毕业论文-基于51单片机的门禁系统设计.docx

辽宁科技大学本科生毕业设计(论文) 第37页基于51单片机的门禁系统设计摘 要随着人们生活水平的日益提高，人们对生活质量的要求越来越高，加之国外入室盗窃的情况层出不穷，导致国内人民开始防患于未然，不惜在门上花很大的心思，来大力提升家庭、公司等场所的出入安全。鉴于以上情况，门禁系统应运而生。近年来，随着科技的不断发展，3C技术已日趋成熟，门禁系统已经走入人们生活的日常了，其应用日趋广泛。伴随着相关科学技术的发展，智能门禁的技术也是飞速发展。生物识别技术的成熟，促成了指纹识别渐渐在门禁系统中普遍起来，同样的射频识别RFID功能也逐渐成为门禁系统的主导功能。这一系列技术的发展与成熟，使得门禁系统在我们日常生活中的使用变得更加经济、高效。本系统提供的是以单片机STC89C52为核心，配以射频识别模块（RC522）、液晶显示模块（LCD12864)、指纹模块（ZFM-60）以及电源模块的门禁系统，该系统采用指纹识别和射频识别实现双重防护，可以实现门禁系统的功能，且经济安全。关键词：单片机;射频识别;指纹识别;门禁系统ABSTRACTWith the improvement of peoples living standards and the increasing demands on their quality of life, coupled with the increasing number of cases of burglary abroad, the domestic people have begun to prevent the problem before it has even occurred, and they have not hesitate to put a lot of thought into the door. To greatly enhance the safety of access to homes, companies and other places. In view of the above, the access control system came into being. This environment promotes the emergence and development of intelligent access control system. In recent years, with the continuous development of science and technology, 3C (computer, control, communication) technology has become more and more mature, access control system has entered the daily life of people, and its application is becoming more and more extensive. With the development of related science and technology, the technology of intelligent access control is developing rapidly. The maturity of biometric technology has contributed to the popularity of fingerprint recognition in the access control system. The same RFID RFID function has gradually become the leading function of the access control system. With the development and maturity of this series of technologies, access control system has become more economical and efficient in our daily life. The system is based on single chip STC89C52 as the core, with