基于RS485总线和RFID的智能门禁系统实现

基于RFID的智能门禁系统设计刘新跃【摘要】RFID-based access control system can achieve remote monitoring and intelligent management for computer rooms, laboratories and other specific places. The system chooses Mifare one card, ATmega8, FM1702SL to perform intelligent access control, which adopts the combination of centralized and distributed authorized mechanism to provide users with reliable access control management. The system can provide re- liable historical record for system security by logging the specific behavior of the user. The experiment shows that the system is stable, easy to manage, so it can effectively improve access control system' s securi- ty and monitoring capabilities.%基于RFID的门禁系统可对机房、实验室等特定场所进行远程监控和智能化管理．系统选用Mifare one、ATmega8、FMl702SL实现了智能门禁控制，采用集中授权与分布授权结合的方式，为用户提供可靠的门禁管理．通过对用户的特定行为登记日志，为系统安全提供了可靠的历史记录．实验表明，系统运行稳定、管理方便，可有效提高门禁系统的安全性和监控能力．【期刊名称】《成都大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】3页(P261-263)【关键词】REID;ATmega8;FMl702SL;门禁系统【作者】刘新跃【作者单位】成都大学现代教育技术中心,四川成都610106【正文语种】中文【中图分类】TP277.20 引言门禁系统又称为出入口控制系统,是一种新型的集微机自动识别技术和远程监控技术为一体的现代安全管理系统.本研究所设计的基于RFID的智能门禁系统通过无线射频技术和智能卡技术相结合,将独立运行的门禁与集中控制的门禁有机地组合起来,具有使用简单、维护方便、便于控制等特点,能有效地对重要区域或通道的出入口进行安全防范与出入跟踪管理.1 RFID技术无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是上世纪9O年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,它将IC卡技术和射频技术识别结合起来,成功地解决了免接触和无源(卡中无电源)的难题,是电子信息技术领域的成功突破[1].目前,RFID技术广泛应用于工业自动化、智能交通运输控制管理、物流等众多领域,成为了各行业实现生产自动化、商业智能化和实时监控的重要手段[2-3].2 系统简介本研究设计的基于RFID技术的门禁控制系统包括门禁控制器与门禁管理系统. 2.1 门禁控制器门禁控制器是智能系统的前端,具有自动识别身份、响应服务器指令、向电磁门锁发出指令、发现出入事件等功能,其包括:(1)电子标签,即身份识别卡,由芯片和内置天线组成.芯片为数据载体,存储标识身份的相关信息,内置天线用于与读卡器间的通信.本系统选用Mifare one卡作为身份识别卡.(2)RFID控制,负责读、写电子标签内所包含的信息.RFID芯片控制射频电路向电子标签发射读取信号,电子标签根据请求返回指定信息,再由RFID控制芯片将收到的信息解码后传输到MCU上进行后续处理.(3)微控制单元(Micro Control Unit,MCU)控制,负责接服务器指令、向RFID发送指令并接收其返回信息,同时还负责发送进出门禁信息及本地日志的处理.(4)电磁门锁,主要功能是接收MCU发出的指令进行开关工作.2.2 门禁管理系统门禁管理系统位于管理中心的服务器上,可根据用户需要进行相应的软件模块设计,从而完成对门禁控制器的远程监控管理.3 系统硬件设计本智能门禁系统硬件包括身份识别卡、RFID控制部分以及MCU控制部分,其中身份识别卡选用Mifare one卡,MCU的控制芯片选用ATmega8,RFID控制芯片选用FM1702SL.系统以RS-485总线与服务器通信,经过服务器授权,Internet用户可以访问服务器.信息存储在Mifare one卡里,读卡器与Mifare one卡通过各自的天线建立起非接触信息传输通道.当Mifare one卡进入门禁控制器工作区域时,读卡器向Mifare one卡发出一组固定频率的电磁波,Mifare one卡内有一个谐振电路,其谐振频率与读卡器发射的频率一致,在电磁波的激励下,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2 V时,此电容可作为电源为其他电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或读取读卡器的数据[4,5].系统工作时,用户把身份识别卡靠近读卡器天线区域,读卡器自动感应并读取身份识别卡存储的身份信息,通过RS-485总线上传身份信息到服务器,若信息符合要求,则开启通道.服务器在核实用户身份信息的同时,记录门禁授权及使用日志.系统结构框图如图1所示.图1 系统结构框图本智能门禁系统发射天线的设计是硬件设计的难点.在没有专业测试设备的情况下,要匹配电路达到谐振的条件颇为不易.在实际操作中,本研究按公式[6]估算天线电感,并根据信号频率算出谐振时的电容值,然后再在实物电路上匹配调整谐振电容.式中,l1,一圈导线的长度,D1,导线直径或者PCB板敷铜的宽度,K,天线形状系数(圆环状,K=1.07;矩形,K=1.47).4 系统软件设计当用户使用身份识别卡靠近读卡器天线区域时,读卡器感应探头感知有卡靠近,驱动射频芯片FM1702SL,使其通过天线发射无线电磁波.通过电磁波读取用户身份识别卡存储的身份信息,MCU判断用户是否合法,用户等级是否在允许的范围内.若身份信息核对通过,则打开门锁,开启通道.同时,微控制器会通过RS-485总线向服务器发送身份认证信息、门锁位置及状态等信息.若身份核对不合法,则会发出声音警示,微控制器向服务器发送门锁位置、状态及身份信息,更新服务器日志.系统软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图系统门禁锁软件设计中,其主要的操作为:寻卡、防冲突、选择卡、密钥验证、读写操作,流程如图3所示.图3 门禁锁操作流程图5 结语本研究设计的RFID门禁系统,经过较长时间的测试运行,取得了良好的效果.基于RFID的门禁技术作为一种在安全管理领域里非常稳定、便于管理、价格低廉的实施方案,具有极大的推广价值与应用前景.参考文献:[1]郇新,李海玉.RFID技术探索[J].科学与财富,2011,23 (8):132-133.[2]徐海峰,姜晖.RFID系统实时高效ALOHA防冲突算法研究与仿真[J].计算机与数字工程,2011,39(5):19-26.[3]高志坚,林镇熊,黄振华.RFID技术在高校仪器设备管理中的应用[J].中国科教创新导刊,2010,39(29):204-205.[4]游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2004.[5]康东,石喜勤,李勇鹏.射频识别(RFID)核心技术与典型应用开发案例[M].北京:人民邮电出版社,2008.。

