ISO/IEC 14443A 標準，所以下面著重介紹一下這個標準。數(shù)字邏輯電路主要包括 ATR (Answer to request)模塊、 Anticollision 模塊、 Select Application 模塊及 Authenticationamp。 扇區(qū) 15 塊 0 DATA 數(shù)據(jù)塊 60 塊 1 DATA 數(shù)據(jù)塊 61 塊 2 DATA 數(shù)據(jù)塊 62 塊 3 密碼 A 存取控制 密碼 B 控制塊 63 MF1 卡的功能結(jié)構(gòu)及工作原理 Mifare1 卡電路系統(tǒng)主要包括數(shù)字邏輯電路與射頻接口電路。 在本設(shè)計中采用了卡中的 15 扇區(qū)的 Block60、 Block61 與 Block62 三個數(shù)據(jù)塊，在軟件設(shè)計的時候只需要進行一次密碼驗證，采用 KEYA 密碼驗證方式，當 IC 卡順利通過驗證后就可以讀取這三個 塊的單元內(nèi)容， MF1 卡的存儲結(jié)構(gòu)如表 21 所示 [10]。 在 Mifare1 的 64 個塊中， Sector0 的 Block0 用于存儲該張智能卡的序列號(SerialNumber)和生產(chǎn)廠商的標志信息，這部分內(nèi)容是在智能卡出廠時就被固化好了的，因此該塊是只讀的。 3．安全性 相互三輪認證 (ISO/IEC DIS97982)； 帶重現(xiàn)攻擊保護的射頻通道數(shù) 據(jù)加密； 每區(qū)兩個密鑰，支持密鑰分級的多應(yīng)用場合； 每張卡一個唯一序列號。 Ｍ Ｉ Ｆ Ａ Ｒ Ｅ １射 頻 卡讀 卡 器( A ) R B( B ) T O K E N A B( D ) T O K E N B A( C )( E ) 圖 23 三次認證的令牌原理框圖 MIFARE1 IC S50 卡概述 在本課題研究的門禁系統(tǒng)中使用的是 Mifare1 S50 IC 卡， MF1 卡是符合 ISO/IEC 14443A 的非接觸式智能卡。 如果上述的每一個步驟都能正確通過驗證，則認為整個認證過程成功。 數(shù)據(jù)的安全性 在射頻識別通信網(wǎng)絡(luò)中，所有通信內(nèi)容都是通過無線信道傳送的。 Z中 頻 振 蕩 器與 門S 1數(shù) 據(jù)匹 配 網(wǎng) 絡(luò)阻 抗 開 關(guān)中 頻 調(diào) 制 圖 22 電子標簽阻抗控制方式 待發(fā)送的數(shù)據(jù)信號具有兩種電平，利用中頻信號與簡單的混頻器完成調(diào)制，將阻抗開關(guān)連接到調(diào)制結(jié)果，它用來更改天線的反射系數(shù)，然后再調(diào)制載波信號。 2．反向散射調(diào)制 在 915MHz 和 的 RFID 系統(tǒng)中，讀寫模塊與電子標簽之間的距離有幾米，然而載波波長只有幾十厘米。在讀寫器 和電子標簽之間進行數(shù)據(jù)交換，可以通過負載調(diào)制和反向散射調(diào)制兩種方式來進行 [8]。 遙 耦 合近 耦 合 （ I S O 1 4 4 4 3 ）疏 耦 合 （ I S O 1 5 6 9 3 ） 圖 21 遙耦合系統(tǒng)的分類 3．遠距離系統(tǒng) 在讀寫器與電子標簽兩者天線之間，通過電磁耦合形成了無接觸空間信息傳輸射頻通道，遠距離系統(tǒng)正是利用這個通道來運行的。目前在用的射頻識別系統(tǒng)的 90%~95%都屬于電感 (磁 )耦合系統(tǒng)。一般情況下需要將射頻標簽插進讀寫器卡槽當中，若是非接觸的方式，也可以把標簽放置到讀寫器的天線表面。輻射遠場區(qū)和無功近場區(qū)的距離估算依據(jù)就是波長。 在輻射遠場區(qū)域中，場區(qū)的角度分布與距離沒有關(guān)系。 無功近場區(qū)是一個近場區(qū)域，它是處于天線輻射場中，并且緊鄰天線口徑。 目 錄 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 4 第 2 章 系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 系統(tǒng)相關(guān)的電磁理論知識 天線場的 概念 電子標簽和讀寫器通過各自的天線構(gòu)建了二者之間的非接觸信息傳輸信道。 門禁控制系統(tǒng)未來的主要發(fā)展趨勢包括外觀工藝、易安裝、強大的聯(lián) 網(wǎng)、遠程管理、擴展及升級性、硬件穩(wěn)定性以及方便的系統(tǒng)整合；門禁軟件的功能需求也需逐漸增強，包括系統(tǒng)聯(lián)動功能、網(wǎng)絡(luò)化、資料集成與共享、開放協(xié)議、數(shù)據(jù)庫自動備份、訪客圖像或證件驗證以及在線布防與在線撤防；門禁控制系統(tǒng)的技術(shù)將同時向 IT 方向發(fā)展，由于 TCP/IP通信協(xié)議的優(yōu)勢：實時響應(yīng)和管理與方便的擴展性，使得 TCP/IP 協(xié)議將成為門禁控制系統(tǒng)與 IT 兼容的協(xié)議的主流。