基于射频识别技术酒店门锁系统设计

基于射频识别技术酒店门锁系统设计,单片机课程设计,汇报人：孟阳，程田田，金敏敏,前 言,无线射频识别（RFID）技术是发展前景很好的技术之一，有人认为它可以引领下一次技术热潮。RFID的应用领域非常广泛，发展迅速，正在逐步走向成熟。RFID所应用的领域涵盖了政府、物流行业、交通运输、通信业等多个行业。 RFID是结合了无线电、芯片制造及计算机等多学科的新技术，是自动识别技术的一种全新形式。它以无线方式进行双向通信，而且它不进行接触就可实现批量读取和远程读取，有些超高频RFID可达到10米左右，可以无需人工干预完成识别工作。可实现真正的“一物一码”，可大大简化物品的库存管理，满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需要。,目录 / Contents,01,系统概要,02,系统硬件软件分析,03,系统源码分析,04,总结与展望,01,系统概要,1.1系统背景 1.2系统背景,系统概要,随着我国社会主义市场经济的深入发展和未来知识经济时代的临近，门禁系统作为一项安防措施，将会形成更大规模的产业。这方面的社会需求已在逐步升温。作为政府职能的重要组成部分，保障公民生命财产安全和社会的安定，实施综合安全服务工程将会像环保工程、生态农业工程一样，受到社会的关注和公众的欢迎。 出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区、工厂等。,系统背景,系统概要,基于RFID RC522射频识别系统是以射频识别读写器为核心，系统的总体结构见图，单片机、射频模块、按键模块及指示灯模块组成的系统。系统的工作原理是当有射频卡靠近时，射频模块RC522接收到信号，单片机控制黄锁闪烁，此时如果按下按键模块里的写入按键，就会把卡号写入进单片机内部EEPROM，保存起来，掉电不会丢失，此时红锁会点亮，代表开锁，当卡离开，锁就会自动熄灭；当卡靠近，锁亮后，可以按下按键模块里的清除按键，从单片机内部EEPROM中删除当前卡号。,系统功能,02,系统软硬件设计,2.1 系统硬件设计 2.2系统软件设计 2.3系统电路原理图,系统硬件设计,系统硬件设计主要由STC89C51主控芯片和非接触式IC卡模块构成。硬件电路由微控制器STC89C51、读卡器模块非接触式IC卡、LED指示灯、按键电路、最小系统电路等构成。微控制器STC89C51负责非接触式IC卡的初始化，和采集卡号数据，当射频模块检测到有卡靠近会将卡号读取出来送单片机，等待单片机处理，单片机检测到按键按下后会执行相应的写入卡号和清除卡号操作，进而控制LED指示灯的状态。,硬件设计,系统软件设计,软件设计,程序通过Keil4软件编写和编译。 软件主要实现数据的采集，数据的分析，模块之间的通信，以及相应的数据处理。 数据采集：非接触式IC卡通过天线读取RFID卡的数据，然后将数据传送出去。 数据分析：STC89C51接收到数据后，检测写入按键按下就将卡号写入单片机内部EEPROM，如果是清除按键按下，就清除对应卡号。,系统整体电路原理图,分块电路原理图（单片机介绍）,STC89C51的管脚图如左图所示,管脚说明：低频信号发生器采用STC89C51单片机作为控制核心，其内部组成包括：一个8位的微处理器CPU及片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接；片内数据存储器RAM低128字节，存放读/写数据；高128字节被特殊功能寄存器占用；片内程序存储器4KB ROM；四个8位并行I/O（输入/输出）接口P3 -P0，每个口可以用作输入，也可以用作输出；两个定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口。,分块电路原理图（单片机介绍）,STC89C51的管脚图如左图所示,分块电路原理图（射频控制模块）,射频识别系统的典型结构,由两部份组成：读写器和射频卡。读写器同射频卡之间通过无线方式通讯，因此它们都有无线收发模块及天线（或感应线圈）。射频卡中有存储器，内存容量为几个比特到几十千比特。可以存储永久性数据和非永久性数据。