基于RS485总线和RFID技术的出入口控制系统实现张小明;王俊琪;彭夷【摘要】采用RFID技术,以89E58为核心控制器,设计了高职院校综合实训室出入口控制系统,提供了出入口控制系统的硬件和软件方案.本系统能够对用户刷卡信息和密码进行认证,并通过总线对实训室各门出入情况实时监控.【期刊名称】《南京工业职业技术学院学报》【年(卷),期】2010(010)004【总页数】3页(P30-32)【关键词】RFID;RS485总线;智能出入口系统【作者】张小明;王俊琪;彭夷【作者单位】南京工业职业技术学院,电气与电子工程学院,江苏,南京,210046;南京工业职业技术学院,电气与电子工程学院,江苏,南京,210046;南京工业职业技术学院,电气与电子工程学院,江苏,南京,210046【正文语种】中文【中图分类】TP277随着网络技术、数字技术、特别是射频通信识别技术的进步，出入口系统在安全性、方便性、易管理性等方面也得到了长足的发展，成为确保各个重要部门出入口安全的有效措施[1-3]。

RS485总线主机调度网以其组网容易、数据传输可靠稳定、误码率较低及传输距离适中等优点，仍是目前中小型网络管理系统的主流形式[4]。

高职院校建立能充分适应综合实训教学和项目教学的新型开放性综合实训室，是高等职业教育培养创新人才、实现素质教育目标的客观要求。

使用计算机系统来进行实训室的管理工作，可以大大提高实训室管理水平和工作效率，降低实验室管理费用。

为此，本系统设计了一种基于RS485总线和RFID控制技术的出入口控制系统并引入到实训室管理中，以解决综合实训室开放管理中非常棘手的出入口管理问题。

1 RFID技术及RS 485 总线技术1.1 RFID工作原理及主要特点RFID系统组成如图1所示。

典型的射频识别系统主要由三部分构成：电子标签、读写器和主机。

图1 RFID系统图电子标签[5](Tag) 又称射频卡，由芯片及内置天线组成[6]；读写器(Reader)也被称为查询器、阅读器或读出装置，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成；主机主要完成数据信息的存储及管理、对标签进行读写控制等。

