【正文】 AFC)（13） 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(DQD)（14） 內(nèi)部數(shù)據(jù)過濾（15） 接收同步pattern硬件識別（16） SPI控制接口（17） 可為MCU提供時鐘和復(fù)位信號（18） 16位接收數(shù)據(jù)寄存器（先入先出隊(duì)列）（19） 兩個8位發(fā)射數(shù)據(jù)寄存器（20） 標(biāo)準(zhǔn)10MHz晶振（21） 喚醒定時器（22） （23） 低功耗（24） 低靜電流()綜上所述，RFM12是一款性性價比較高的無線收發(fā)模塊。圖33為RFM12模塊的引腳圖。RFM12 是一款低成本的 ISM 頻段 FSK 收發(fā)模塊,其核心電路采用的是帶鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)的 RF12 射頻收發(fā)芯片。單片機(jī)發(fā)送端控制無線發(fā)射無線接收單片機(jī)接收端控制PC機(jī)圖32 無線模塊傳輸原理框圖目前市場上RF模塊有許多款，然而符合設(shè)計(jì)需求，支持較大的傳輸速率、擁有大量的可配置頻段、成本較低的RF模塊并不多。針對無線門禁系統(tǒng)傳輸距離較短，通信方式較簡單等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用基于RF模塊的無線傳輸平臺。ATmega16單片機(jī)的引腳圖如圖31所示。利用其上述特性，結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，主控設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)以下的操作：（1）控制無線傳輸平臺的傳輸過程，包括發(fā)送、接收模塊的配置與控制.（2）控制電子鎖的開啟（3）LCD輸出顯示的驅(qū)動程序（4）報(bào)警模塊的驅(qū)動程序針對以上需實(shí)現(xiàn)的功能，ATmega16單片機(jī)預(yù)留相應(yīng)的資源與之對應(yīng)。有些引腳還具有特殊功能，包括可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的SPI 串行接口。(3)輸入/輸出(I/O)口ATmega16單片機(jī)32 個通用I/O 口線，作為通用數(shù)字I/O 使用時，所有AVR I/O 端口都具有真正的讀 修改 寫功能。擁有32個8位通用工作寄存器，其中X、Y、Z 特殊寄存器可以用作3 個16 位的間接尋址寄存器指針以尋址數(shù)據(jù)空間，實(shí)現(xiàn)高效的地址運(yùn)算。此外，該系列單片機(jī)擁有各種流行接口，方便與目前許多種類的外圍設(shè)備連接通信，操作方便快捷，非常適合于低功耗、混合信號處理的產(chǎn)品與應(yīng)用[10]。一般而言ATmega16在1 MHz, 3V, 25176。 門禁控制器門禁系統(tǒng)的主控設(shè)備采用ATmega16單片機(jī)。因?yàn)檫@種供電方式不僅克服了開關(guān)電源的紋波效應(yīng)，具備提供高精度直流電壓的能力，并且在斷電的情況下仍然能夠?qū)υO(shè)備持續(xù)供電。由于無線設(shè)備對電源穩(wěn)定性的要求相對嚴(yán)格，因此本設(shè)計(jì)方案不推薦使用開關(guān)電源。 電源設(shè)計(jì)電源的供電方式有很多種，常用的有開關(guān)電源、電池（或者充電電池）等。3硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)這要包括電源的供電方式選擇，門禁控制系統(tǒng)的主控設(shè)備的選型及設(shè)計(jì)，讀卡模塊的選型及設(shè)計(jì)，LCD顯示模塊的選型及設(shè)計(jì)，電子鎖電路設(shè)計(jì)以及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。控制器管理模塊，是用來注冊現(xiàn)有或新增的控制器，便于更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)。PC機(jī)管理軟件的設(shè)計(jì)主要由卡片管理模塊、控制器管理模塊、權(quán)限管理模塊等組成。圖22是門禁系統(tǒng)的硬件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)框圖 ATmega16單片機(jī)電源開鎖控制信號鎖系統(tǒng)LCD輸出無線發(fā)射信號輸入無線傳輸平臺反饋信號輸出無線傳輸平臺讀卡模塊串口通信信號圖22系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為硬件組成中各主要模塊的程序設(shè)計(jì)和PC機(jī)的管理軟件的設(shè)計(jì)。周邊設(shè)備：門禁系統(tǒng)的外圍輔助設(shè)備，周邊設(shè)備包括警示報(bào)警裝置、LCD輸出設(shè)備等。它使用RF射頻微波作為無線傳輸?shù)妮d體，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通訊。電控鎖:門禁系統(tǒng)的執(zhí)行部件，電控鎖通常在斷電時呈開門狀態(tài)，以符合消防要求。帶無線電發(fā)射天線，當(dāng)有非接觸IC卡接近時，能給非接觸IC卡提供能量，獲取非接觸IC返回的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在通常采用非接觸IC卡，因?yàn)槠洳僮鲿r無需接觸，不會磨損，芯片封裝在卡片內(nèi)，不會被腐蝕，所以經(jīng)久耐用，能使用十年以上。