永久性数据可以是射频卡序列号，它是用来作为射频卡的唯一身份标识，不能更改；非永久性数据写在E2PROM等可重写的存储器内，用以存储用户数据。射频卡可以根据读写器发出的指令对这些数据进行相应的实时读写操作。控制模块完成接收、译码及执行读写器的命令，控制读写数据，负责数据安全等功能。,分块电路原理图（射频控制模块）,射频识别系统的典型结构,射频卡分无源卡和有源卡两种，有源卡内置天线和电池，而无源卡只有内置天线没有电池，其能量由读写器提供，由于无源卡无需电池因此其尺寸较小且使用寿命长，应用越来越广泛。读写器内的控制模块往往具有很强的处理功能，除了完成控制射频卡工作的任务，还要实现相互认证、数据加解密、数据纠错、出错报警及与计算机通信等功能。计算机的功能是向读写器发送指令，并与读写器之间进行数据交换。,分块电路原理图（射频控制模块）,射频识别系统的原理,1射频读写模块在一个区域内发射能量形成电场，区域大小取决于发射功率、工作频率和天线尺寸。 2射频卡进入这个区域时，接收到射频读写模块的射频脉冲，经过桥式整流后给电容充电。电容电压经过稳压后作为工作电压。 3 数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出命令和数据并送到逻辑控制部分。逻辑控制部分接收指令完成存储、发送数据或其它操作。 4 如果需要发送数据，则将数据调制然后从收发模块发送出去。 5 读写模块接收到返回的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后进行处理,分块电路原理图（按键电路）,按键电路的原理,按键一端接地，另一端接单片机的IO口，当按键按下后，单片机的IO口就相当于接地，就会检测低电平，程序里面检测到这个引脚变成低电平后就执行相应的程序。,分块电路原理图（继电器控制模块）,电磁继电器的原理,电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。,分块电路原理图（继电器控制模块）,继电器控制模块,当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。,03,源代码分析,源代码分析,程序主流程图如图，开机后初始化IO口和RC522模块，然后判断是否接收到附近卡的信息，如果检测到的卡是已经注册的就点亮照明LED，如果注销按键按下，就注销当前卡，如果注册键按下，就将当前卡号写入单片机内部EEPROM中。,系统总体程序流程设计,源代码分析 - main函数,void main() P1=0xFF; EA=1; delay(400); /启动等待，等LCM讲入工作状态 init_rc522(); init_eeprom(); read_eeprom(); while(1) ctrl(); /读卡并判断 if(K2=0) delay(5); if(K2=0) /注销当前卡 write_eeprom_jj(current_id); flag_cunzaicurrent_id=0; while(K2=0); ,源代码分析,if(K3=0) delay(5); if(K3=0) if(flag_exist=1) /当前卡没有注册才能注册 即一张卡不能注册多次 flag_exist=0; while(flag_cunzaizong_id=1 ,04,总结与展望,4.1结果展示视频 4.2过程中遇到的问题与解决方法 4.3分工,总结与展望,成果演示视频,结论分析,本系统能在打开电源并运行后，能自动扫描附近的卡，当有RFID卡进入到读卡器的读卡范围内时，则会自动读取卡序列号，并将卡序列号传送给单片机，单片机判断卡的有效性。若该卡是有效卡，系统会执行开锁操作；若该卡是非法卡，则不会开锁。本系统能够有效、方便、安全地控制锁的开关，具有可靠性高、保密性强、方便快捷等特点。,过程中遇到的问题及解决方案,产品焊接过程中电路板空间不够,问题,重新分配电路板空间，将一些元件焊接到了芯片底下，下次制作时要提前设计好电路板上的摆放，电路接线等,解决方法,过程中遇到的问题及解决方案,产品调试过程中射频模块未供电。,问题,从电源接口