RC522, LCD12864, fingerprint module (ZFM-60) and power module entrance guard system. The system uses fingerprint identification and RFID to realize dual protection. It can realize the function of the entrance guard system and the economy is safe.Keywords:MCU；RFID；fingerprint identification；Access Control System目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1课题研究背景及意义11.2国内外研究现状及已有成果11.3自动识别技术的研究21.4本文研究内容32 门禁系统原理设计52.1系统整体工作原理52.2主控工作原理52.2.1STC89C52简介62.2.2引脚图62.2.3引脚功能72.3指纹识别原理72.3.1检测82.3.2验证82.3.3识别82.4射频识别原理82.5LCD12864点阵屏显示原理93 门禁系统硬件电路设计113.1系统总体电路设计113.2最小系统电路设计113.2.1复位电路123.2.2晶振电路133.2.3上拉电阻133.33.3v电源电路设计133.3.1电源电路133.3.2AMS1117143.4射频识别电路设计143.4.1射频检测电路153.4.2信号处理电路163.4.3MFRC522173.5指纹识别电路设计173.5.1ZFM-60183.6LCD12864显示电路设计183.7声音提示电路设计193.8电磁锁开关电路204 门禁系统的软件设计214.1Keilc51开发系统214.2LCD12864显示程序设计214.3射频识别程序设计234.4指纹程序设计244.4.1图像预处理244.4.2提取特征点254.4.3指纹的匹配25结 论26致 谢27参考文献28附录A：电路图29附录B：系统程序301 绪论1.1 课题研究背景及意义随着当今社会科学技术水平的迅猛发展，信息技术成为科学技术发展水平的领头羊，信息技术的发展，推动着各项科学技术开始产生日新月异的发展。科学水平高速发展带来的变化正在慢慢步入我们的日常生活，同时，这也对科技的发展质量提出了更高的需求。科学技术的发展虽然带给我们生活的便利，但是，与此同时，随之而来的还有新的安全隐患，高科技犯罪的例子也在逐渐增多。智能门禁系统将射频卡以及指纹与锁相结合，利用智能卡替代传统的金属钥匙，并利用计算机系统实现门锁的智能管理，弥补了传统门锁的多种不足，这个平台通过增设其他灵部件可以继续衍生出物业消防监控、车辆进出控制、电梯控制、餐饮收费管理以及保安巡检管理等系统，从而发挥一卡多用的功能，简化管理手段并取得了较好的应用及社会口碑智能门禁系统在发达国家和地区已经成为了最主要的安防系统之一与传统的安防设备的区别在于，智能门禁将被动的监控变为主动的控，起到更高的安全作用。门禁系统在射频识别技术高速发展的基础之上，也获得了迅猛的提升和前进，现今的门禁系统己经日趋完备，可用愈加完善并在此基础上不断衍生出新的技术的应用系统，在安全性，方便性，易管理性等方面都有史优异的表现，门禁系统己经不仅仅是门及钥匙的替代应用，而是更加逐步的在进出管理控制领域里形成越来越完善的系统现如今的人事考勤系统、工作环境安全限定等管理领域中都不乏射频识别技术的身影，并扮演着越来越重要的角色。1.2 国内外研究现状及已有成果门禁系统(Access Control System）就是对出入口通道进行管制的系统。初期的门禁系统通常被称为电子锁，主要为电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，应用也不是很广泛。随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。1.3 自动识别技术的研究自动识别技术是指采取特殊的识别设备对字符、条码、影像、声音等记录数据的载体进行机器识别，驱动获取息，以确定项目，并在后面的计算机处理系统来完成一系列的后续操作的技木，它是一种高度自动化的信息或数据采集技术，其中包含，自动识别、信息采集和移动计算三个方面的应 用，是在通信及计算机的相关科研进步的前提之上进步的综合性的科研领域自动识别技术作为一种革命性的新技术，无时无刻不在物演着多领域信息化水平。