當(dāng)前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志
[導(dǎo)讀]摘 要:隨著科技的進(jìn)步,門禁系統(tǒng)對于現(xiàn)今的安全管理起到了不可替代的作用,為加強(qiáng)主要工作管理區(qū)、進(jìn)出口區(qū)域、儲存室、控制管理中心、電梯口等重要通道的安全防護(hù),開發(fā)了相應(yīng)的智能門禁系統(tǒng),以識別進(jìn)出人員的身份資料,極大地提高了進(jìn)出通道的安全性。方案提出以單片機(jī)為中央控制系統(tǒng),輔以LCD液晶顯示電路、鍵盤輸入電路、讀卡電路等外圍電路,完成了非接觸式IC卡和密碼控制的門禁系統(tǒng)。在具體使用中,當(dāng)感應(yīng)卡接近讀卡機(jī)或通過鍵盤輸入密碼時,系統(tǒng)讀取到合法的卡信號與正確的密碼后,繼電器工作,門控鎖自動打開,若讀取的為非法卡和錯誤密碼,則將被禁止訪問,并在顯示器上提示卡是否合法,密碼是否正確。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單,性能可靠,實(shí)用性較強(qiáng)。

引 言

隨著科技的進(jìn)步,國民經(jīng)濟(jì)的提高和安全文明小區(qū)、智能化大廈建設(shè)的普遍開展,將信息化從概念提升到了普遍應(yīng)用。隨著信息化的不斷深入發(fā)展,門禁系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并取得了初步社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。對提高現(xiàn)代化管理水平和人民生活質(zhì)量,對推動整個社會的信息化進(jìn)程都具有重要作用。

門禁系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是在門口裝有讀取信息的設(shè)備,只有進(jìn)出人員經(jīng)授權(quán)持有正確信息存儲裝置才可進(jìn)入。可有效管理出入通道的開啟和關(guān)閉,對進(jìn)出人員在第一時間進(jìn)行了控制監(jiān)督, 并將危險系數(shù)降到最低。在長期發(fā)展的過程中,門禁系統(tǒng)種類繁多,大概可分為密碼控制門禁系統(tǒng) 、刷卡控制門禁系統(tǒng) 、生物識別門禁系統(tǒng)等幾類。其中刷卡門禁的使用較為廣泛。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

門禁系統(tǒng)由控制器、讀卡器、系統(tǒng)軟件、電鎖、感應(yīng)卡、鍵盤輸入裝置以及顯示器等組成:

控制器 :控制器是門禁系統(tǒng)的大腦,所有動作指令都由控制器發(fā)出;

讀卡器 :讀卡器是門禁系統(tǒng)的輸入設(shè)備,分為感應(yīng)式和密碼加感應(yīng)式兩種;

系統(tǒng)軟件 :控制器通過軟件控制整個系統(tǒng) ; 門控鎖 :控制門的開關(guān) ;

IC 卡:通過門禁系統(tǒng)的憑證 ;

鍵盤輸入裝置 :執(zhí)行密碼的輸入動作;

顯示器 :提示卡或密碼的合法性。

本系統(tǒng)將非接觸式IC 卡和鍵盤密碼相結(jié)合以控制門鎖, 通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能:

(1) 設(shè)置 8位密碼并保存到存儲器中;

(2) 支持非接觸式IC卡添加功能;

(3) 自動識別IC卡的功能;

(4) 若忘記攜帶 IC卡,可通過鍵盤輸入密碼開啟門禁。

2 詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 門禁系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件主要包括電源、門禁控制系統(tǒng)、讀卡模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、門控鎖等,通過各個模塊之間的合理連接,實(shí)現(xiàn)了硬件電路的設(shè)計(jì)。

主框圖如圖 1 所示。

基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

2.2 門禁系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)將STC89LE52RC 作為主控制器,在程序循環(huán)中判斷是否有人刷卡或輸入密碼,對門級屏幕顯示進(jìn)行控制。當(dāng)IC卡接近讀卡器時,讀卡器與卡片發(fā)生共振產(chǎn)生電荷,將卡片內(nèi)的信息發(fā)送給讀卡器,單片機(jī)將讀取到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的合法信息進(jìn)行比對,若為合法卡,則驅(qū)使顯示屏顯示合法, 反之則顯示非法。輸入密碼時,做出判斷后返回一個結(jié)果給單片機(jī),若密碼錯誤顯示器會出現(xiàn)錯誤提示,反之則顯示正確提示。門禁啟閉流程如圖 2 所示。

