基于射频RFID智能刷卡门禁系统设计_基于rfid技术的门禁管理系统

**单片机设计介绍，基于射频RFID智能刷卡门禁系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于射频RFID智能刷卡门禁系统设计概要

一、系统概述

本系统是基于射频RFID技术的智能刷卡门禁系统，旨在提供高效、便捷的门禁管理方式。通过RFID技术，系统能够自动识别并验证授权卡片的身份，进而控制门禁的开启与关闭。

二、系统组成

RFID阅读器模块：该模块是门禁系统的核心部件，负责发射射频信号并接收来自RFID卡片的响应信号。当RFID卡片靠近阅读器时，阅读器会发出一定频率的射频信号，激活卡片上的RFID芯片。
RFID门禁卡：每张卡片内嵌有RFID芯片，存储有唯一的ID号或其他相关信息。当卡片被RFID阅读器激活时，会发送包含ID号等信息的响应信号给阅读器。
MCU微控制模块：作为系统的中央处理器，MCU负责接收RFID阅读器发送的卡片信息，并根据预设的权限设置判断卡片是否有效。同时，MCU还负责控制门禁的执行机构（如电磁锁）的开闭。
电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应，确保各模块能够正常工作。
辅助模块：
蜂鸣器继电器模块：用于在卡片验证成功或失败时发出声音提示。
LED按键模块：提供用户操作界面，如密码输入、卡片刷入等。
LCD显示屏：实时显示当前时间、日期、卡片状态等信息。
USB通信模块（可选）：用于与上位机进行通信，实现远程监控和管理。
三、工作原理

当用户持RFID门禁卡靠近门禁系统时，RFID阅读器发射射频信号激活卡片上的RFID芯片。
RFID芯片接收到射频信号后，发送包含卡片ID号等信息的响应信号给RFID阅读器。
RFID阅读器将接收到的卡片信息发送给MCU微控制模块。
MCU根据预设的权限设置判断卡片是否有效。若卡片有效，则控制门禁的执行机构（如电磁锁）开启；若卡片无效，则控制蜂鸣器发出提示音并拒绝开门。
用户通过门禁后，门禁系统自动关闭执行机构，并等待下一次刷卡操作。
四、系统特点

非接触式操作：用户无需接触门禁系统即可完成刷卡操作，方便快捷。
高效识别：RFID技术具有快速、准确的识别能力，确保门禁系统的实时性和安全性。
可扩展性强：系统支持多张RFID卡片的授权和管理，可根据需求进行灵活配置。
安全可靠：采用先进的加密技术和权限设置，确保门禁系统的安全性和稳定性。
五、总结

基于射频RFID技术的智能刷卡门禁系统通过RFID阅读器模块和RFID门禁卡的配合实现门禁的自动控制。该系统具有非接触式操作、高效识别、可扩展性强和安全可靠等特点，适用于各种需要门禁管理的场所。

二、功能设计

1、用户密码以及IC卡号和IC卡刷入序列号，保存到STC12C5A60S2的EEPROM中，实现掉电数据保存功能。

2、支持非接触式IC卡授权功能，可连续授权（授权需输入管理员密码程序默认“000”）。

3、支持手动选卡销卡，支持单卡刷入销卡，支持注销所有卡（注销所有卡需输入管理员密码程序默认“000”）

4、自动识别非接触式IC卡功能。如刷授权过的IC卡，提示“欢迎光临”,显示卡号并且开门，5秒后自动关门。如果刷未授权的IC卡，提示“该卡未授权”，显示卡号不开门。

5、如忘记携带IC卡，可通过键盘手动输入用户密码，程序默认“000000”。密码输入错误，显示器会出现错误提示且继电器不工作（不开门）；若密码输入正确则继电器工作（开门）。

6、支持手动更改用户密码（更改用户密码需输入管理员密码程序默认“000”）

7、支持待机时钟显示功能（功能：显示年月日时分秒周，阴历，天干地支，生肖，温度，可改时间，具有掉电走时功能）

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25