提升的推动者，在动识别技术的带领下，劳动效率大幅提升高效、快捷的数据信息识别变得日趋成熟稳定，同时，也充当配合与之相关的信息化技术发展和建设的基石作用，在全球信息化和商业、物流、票证管理、造业、安全检查、医疗卫生、餐饮旅游以及军事装备、工程项目等国民经济领域的信息化发展中扮演着越来越重要的角色，我国自动识别技术起步虽晚，但近几年发展很快，尤其是在供应链与物流管中得到应自动识别计算机管理系统的模型如图 11所示。图 11 自动识别计算机管理系统模型由自动识别系统(Automatic Identification System AIDS)、应用程序接口(Apphcation lnterface API)或中间件(Middleware)和应用系统软件(Application Software)构成完成数据的采集和存储工作的是自动识别系统：自动识别系统所采集的数据进行应用处理或者加工的是应用系统软件，最终形成对人们有用的信息提供自动识别系统和应用系统软件之间的通伯接口（包括数据格式）的是应用程序接口/中间件，完成传递由自动识别系统采集的数据信息转换成应用软件系统可以识别和利用的信息的数据。自动识别技术从20世纪40年代开始进行研究开发，70年代渐成了知模在近20年的时间里取得了长足发展，在全球范围内得到了迅猛发展，初步形了一个包括射频识别、语音识别、条码、生物识别、视觉识别等以计算机、光、机、电、通信技术为一体的高新技术。按照国际自动识别技术的分类标准，自动识别技术可以有两种分类方法一是光照采集技术进行分类，其需满足条件是识别特征载体（如标签等，依附在待识别的物体上，可以分为半导体存储器、磁存储器和光存储器三种；另一种是依据特征提取技术进行分类，基本特征是根据被识别物体的本身行为来完成数的自动采集，可以分静态特征、动态特征和属性特征。1.4 本文研究内容本系统主要使用了当前最成熟的技术单片机控制技术，辅之以射频识别以及指纹识别，包括声音提示电路和显示模块，以方便用户更好的使用。具体内容如下：1) 明确系统功能和设计任务要求，深入学习掌握相关设计论知识和设计方法，制定系统总体方案；2) 门禁控制器硬件系统设计；元件与模块选型，订购；射频识别、指纹识别、电磁锁、指示灯、蜂鸣器、电源等电路设计及其原图绘制；3) 门禁控制器应用软件设计；4) 上位机门禁管理软件设计。2 门禁系统原理设计2.1 系统整体工作原理本设计以单片机STC89C52作为系统控制核心部件，配以RFID射频识别、指纹识别以及蜂鸣器和显示屏等组成。采用c语言编写单片机程序，实现通过射频卡刷卡识别以及指纹识别来完成开锁任务，实现相应部分电路的功能登录指纹，开门提醒，错误提醒，开门信号发送，完成开门以及自动锁门等功能。要求各系统能正确，有效地执行命。根据设计的要求，可将系统的框图总结为如图2-1所示。 图 21 系统组成框图2.2 主控工作原理本门禁控制系统采用的事STC89C52作为主控芯片，其作为高性能、低价位的芯片，价廉物美的特性非常适合本次设计。STC89C52系列的产品在容量上很有优势，可以多存储字节，在一定程度上可满足工程量较大256的设计需求。另外STC89 C52可降至0 Hz静态逻辑操作支持2种软件可选择节电模式。因此STC89C52芯片以其优良的性能非常适合作为本次门系统的核心控制模块1。2.2.1 STC89C52简介所谓STC89C52，其属于MCS-51指令系统，兼容性较强，工业产品指令以及引脚兼容彻底的51彻底的单片机。通常意义上的单片机，其用作存储数据的字节通常只有128-256B数据量较大的应用程序来说，这种大小的容量显然不能满足设计需求，不过，STC89C52系列的产品则在容量上比较有优势，相比较之下可多存储字节，在一定程度上可满足工程量较大256的设计需求，其实在实际的生产实践当中，该单片机也正在逐步取代传统的小容量单片机。