基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

2.2.1 IC 卡讀卡程序

通過 switch 語句判斷當(dāng)前狀態(tài),當(dāng)狀態(tài)處于 IC 卡讀卡 輸入狀態(tài)時,通過調(diào)用 UART_inquire()函數(shù)去掉廠家代碼, 并檢驗(yàn)、提取出當(dāng)前卡號,將卡號轉(zhuǎn)換成 ASCII 碼,便于比較。 讀卡程序如圖 3 所示。

基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

將提取出的當(dāng)前卡號與數(shù)據(jù)庫中已登記的卡號進(jìn)行比較, 判斷是否相同,若相同則打開門鎖,否則不執(zhí)行打開程序。

2.2.2 密碼輸入

當(dāng)用戶忘記攜帶 IC 卡時,可使用密碼開啟門禁系統(tǒng),當(dāng) 用戶輸入密碼時,檢測此時按鍵 0 ~ 9 是否被按下,并將該按 鍵的值存入數(shù)組中,當(dāng)檢測到退格鍵被按下時刪除數(shù)組中最后 一個被輸入的數(shù)字 ;當(dāng)輸入的數(shù)字達(dá)到 8 位時,判斷輸入的 密碼是否正確,若正確則打開門鎖,否則不執(zhí)行并提示錯誤。 密碼判斷程序如圖 4 所示。


基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

2.2.3 IC 卡添加 通過調(diào)用 UART_inquire()函數(shù)獲取 IC 卡的卡號,并 將卡號存放于 Card_SN_BUF 數(shù)組中,便于匹配時使用。將卡 號寫入 E2PROM 程序,實(shí)現(xiàn)斷電保存已登記 IC 卡卡號的功能。 IC 卡添加程序如圖 5 所示。


基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)N

圖 5 IC 卡添加程序

2.2.4 密碼設(shè)置

與密碼輸入相同,先判斷 0~9 任意一個按鍵是否被按下, 并將按鍵值存入數(shù)組中;當(dāng)輸入的數(shù)字達(dá)到 8 位且按下確認(rèn) 鍵時,保存密碼并寫入 E2PROM 中。密碼設(shè)置程序如圖 6 所示。

基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

3 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

通過 STC 下載軟件將已完成編譯的門禁系統(tǒng)的 .hex 文件 下載到單片機(jī)中,按“下一項(xiàng)”2 次進(jìn)入 IC 卡登記頁面,將待 登記的 IC 卡放到讀卡模塊上,登記成功后顯示卡號。IC 卡登 記效果如圖 7 所示。

 通過按壓按鍵“上一項(xiàng)”2 次進(jìn)入讀卡頁面,將登記的 IC 卡放置于讀卡器模塊上,可以看到電子鎖打開(用繼電器 展示),重復(fù)放置,繼電器狀態(tài)將持續(xù)切換。IC 卡輸入效果如 圖 8 所示。


基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

在首頁界面按“下一項(xiàng)”3 次,出現(xiàn)“密碼設(shè)置”字樣, 按提示輸入 8 位密碼(如 12345678),點(diǎn)擊“確認(rèn)”鍵,設(shè)置密碼。 密碼設(shè)置效果如圖 9 所示。

在首頁界面按“下一項(xiàng)”1 次,進(jìn)入密碼輸入模式,輸入 之前設(shè)置的密碼為 12345678,發(fā)現(xiàn)電子鎖被成功打開(繼電器), 且界面顯示成功!密碼輸入成功如圖 10 所示。

基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

若輸入錯誤密碼(00000000),則顯示失敗,無法開鎖(繼 電器不執(zhí)行操作)。密碼輸入失敗效果如圖 11 所示。


基于RFID平臺門禁系統(tǒng)的開發(fā)

當(dāng)我們斷電后重新上電,發(fā)現(xiàn)已登記的 IC 卡卡號和密碼 依然有效。

4 結(jié) 語

本項(xiàng)目主要利用 RFID 的工作原理和特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 基于 RFID 技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 IC 卡技術(shù),當(dāng) 用戶進(jìn)入門禁管理區(qū)域時需要刷卡并輸入密碼,讀卡器讀取信 息后判斷該信息是否合法,若合法則執(zhí)行開門指令,否則發(fā)出 警報,且該系統(tǒng)方便對 IC 卡卡號及密碼進(jìn)行管理。雖然該項(xiàng) 目實(shí)現(xiàn)了基本功能,但仍存在許多不足之處,如 IC 卡信息存 在被復(fù)制或修改的安全隱患,而今后也將著重對這方面的研 究,期望未來的門禁系統(tǒng)可以更加智能、安全。



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