伴隨計算機圖像處理、模式識別理論與大規(guī)模集成電路技術(shù)目 錄 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 3 的不斷發(fā)展，指紋自動識別系統(tǒng)的體積不斷縮小，其價格也不斷降低。生產(chǎn)控制器的公司單單生產(chǎn)軟件和控制器。門禁系統(tǒng)是由多個獨立部件有機集 成而構(gòu)成的，若要想升級系統(tǒng)，僅僅需要對系統(tǒng)的某一部分進行升級，然后再組裝即可。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國 內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)對門禁系統(tǒng)的研究剛開始只是處于認識教育和試用階段，而現(xiàn)在逐漸步入了研發(fā)階段，門禁系統(tǒng)主要有下幾點不足之處：運用國外現(xiàn)成的集成模塊；仿造國外研制好的系統(tǒng)；產(chǎn)品的類型比較少、系統(tǒng)開發(fā)成本較國外很高。門禁控制系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學(xué)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，適用于各種機要部門，門禁控制系統(tǒng)最大限 度地減少了給人們帶來的利益損失，促進了社會環(huán)境的和平穩(wěn)定。本課題研究的是一種基于非接 觸式 IC 卡射頻技術(shù)的門禁控制系統(tǒng) [1]。 Entrance guard control system。s access to make the implementation of the release, rejection and records operation through the noncontacttype IC card. Noncontacttype IC card39。軟件方面主要包含非接觸式 IC 卡的操作程序設(shè)計與單片機外圍芯片的驅(qū)動程序設(shè)計等。非接觸式 IC 卡的核心 技術(shù)為射頻識別，其環(huán)境適應(yīng)性強，可全天候、無接觸地完成自動識別功能。 本文首先介紹了門禁控制系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展狀況，之后介紹了系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識。 根據(jù)系統(tǒng)要求，當沒有卡進入讀寫器工作范圍之內(nèi)時， LCD 上顯示 動態(tài)時間，當有有效卡片進入讀寫器工作區(qū)域時，應(yīng)當讀取卡內(nèi)指定扇區(qū)數(shù)據(jù)并在 LCD 屏幕上顯示卡的序列號信息以及打卡狀態(tài)。s core technology is radio frequency identification and its environment adaptable to noncontact to plete the automated identification. This paper first introduces the research status of the access control system at home and abroad and development, later introduces the underlying theory of knowledge related to the focus on the hardware and software design of the hardware including the design of the STC89C5439。 ZLG500AT reading and writing module。 射頻識別即 RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)，又稱電子標簽、無線射頻識別是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學(xué)接觸。 本文研究的目的與意義 門禁控制系統(tǒng)能夠有效地控制人員的出入，并且記錄所有出入的詳細信息，以實現(xiàn)出入口的方便、安全管理，控制系統(tǒng)可以聯(lián)網(wǎng)和脫機工作，門禁控制系統(tǒng)的推出將緩解大人流快速通過的問題，同時可以結(jié)合視頻圖像聯(lián)動接入，保安可對出入人員進行實時監(jiān)控和查詢，管理人員能方便地