2.2.2 引脚图 图 22 STC89C52引脚图2.2.3 引脚功能表格 21 STC89C52引脚功能名称功能VCC(Pin 40)电源电压VSS(Pin 20)接地XTAL1(Pin19)片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)片内振荡电路的输出端ALE/PROG(Pin30)地址锁存允许信号PSEN(Pin29)外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)程序存储器的内外部选通P0口（Pin39Pin32）8位漏极开路的双向I/O口P1口（Pin1Pin8）内部上拉电阻的8 位双向I/O 口2.3 指纹识别原理图 23 ZFM-60光学指纹识别模块每个人手指的螺纹都是不一样的，在皮肤纹路的转折处各不相同，学术上将它们称作“特征”，不同的人特征都不一样，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，可以把人和人区分开，分辨出不同的人的指纹，从而达到指纹识别的目的，完成指纹识别的功能。指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和图像处理技术，来收录用户的指纹，放入库中，然后开门时将用户指纹和库中指纹对比，完成识别功能。2.3.1 检测人的指纹看似毫无规律，各种形状都存在，但是只要把握住关键的几个特征点，就能分别出不同的指纹形状。该指纹识别系统，通过将指纹图像分割，均衡化，平滑，增强，二值化，细化，然后提取特征点，来检测指纹。 2.3.2 验证验证是指，将一个现场采集的指纹与指纹模块中的一个指纹进行对比，看是否与之前的指纹匹配，以验证该指纹是否为合法指纹，用专业术语说，也叫“一对一匹配（one-to-one matching)”，通常用该方式来确认身份。门禁系统主要应用的就是验证方式，将用于的指纹与之前库中的指纹进行对比，来确认是否是正确的人。2.3.3 识别识别是指，系统将指纹识别模块所采集到的指纹与指纹模块中的指纹库中的指纹一一对比，来找到是否有合适的指纹能预知匹配，这用专业术语说，也叫“一对多匹配（one-to-many matching)。识别主要应用于犯罪指纹匹配的传统领域中，一个不明身份的人的指纹与指纹库中有犯罪记录的人指纹进行比对，来确定此人是否曾经有过犯罪记录2。2.4 射频识别原理射频识别是在非接触式载体电子标签与射频识别读出装置之间，通过一些耦合原件来进行数据和信号等的传输与交换来实现射频识别功能。读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种。1) 电感耦合依据的是电磁感应定律，如图 24所示。 图 24 电感耦合2) 电磁反向散射耦合图 25 电磁反向散射耦合该原理类似雷达系统，电磁波杯发射出去，并且在碰到物体后返回，与此同时，还携带目标信息，被接收装置所接收。如图 25所示。2.5 LCD12864点阵屏显示原理LCD12864点阵屏是由128乘以64个液晶显示点组成的一个宽128列以及长64的阵列。一个显示点通过相应的一个电位的高低来控制，高低电平分别表示显示点的亮灭。将对应的点阵信息传输并存放到相应的存储器中，点阵屏就会显示对应的图案。3 门禁系统硬件电路设计3.1 系统总体电路设计本课题设计采用STC89C52微控制器作为MCU。门禁系统主要由最小系统电路、电磁锁电路、蜂鸣器电路、ZFM-60指纹识别电路、RC522射频识别模块电路、LCD12864显示模块等组成。本智能门禁系统能实现，在射频卡刷卡时，显示模块显示卡号信息，如若此卡为对的，则卡指示灯亮一下，并且蜂鸣器也将会嘀的响一下，非常简短，同时驱动电路将电磁锁打开；如此卡为错卡，则指示灯长亮，蜂鸣器长响，以提示输入错误并警报。智能门禁系统能实现指纹识别。用户在使用之前需要先登录，其意思就是需要先录入指纹，录入之后，就可以用这枚指纹去驱动电路将电磁锁打开，完成开门任务。如这枚指纹为正确指纹，则指示灯点短亮，蜂鸣器短响；如这枚指纹为错误指纹，则指示灯点长亮，蜂鸣器长响。3.2 最小系统电路设计图 31 最小系统电路最小系统电路，也叫做主控电路，是核心控制芯片的外围电路,是使用较少元器件搭建而成的电路系统。其中本系统所使用的单片机型号为STC89C52RC,该芯片内部具有强大的功能，加密性强，有超强的抗干扰能力，正常工作时功耗很低，有掉电保护功能，满足本次设计的需要。3.2.1 复位电路外接复位电路是为了在程序运行中发生死机等特殊情况后，可以及时复位程序，重新运行，不需要在重新关电上电。在复位电路中，使用一个电容和一个电阻，它们的大小分别是10uF和10k。复位电路如图所示： 图 32 复位电路本设计中的复位电路就是采用的上电+手动方式，让RST引脚在两个机械周期及以上是为1来完成复位。