門禁控制器性能的好壞直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定，而系統(tǒng)的穩(wěn)定定性直接影響著客戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全[8]。門禁控制器：是門禁系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的輸入、輸出信息的處理、存儲和控制等。 門禁的系統(tǒng)組成門禁控制系統(tǒng)是由上位機(jī)，門禁主控設(shè)備、無線傳輸平臺、讀卡器、電控鎖、ACDC電源、卡片、管理軟件等幾個重要部分組成的。普通員工經(jīng)過培訓(xùn)就可以勝任相應(yīng)管理軟件操作。對于離職、離開的人員該卡采用禁用的模式，該員工以后都無法進(jìn)入公司進(jìn)行破壞等報(bào)復(fù)活動。同行的競爭者不會輕易地進(jìn)入您的辦公或開發(fā)場所順手拿走您的業(yè)務(wù)資料或者核心技術(shù)資料。所有的進(jìn)出情況在電腦里都有記錄，便于針對具體事情的發(fā)生時間進(jìn)行查詢，落實(shí)責(zé)任。該設(shè)計(jì)主要具有以下特點(diǎn)：1． 可以樹立公司，大廈或者寫字樓等公共場所規(guī)范化管理形象，提高管理檔次，同時規(guī)范化內(nèi)部的管理體制。因此，無線化是現(xiàn)有電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢無線門禁系統(tǒng)將成為未來門禁系統(tǒng)發(fā)展的重要方向[7]。目前市場上大多數(shù)的門禁系統(tǒng)均采用有線的方式來實(shí)現(xiàn)，雖然其具有傳輸容量大、可靠性高等的優(yōu)點(diǎn)，但是有線系統(tǒng)也有其不可避免的缺點(diǎn)：靈活性差、安裝成本高，施工難度大等。2 門禁的方案設(shè)計(jì)隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公司對安全性的要求越來越高，原來的簡單的門鎖早已不能滿足他們對人員安全管理的需求。與此同時，國內(nèi)市場上也出現(xiàn)了許多系統(tǒng)聯(lián)動控制的新型門禁控制系統(tǒng)，例如藍(lán)泰公司近期推出的開放式門禁控制系統(tǒng)，能夠管理大型會議以及公共場所的入口、通道；創(chuàng)一公司的第四代感應(yīng)卡考勤門禁管理系統(tǒng)的功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠支持智能排班功能，存儲量大、操作簡單，也是目前比較流行的門禁系統(tǒng)之一。在亞洲和中國，隨著人們對門禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。同時大公司之間的相互競爭使得產(chǎn)品利潤率不斷下降，產(chǎn)品價格大幅降低，相對于歐美的收入，5000美元左右的門禁系統(tǒng)可廣泛運(yùn)用于市場。如美國的Northern Computer公司、CSI公司。目前歐美門禁系統(tǒng)市場正逐漸進(jìn)入成熟階段，其產(chǎn)業(yè)的分工已進(jìn)人細(xì)分階段，生產(chǎn)卡、讀卡器的廠家單單生產(chǎn)卡、讀卡器，如美國的HID公司、h1dala公司、德國的Destele公司。綜上所述，門禁系統(tǒng)作為安防設(shè)備的重要組成部分之一，在國內(nèi)外都具有十分美好的市場前景。特別是在地鐵、公交、路橋、輪渡等收費(fèi)應(yīng)用中，近期將占到整個卡應(yīng)用的50%以上[5]。系統(tǒng)配置相當(dāng)靈活多樣。(5)適合于多種應(yīng)用 非接觸式IC卡的存貯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其可以做到一卡多用，能應(yīng)用于不同的場合或系統(tǒng)，例如，企業(yè)或機(jī)關(guān)內(nèi)部員工“一卡通”，可用作考勤、食堂就餐、電話管理、停車場、門禁等；校園“一卡通”，可用作學(xué)生證、借書證、消費(fèi)卡、門禁“銅匙”等，此時用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)置不同的密碼和訪問條件。本課題選擇非接觸式IC卡門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是因?yàn)榕c接觸式IC卡相比較，非接觸（感應(yīng)）式IC卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)操作方便、快捷 由于采用非接觸無線通訊，讀寫器對在感應(yīng)范圍內(nèi)的卡就可以進(jìn)行操作，免去了插拔卡，所以非常方便用戶使用(2) 抗干擾性高 非接觸式IC卡中有快速防沖突機(jī)制，能有效防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，在多卡同時進(jìn)入讀寫范圍內(nèi)時，讀寫設(shè)備可一一對卡進(jìn)行處理。接觸式IC卡是通過物理接觸方式，將卡插入卡座后，與外界交換信息，所用集成電路芯片露在塑料卡外面的一面是一塊含有電路腳的接觸片，大部分都鍍金[9]。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成度、容量、安全性都得到了很大的提高，尤其是EEPROM技術(shù)的成熟，使得IC卡的生產(chǎn)、應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。