基于RS—485总线的指纹锁监控管理系统设计作者：宋志强来源：《计算机时代》2012年第11期摘要：对基于RS-485总线的指纹锁监控管理系统进行了研究，实现了与指纹锁相关的通信协议。

介绍了主要功能模块，给出了显式调用动态链接库的方法，使用Victor串口VCL控件与指纹锁进行通信。

主机软件采用C++ Builder 6开发，数据库采用InterBase 6.5。

通过软硬件结合的模块化设计，使系统能以主从模式或对等模式进行节点间通信。

实际应用结果表明，该系统运行稳定可靠，具有一定的实用性和推广价值。

关键词：指纹锁； C++ Builder；串口通信；监控中图分类号：TP311.52 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）11-21-02Design of monitoring and control system for fingerprint locks based on RS-485 busSong Zhiqiang（Department of Information， Suzhou Institute of Trade & Commerce， Suzhou， Jiangsu 215009， China）Abstract： The monitoring and control system for fingerprint locks based on RS-485 bus is investigated. The communication protocol relevant to fingerprint locks is realized. The main function modules are introduced. The host software is developed by using C++ Builder 6 and the database by InterBase 6.5. Because of module design of hardware and software， the system can work at master-slave mode or peer-to-peer mode. The real application shows that this system runs stably and accurately. The technology and methods adopted in this system are practical and worthy to be promoted.Key words： fingerprint lock； C++ Builder； serial communication； monitoring and control0 引言指纹锁是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具，它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结合体。

基于RFID技术的智能门禁系统设计与实现智能门禁系统可以有效的管理进出场所的人员，防止未经授权的人员进入，保障场所的安全，而基于RFID技术的智能门禁系统可以更好地实现这一目标。

本文将着重阐述基于RFID技术的智能门禁系统的设计和实现。

一、RFID技术简介RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种基于无线电频率识别技术的标识系统，主要由读卡器、天线和标签三个部分组成。

标签内置有一定规格的芯片，可以存储一定程度的信息。

读卡器将电磁波发射给标签，标签接收到电磁波后将存储在芯片中的信息反馈给读卡器，完成信息的传输。

RFID技术广泛应用于物流、库存、厂家管理等领域，随着科技的进步，它还被应用于智能门禁系统。

智能门禁系统使用RFID芯片代替传统的钥匙、密码等形式，使人员进出场所更加便捷高效。

二、基于RFID技术的智能门禁系统的设计和实现1.设计思路智能门禁系统基于RFID技术的控制器实现门禁管控，UID识别门禁系统的访问权限以及门禁记录查询。

门禁系统控制器通过以太网与服务器进行通信，门禁进出数据以及门禁权限存储于服务器。

2.系统硬件设计智能门禁系统硬件主要包括控制器、读卡器、U口、门磁、电锁和通信模块等。

其中，控制器是系统的核心部分，读卡器用于读取门禁卡信息，门磁用于检测门的打开和关闭状态，电锁用于控制门的解锁和锁定。

3.系统软件设计智能门禁系统软件主要包括门禁系统控制软件和门禁管理软件两部分。

(1)门禁系统控制软件门禁系统控制软件主要实现系统的门禁管理功能。

系统由主控芯片、读卡器芯片和以太网通讯芯片共同组成。

主控芯片控制系统的整体运行和门禁卡信息读取，读卡器芯片读取门禁卡信息，以太网通讯芯片负责与服务器通信，将门禁卡信息和门禁记录传输至服务器，并接收服务器发送的门禁权限数据。