至于其工作原理，就是在上电时，+5V电压通过10K的电阻对10uF的电容进行充电。根据计算公式，可以计算出电容充能时间为0.1S，也就是说在打开电源后的0.1S内，电容两端的电压为3V左右。这个时候串连上的10K电阻，这也缩短了按下复位键单片机重新工作的时间。由于电容两边电压不可突变，所以在刚通电的时候瓷片电容C8两端电压为0，从而电阻R2两段电压为5V，RST电位达到高电位。可是，随着充电的进行，电容两端电压渐渐增大，电阻所分电压减少，逐渐地，RST电位渐渐变为低电平，只要这个充电时间大于等于两个机械周期，就可以完成该手动复位工作。3.2.2 晶振电路晶振电路是使用11.0592M晶振和22PF的瓷片电容搭建，让单片机在工作过程中产生的延时和波特率更加准确。为了易于串口通信，根据公式：11.0592MHz = 192*57600 = 384*28800 = 576*19200 = 1152*9600，本设计选用11.0592M的晶振。晶振电路如图所示。 图 33 晶振电路3.2.3 上拉电阻本设计通过单片机的P0口给LCD12864传输数据。其中，由于P0口输出电压低于3V，所以只有使用P0口时要加上拉电阻，这样才能保证P0口输出高电平来满足信号的电平需要。3.3 3.3v电源电路设计鉴于本设计中使用的，指纹识别模块与射频识别模块所需的电源均是使用的3.3V电源，为了使该门禁系统更加安全流畅的运行，我们需要将5V的VCC电源转化为3.3V的电源，于是我们加入了5V转化为3.3V电源电路，该电路采用的是AMS1117电源模块。3.3.1 电源电路本设计运用AMS1117电源模块，将5v转化3.3v，为了输出更加稳定的电压，在输入口和输出口都并联了一个104瓷片电容和一个22uf的电容，来滤掉低频的纹波和高频率尖峰波，从而使输出更加稳定。有关电源硬件电路如图 34所示：图 34 电源电路AMS1117电源模块有多种版本，包括可以调节电压的版本，以及固定电压的版本。本设计需要将5v电压转化成3.3v电压，以满足对ZFM-60指纹模块的供电。 3.3.2 AMS117AMS1117引脚功能如下：表格 31 AMS117引脚功能名称功能管脚号1地/ADJ管脚号2输出电压管脚号3输入电压AMS1117电源模块有多种版本，包括可以调节电压的版本，以及固定电压的版本。本设计需要将5v电压转化成3.3v电压，以满足对ZFM-60指纹模块的供电。3.4 射频识别电路设计图 35 射频识别电路接口本设计通过采用刷射频卡和刷指纹两种方式，来给门禁的主控芯片发送开锁信号发送，以达到门禁开锁功能实现。其中，刷射频卡的方式，就是需要用到本射频识别模块MFRC522。电路图中引脚功能如下：表格 32 接口引脚功能名称功能SDA数据接口SCK时钟接口MOSISPI接口主出从入MISOSPI接口主入从出GND接地RST:复位信号3.3V电源3.4.1 射频检测电路作为整个读卡器的核心，IC卡读写模块MFRC522可以完成射频信号的产生、调制、解调、安全认证和防重叠等。 图 36 射频检测电路天线电路通过添加电容，让天线的固有频率与接收或发射频率相近，这样接收或发送的效率才高。MCU是通过对读写模块MFRC522内核特殊的内存寄存器的读写来控MFRC522的。3.4.2 信号处理电路读取MFRC522一般是指向Mifare卡请求。MFRC522芯片是主要用于高度成的读与卡系列芯片之中,该芯片适用于低频的系统之中且为非接触式的,是NXP公司研发出的一种被广泛采用的芯片。同时,其所具有的发送器在某种意义上能够认为是属于读与器模块天线,同射频卡、应答机模块三者连成一个整体,互相可以进行数据交换,这不再需要其他的电路来实现此目的。MFRC522与非接触式I C卡之间能量的传递和数据双向传输的过程是初级和次级2个线圈之间的耦合过程,从读卡器发射给卡的数据信息在调制前采用的是米勒编码,而从卡到读卡器的数据信息采用的是曼彻斯特编码2。 图 37 信号处理电路3.4.3 MFRC522MFRC522芯片是主要用于高度成的读与卡系列芯片之中，该芯片适用于低频的系统之中且为非接触式的，是NXP公司研发出的一种被广泛采用的芯片。在相应频率范围内，MFRC522芯片许多种工作模式可以进行读与射频卡。同时，其所具有的发送器在某种意义上能够认为是属于读与器模块天线，同射频卡、应答机模块三者连成一个整体，互相可以进行数据交换，这不再需要其他的电路来实现此目的。