世界上第一張IC卡誕生于1974年一位名叫羅蘭目前指紋識別門禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。第三代門禁：非接觸式IC卡門禁卡片采用了先進(jìn)半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，利用電子回路及感應(yīng)線圈在讀卡器本身產(chǎn)生特殊震蕩頻率，當(dāng)卡片進(jìn)入讀卡器能量范圍時產(chǎn)生共振，感應(yīng)電流使電子回路發(fā)射信號到讀卡器，經(jīng)讀卡器將收到信號轉(zhuǎn)換成卡片資料，送到控制器進(jìn)行判斷、決策。缺點(diǎn)是易消磁，易磨損。第二代門禁：接觸卡式門禁系統(tǒng)，例如：(1)磁碼卡，是把瓷質(zhì)貼在朔料卡片上制成。又隨著電子芯片的高度集成化和生物識別技術(shù)的發(fā)展，智能門禁系統(tǒng)得以出現(xiàn)。 門禁系統(tǒng)的發(fā)展過程及國內(nèi)外現(xiàn)狀分析門禁系統(tǒng)是在傳統(tǒng)門鎖的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，后者是機(jī)械裝置，在人出入很多的地方，例如辦公室，酒店等鑰匙的管理造成不便。隨著無線數(shù)據(jù)通信逐漸成為一種越來越重要的通信方式，人們設(shè)計(jì)出一種更安全有效、方便智能的門禁系統(tǒng)——無線門禁系統(tǒng)。功能強(qiáng)、容易安裝、組網(wǎng)靈活、即插即用的網(wǎng)絡(luò)連接、可移動性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得無線網(wǎng)絡(luò)提供了不受限制的應(yīng)用。眾所周知，有線通信具有安全、穩(wěn)定性好、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)；但同時有線通信方式具有初裝費(fèi)用高、施工時間長、無法移動、變更余地小、維護(hù)費(fèi)用高、覆蓋面積小、擴(kuò)展困難等缺陷。門禁系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能和方便、安全的操作為人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。智能IC卡具有存儲運(yùn)算功能，經(jīng)初始化和授權(quán)后成為控制門鎖開和關(guān)的特殊鑰匙，從而便構(gòu)成一個現(xiàn)代化的門禁系統(tǒng)。電子門鎖是近幾年隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，尤其是智能IC卡應(yīng)用技術(shù)的提高發(fā)展起來的，隨之而產(chǎn)生的接觸式智能IC卡和密碼鍵盤門禁系統(tǒng)也越來越被人們重視和使用。門禁控制系統(tǒng)有時也稱為出入監(jiān)督智能系統(tǒng)，其功能是有效地管理門的開啟與關(guān)閉，保證授權(quán)出入門人員的自由出入，限制未授權(quán)人員的進(jìn)入，對暴力強(qiáng)行入門行為，予以報(bào)警。作為智能弱電系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)集自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及光電，電子，機(jī)械，計(jì)算機(jī)，通訊，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化管理的要求[1]。該門禁系統(tǒng)性能價格比高，解決了寫字樓管全管理門禁系統(tǒng)采用有線通信方式所存在的難以擴(kuò)展、難以升級等問題。軟件設(shè)計(jì)中，用C語言編寫單片機(jī)主要子程序易讀性高，擴(kuò)展性好。系統(tǒng)基于無線通信模式，采用基于RF射頻模塊的無線傳輸平臺作為系統(tǒng)的無線傳輸方式。無線通信方式則克服了有線通信的很多不利因素，因此基于無線通信方式的門禁系統(tǒng)是未來門禁系統(tǒng)的方展方向，本課題設(shè)計(jì)的就是基于單片機(jī)的無線通信聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)。摘要隨著目前各公司對安全要求的提高，管理水平的不斷提升，公司需要加強(qiáng)對進(jìn)出人員的管理，門禁被許多公司采用。但大多使用的都是單門禁，對于有很多出入通道的公司顯然不適用，既不能做到統(tǒng)一管理也缺少了統(tǒng)計(jì)、查詢和考勤等附加功能，與此同時目前市面上的智能門禁系統(tǒng)多是基于有線通信的方式實(shí)現(xiàn)的，具有布線復(fù)雜、成本高、定型后不利于重新布線、擴(kuò)展等諸多缺陷。本文通過對國內(nèi)外門禁系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展動態(tài)以及技術(shù)難點(diǎn)的研究，首先提出一套適合寫字樓安全管理的基于單片機(jī)的聯(lián)網(wǎng)式門禁系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)采用的是簡單實(shí)用的直線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無線信號的收發(fā)核心模塊選用的是選擇性價比高、集成度高的RF射頻模塊RFM12。