(2)门禁管理软件门禁管理软件主要实现门禁卡权限管理、门禁记录查询和门禁系统参数管理等功能。

基于RFID门禁控制系统设计与实现学生姓名：学院：专业：班级：学号：指导教师：审阅教师：完成日期：Eastern Liaoning University独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：___________ 日期：__ _摘要门禁管理系统，又称为出入口控制系统，属于智能弱电系统中的一种安防系统,它作为一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。

它能够时刻自动记录人员的出入情况，限制内部人员的出入区域、出入时间，礼貌地拒绝不速之客，同时也将有效地保护您的财产不受侵犯。

本文以开发基于射频识别技术的门禁系统为目标，研究了门禁系统中的关键技术及其应用，包括了门禁系统软硬件设计、天线设计、数据安全性分析、系统抗干扰性设计等。

所开发的门禁系统已投入使用并获得好的效果。

主要的研究内容和工作：1）以MF RC500为核心，结合单片机、液晶屏等设计了一套门禁系统，其中包括了读写器、液晶屏、键盘接口等软硬件的设计，并在现场对该门禁系统进行调试和优化。

２）系统的对MF RC500芯片的操作流程进行研究，并使用相应语言开发了读写器的底层控制软件，并把对卡的不同的操作编程子程序模块，方便系统升级。

关键字：门禁系统;射频识别技术;MF RC500Based on RFID Access Control System Design andImplementationAbstractAccess control management system,which is also known as access door control system,belongs to the intelligent elf system of a security system,as a kind of new modern safety management system,set to be automatic identification technology and modern safety management measures for an organic whole. It can automatically record personnel and out of time,limit the people inside and out of area, in and out of time,politely refuse to freeloaders,also will effectively protect your property shall not be infringed upon.This paper based on the development of rid technology entrance guard system as the goal,the entrance guard system of the key technology and its application,including entrance guard system hardware and software design,antenna design,data security analysis,system anti-jamming design,etc.The development of the entrance guard system has been put into use and obtain good effect.The main research contents and work:1)the MF RC500 as the core,combining SCM,LCD,such as design a set of entrance guard system,including the writing and reading device,liquid crystal screen,keyboard interface of software and hardware design, and to the entrance guard system in the debug and optimize.2)the system of MF RC500 chip of the procedure,And use the corresponding development of reading and writing the language is the bottom control software,and put on the card of the different operating plait procedure module,convenient system upgrade.Key Words： Entrance Guard System; RFID Technology; MF RC500目录摘要 (I)Abstract (II)一、绪论 (1)（一）射频识别技术简介 (1)1．射频识别系统的典型结构 (1)2. RFID同其它自动识别技术的比较 (3)（二）门禁系统简介 (3)1．门禁系统的功能 (4)2．门禁系统的典型构成 (4)（三）国内外研究现状 (5)1．国外研究现状 (5)2．国内研究现状 (6)（四）课题研究的目的与内容 (6)二、门禁系统软硬件设计与研究 (8)（一）系统总体方案设计 (8)1．系统设计的原则 (8)2．系统方案 (9)（二）系统硬件设计与分析 (9)1．射频读卡器微处理器模块的设计 (9)2．射频读卡器读写模块设计 (10)3．电源转换电路 (14)4．通讯模块 (14)5．非接触式IC卡的选择 (14)6. MFRC500通讯协议 (15)（三）系统软件设计与分析 (15)1．软件设计方法与设计语言选择 (15)2．系统总体程序流程设计 (16)3．系统软件模块化设计 (16)4．射频控制模块 (16)三、上位机设计 (19)（一）功能需求 (19)（二）开发平台简介 (20)（三）系统软体总体设计 (20)（四）门禁系统主要界面 (22)1．上位机参数设置界面 (22)2．采集器设置 (22)3．低级操作 (23)4．密码下载 (23)5．修改密码 (24)总结 (25)参考文献 (26)附录A 原理图 (27)附录B 下位机程序 (28)附录C 上位机程序 (33)致谢 (50)一、绪论随着经济水平的不断提高，人们越来越关心建筑内部的安全性。