3.5 指纹识别电路设计本设计通过采用刷射频卡和刷指纹两种方式，来给门禁的主控芯片发送开锁信号发送，以达到门禁开锁功能实现。其中，为了实现刷指纹的方式，本设计选用ZFM-60指纹识别模块，来实现该功能。指纹识别接口电路如图 38所示： 图 38 指纹接口识别电路电路图中引脚功能如下：表格 33 管脚功能图名称功能管脚1Vin，模块电源正输入端（红）；管脚2TD，串行数据输出，TTL逻辑电平（绿）管脚3RD，串行数据输入，TTL逻辑电平（白）管脚4GND，信号地。内部与电源地连接（黑）3.5.1 ZFM-60ZFM-60系列光学纹模块以高性能高速处理器为核心的光学指纹传感器，可以不需要其他辅助电路的情况下，可以独自完成指纹识别的一系列步骤及功能，高效且准确。ZFM-60模块性能卓越，具有广泛的适用性。3.6 LCD12864显示电路设计本设计作为一个门禁系统，有必要加入一个显示屏来显示日期、时间以及门的各种状态，从而然使用户得到更好的使用体验，更方便的使用该软件。综合市场上各种显示屏的性能、价格以及综合情况，决定选用LCD12864显示模块。图 39 LCD12864显示电路LCD12864的DB0到DB7口和单片机的数据口P0相连，并接上上拉电阻，以保持稳定工作，不然程序正常也显示不出来。另外，第三脚VO是对比度调节电位引脚，要接一个10K的滑动变阻器，以此来调节显示屏的对比度，固定的另一端接VCC，另一端接地。基本特性如下：1) 低电源电压（VDD:+3。0-+5。5V）2) 显示分辨率:12864点3) 内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选)4) 内置128个168点阵字符5) 2MHZ时钟频率6) 显示方式；STN、半透、正显7) 驱动方式；1/32DUTY，1/5BIAS8) 视角方向；6点9) 背光方式；侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/110) 通讯方式；串行、并口可选11) 内置DC-DC转换电路，无需外加负压12) 无需片选信号，简化软件设计13) 工作温度:0-+55,存储温度:-20-+603.7 声音提示电路设计本设计作为一个门禁系统，有必要加入一个声音提示电路来的显示门的各种状态，从而然使用户得到更好的使用体验，更方便的使用该软件。 图 310 蜂鸣器提示电路综合市场上各种声音提示器件的综合性能，我们选用价廉物美，性价比极高的一种器件蜂鸣器。当您的门在正常打开时，蜂鸣器“嘀”的一下，清脆的声音提示您，您的门已经正常打开了；当门没有被正常打开，当有人试图用不合法卡、不合法指纹开启门时，这时就需要门禁系统MCU给声音提示电路发信号，让蜂鸣器发出“嘀”的长鸣一声，以提示他收到尝试非法侵入。本系统用蜂鸣器来提示门的开关情况，以及开锁状态。蜂鸣器通过单片机P1.7口来控制。当P1.7为低电平时，三极管导通蜂鸣器开始工作；当P1.7为低电平时，三极管断开蜂鸣器停止工作。3.8 电磁锁开关电路本系统用电磁锁来控制门的开闭。电磁锁电路如图 311所示。 图 311 电磁锁开关电路电磁锁受到单片机的P1.0口的控制。当P1.0=1时，NPN三极管Q1导通，从而NPN三极管Q2导通，电磁锁通电，开始工作。发光二极管LED1用来显示电路是否导通，从而让管理者可以直观的通过视觉就可以观察电路的工作情况。但是，又由于电流太大，可能烧坏二极管，于是加入1K的限流电阻R3，来减小电路电流，保护二极管。反向并联二极管DIODE，是用来防止外接直流电源正负接反，造成电磁锁损坏。这样的话如果接反，这只二极管就会过电，把外接电源短掉，此时就会断保险或其它的保护起作用，从而保护电磁锁。除此之外，电磁锁边上还并联了一个电容，用于吸收尖峰电压，从而使电磁锁更好的工作。4 门禁系统的软件设计4.1 Keilc51开发系统Keilc51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机c语言开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，通过一个集成开发环境（uvision）将这些部分组合在一起。由于其在各方面的卓越表现，该系统渐渐深受广大编程人员的欢迎。Keilc51程序编译界面： 图 41 keil编译界面4.2 LCD12864显示程序设计在数字电路中，所有的信息都是以电位的高电平和低电平来储存的，对控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。