通過Visual Basic建立合理人性化的人機(jī)界面，方面管理者使用。關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng)，無線通信，非接觸式IC卡目錄1緒論 1 1 門禁系統(tǒng)的發(fā)展過程及國內(nèi)外現(xiàn)狀分析 12 門禁的方案設(shè)計(jì) 4 門禁的系統(tǒng)組成 4 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 63硬件設(shè)計(jì) 7 電源設(shè)計(jì) 7 門禁控制器 7 9 11 RS232 轉(zhuǎn)化電路 12 13 134 軟件設(shè)計(jì) 17 主控設(shè)備的軟件設(shè)計(jì) 17 無線傳輸模塊的軟件設(shè)計(jì) 30 管理軟件設(shè)計(jì) 425總結(jié) 48參考文獻(xiàn) 49致謝 501緒論隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，門禁系統(tǒng)在國內(nèi)得到廣泛的普及。實(shí)際上，門禁系統(tǒng)就是在建筑物內(nèi)外的出入口通過持有非接觸式卡片來對人（或物）的進(jìn)出實(shí)施放行，拒絕，記錄等操作的智能化管理系統(tǒng)，為大門門禁控制，考勤管理，智能樓宇系統(tǒng)，高安全性出入口管理等安全，方便的實(shí)施出入控制。同時可對出入人員分類管理，對出入?yún)^(qū)域分類管制，對出入人員代碼，出入時間，出入號碼進(jìn)行登錄與存儲[2]。電子計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)管理主機(jī)，通過聯(lián)接系統(tǒng)的各個讀卡器(即開門控制器)管理門鎖。從上面的描述，我們可以看到門禁系統(tǒng)發(fā)展完善的過程是現(xiàn)代科技與人類文明相結(jié)合而逐步完善的過程。但是目前的智能門禁系統(tǒng)大多數(shù)是基于有線通信的方式來實(shí)現(xiàn)的。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了一個新的天地。網(wǎng)絡(luò)管理人員可以迅速而容易地將其加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。本課題針對人們對智能安防系統(tǒng)日益增長的追求，提出一套基于無線傳輸方式的門禁系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，這一問題得到了解決，出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖等電子門禁系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了人們對出入口的管理程度。以下是門禁系統(tǒng)的發(fā)展過程[3]：第一代門禁：鍵盤輸入密碼方式——會有因忘記密碼而被拒之門外。磁卡可改寫，應(yīng)用方便。(2)鐵碼卡，是用特殊的金屬線排列編碼，采用金屬磁燒的原理制成，不易被復(fù)制。第四代門禁：生物辨識門禁系統(tǒng)它包括指紋機(jī)，掌紋機(jī)，視網(wǎng)膜辨別機(jī)和聲音識別及人臉識別裝置。IC卡是由一個或多個集成電路芯片組成，并封裝成人們攜帶的卡片。莫雷諾（Roland Moreno）的法國工程師手中[6]。IC卡按使用方法和信息交換方式又可分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡（射頻卡）。非接觸式IC卡是通過電磁波與外界交換信息，帶有射頻收發(fā)及相關(guān)電路的芯片與環(huán)形天線全部埋在塑料基片中，在進(jìn)行讀寫時，讀寫設(shè)備向射頻卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)與讀寫設(shè)備發(fā)射頻率相同的LC串聯(lián)諧振電路，在電磁波的激勵下產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖茫瑢㈦娙輧?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)貯存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時，此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓，從而完成將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫設(shè)備的數(shù)據(jù)[4]。(3) 可靠性高 非接觸式IC卡與讀寫器之間沒有機(jī)械接觸，這就從根本上消除了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障.(4) 高安全性 非接觸式卡的序列號是唯一的，制造商在產(chǎn)品出廠前已將此序列號固化在芯片中，不可以更改；非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向互認(rèn)驗(yàn)證機(jī)制，即讀寫器要驗(yàn)證IC卡的合法性，IC卡也要驗(yàn)證讀寫器的合法性。 (6) 適應(yīng)于多種要求 非接觸式IC卡系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境與應(yīng)用對象的不同而做到作