英语由于字母比较少，所以只需要用8位就行，即一个字节。中文常用的却有几千个字，所以人们就用ASCLL的高128位来表示，我们称之其位汉字的内码。LCD12864主程序流程图如图 42，LCD12864子程序流程图如图 43。图 42 LCD12864主程序流程图图 43 LCD12864子程序流程图4.3 射频识别程序设计在ISO15693标准中，从读取器到电子标签的数据编码采用脉冲位置调制。电子标签支持两种编码模式，一种是1/256模式，另一种是1/4模式。两种编码模式的实现基本相同。首先，根据要编码的数据确定脉冲高电平前后的时间(X318.88 s 和(FF-x) 318.88 s为1/256模式)，然后按顺序调用它们。预脉冲高水平生成子程序、脉冲生成子程序和脉冲高级生成子程序。18.88的时间是尽可能准确的，以避免因偏差积累引起的编码错误。在本设计中，方安采用1/4模式编码，采用4脉冲位置调制方式。这个位置一次决定两个位。四个连续的位对构成一个字节，最小的位对首先传送。 图 44 射频识别程序流程图4.4 指纹程序设计4.4.1 图像预处理鉴于外界生活中复杂的环境，情况错综复杂，导致收集到的信息准确性层次不齐，因此我们要对图像信息进行提前处理，我们称之为预处理。所谓的预处理，就是通过一定的专业手段，让初次获得的第一手图像信息更加清晰明了，更适合模块来处理。尽可能的保存原有的特征信息，即主要识别信息，避免出现令人误导的图像特征信息，导致识别部分识别失败。指纹图像的预处理标志着指纹识别的开始，好的开始是成功的一半，所以这一步特别重要。鉴于人的指纹信息基本大致相似，常规的处理很难判别，因此我们需要采取更加专业化的算法来处理图像，帮助图像识别部分更加快速准确的识别。采用方向图滤波来对指纹图像进行处理。我们可以将指纹文线在0180度之间平均分成N份，每个方向为180度/N，这里取N=8。以每个像素点的位置来表示指纹图像。4.4.2 提取特征点 指纹识别算法最重要的部分还是要识别特征点。先用专业的算法找到分叉点，然后反向将图分离，并清晰化，再提取分叉点，从而得到的分叉点。这样得到的特征点大部分都不会对识别系统产生误导，但是也不排除有例外，因为外部环境的复杂，从而导致识别的错误率上升,所以必须将这些错误消灭在萌芽之中。4.4.3 指纹的匹配将检测到的指纹的特征点与库中指纹特征点的位置与相似性进行对比，算出每一对的旋转和平移参数。根据参数校对输入的点的集合，将校正后的特征点的集合转化到极坐标系中，再是将所有的点，也就是特征点进行比较，包括他们的位置信息，从而判断这个指纹和库中指纹相似程度，来完成识别任务。结 论本系统以STC89C52、ZFM-60、RC522、电磁锁、12864为核心，可实现通过指纹识别、射频识别来实现通过门禁开门关门功能。再利用指纹识别时，首先得先登录指纹，下次在用指纹开锁时，当开锁指纹于先前登录指纹一致时，即可完成开锁任务，否则门无法打开，并会引起蜂鸣器报警。同样，在利用射频识别时，当标签发出的信号与之前设定一直，即可完成开门任务，否则同样，门无法打开，并会引起蜂鸣器报警。本系统使用指纹和射频卡完美接触开门问题，摆脱了传统繁重的机械钥匙的束缚，很具有推广性。当然，本系统还可以加入键盘，来增加更多的功能，让用户可以有多种方式来选择打开门。不仅如此，还可以加入更加高科技的瞳孔识别、面部识别等，来丰富门禁系统的功能，提升用户体验。除此之外，本系统的声音提示部分也有很大改进空间，可以采用语音提示，以为客户提供更好的人机交互体验，让适用更加人性化。当然考虑到性价比方面，我们可以对这些功能进行筛选。该系统物美价廉，且实用性较强，普遍适用于办公室，小区，以及普通住户家里，具有较大的市场前景。致 谢又是一年毕业季，许多的学子都将踏上自己崭新的生活，有的换了新的校园生活进一步学习，有的进入到社会里进行磨练。我的大学四年生活即将接近尾声，完成毕业设计，也将预示着我即将离开校园生活，踏上社会之路。此次的毕业论文设计，让我和老师以及同学的情谊更加美好，学习方面更是使我受益匪浅。虽然在写论文的过程中，遇到了一些难以解决的问题，但经过吴文波老师的悉心指导，才得以克服，同样这也使我们的自学能力在这里得提升！ 在这次的毕业论文中，老师注重的不仅仅是重视理论方面的学习，更为注重原理图和一些程序的运作，在这与指导老师奋斗将近两月多的时间，感谢吴老师的悉心辅导，尤其在原理图，更是一一为我解答，非常有耐心，同时在设计过程中，感谢帮助我的同学，他们的帮助使我有了更清晰的思路，受益匪浅。除此之外，还要特地感谢李号、王晨同学对我论文的悉心指导，一步步的给予我耐心的帮助，本设计若是没有他们，定是没有这样的顺利，特别是在文章的架构上，付出的努力，让我着实感动。最后，再次感谢吴文波老师以及李号、王晨同学在毕业设计中为我劳动的付出，谢谢你们，让我顺利完成了此次的毕业设计。参考文献1姚海燕.基于MCS-51单片机的智能门禁系统的设计J.常州信息职业技术学院学报,2016,15(01):21-23.2 王阳利. 指纹识别原理及应用A. 中国科学技术协会.第六届全国计算机应用联合学术会议论文集C.中国科学技术协会:,2002:7. 3袁万锦,张革.基于RC500的智能门禁控制系统研究J.安防科技,2010(02):55-57.4齐利军,赫健,苏靖东.基于RFID-SIM卡的无线射频识别一卡通卡片手机设计J.信息与电脑(理论版),2018(07):79-82.5郑祥明,谢晓亮.基于单片机的指纹自动识别门禁系统设计J.赤峰学院学报(自然科学版),2018,34(04):73-75.6孙雪莹,于萍,张岩.基于Linux指纹识别的门禁系统设计J.智能计算机与应用,2018,8(01):145-147+150.7张正柱.基于指纹识别的图书馆门禁及读者分析系统设计J.绵阳师范学院学报,2018,37(02):102-106+113.8黄新亚.RFID（射频识别）技术J.警察技术,1994(04):29-30.9Brenda Wing Han Chan,Chi Tong Lei. Development and Validation of Project Management Constructs of Security Door Access Control Systems: A Pilot Study in MacauJ. Nang Yan Business Journal,2016,4(1).10Wahyudi, Winda Astuti,Syazilawati Mohamed. Intelligent Voice-Based Door Access Control System Using Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems (ANFIS) for Building SecurityJ. Journal of Computer Science,2007.附录A：电路图附录B：系统程序1) 12864初始化程序：void 12864initialize()delay_ms(100); /*适当延时待LCD自动复位完成*/L12864NoBusy_COM(0x30); /*使用8位并口通讯*/delay_ms(10);L12864NoBusy_COM(0x30); /*使用8位并口通讯*/delay_ms(10);L12864NoBusy_COM(0x0c); /*显示开及光标设置*/delay_ms(10);L12864NoBusy_COM(0x01); /*显示清屏*/delay_ms(30);L12864NoBusy_COM(0x06); /*DDRAM的地址计数器（AC）加1*/delay_ms(30);/*L12864NoBusy_COM(0x80);delay_ms(30);*/2) 12864清屏程序：void Lcd12864_ClearScreen(void)uchar i, j;for(i=0; i8; i+)/-表格第3个命令，设置Y的坐标-/-Y轴有64个，一个坐标8位，也就是有8个坐标-/所以一般我们使用的也就是从0xB0到0x07,就够了-/LcdSt7565_WriteCmd(0xB0+i); /-表格第4个命令，设置X坐标-/-我们的X坐标从0x10,0x00开始-/LcdSt7565_WriteCmd(0x10); LcdSt7565_WriteCmd(0x04);/-X轴有128位，就一共刷128次，X坐标会自动加1，所以我们不用再设置坐标-/for(j=0; j128; j+)LcdSt7565_WriteData(0x00); /如果设置背景为白色时，清屏选择0XFF3) 复位RC522程序：char RC522Reset(void)MF522_RST=1;_nop_();MF522