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基于rfid的门禁系统

  • 商品编号:单片机601
  • 货  号:单片机601
  • 品  牌:jgyc
  • 开发语言: C
  • 论文字数: 1.2W
  • 市场价: ¥300.00
  • 销售价: ¥200.00
  • 节省: ¥100.00

以下是介绍(不过多网上展示为了防止查重),如需要完整的请联系客服qq购买.提示:本资料已审核通过,内容严格保密,格式标准,质量保证,软件类的包调试成功. 需要这份设计请添加QQ303563675.团购或代理了解

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app hook

1.3本文主要工作

本设计主要工作包含:

1、 通过IC卡来解除门禁,通过RFID无线射频技术来实现对注册用户的信息读取,并且控制门禁通断的效果;

2、 通过密码输入进行解除门禁的功能;

3、 门禁数据存取和修改的功能,能实现对新用户的增加和老用户的数据修改功能,满足实际需求;

4、 带有自报警功能,当发现异常时比如刷卡信息不对,密码输入异常回触发报警装置,起到安全保护作用。

5、 红外检测功能,检测是否有人到位

具体功能如图1所示。

 

图1 系统设计

门禁部分有两种方式来进行对门的控制管理操作,包括刷已注册的IC卡,经过单片机进行数据处理后,就可以触发继电器来实现开门操作。另外,当用户忘记带卡时,也可以通过输入密码的方式来开门,密码输入正确后,经单片机处理,便会触发继电器,实现开门操作。

防盗报警部分如图2所示。

 

图2 防盗报警部分

防盗报警部分有两种情况下会触发报警装置,分别是刷未注册卡、密码错误,当错误的次数超过3次时,此时单片机会对信号进行处理,从而启动防盗报警装置。

1.3.1门禁功能部分

本设计的门禁管理部分是系统进入的默认状态功能,常用的有两种开门方式,一种是刷卡,一种是输入密码,由于上面分析的原因,系统默认进入的是刷卡开门界面:

1)刷一下已经注册了的IC卡,然后将卡号发送给芯片进行处理,会触发开门操作;

2)当IC卡忘记带了的时候,也可以输入8位密码来开门,响应方式和上面的一样;

1.3.2 防盗报警功能部分

当操作不当的时候,都会触发这部分功能,用来提醒人们注意防盗,注意自己的财产安全。

1)刷没有登记的IC卡的时候,超过3次的时候,系统会触发报警;

2)输入错误的密码次数,会显示在液晶屏上,当次数超过3次的时候,会触发报警部分功能;



2  系统总体设计

2.1关键技术

2.1.1接口电路设计

本毕设是自己设计的电路图,然后动手焊接了电路,使用的芯片也是常见的非常高效、价格便宜的STC公司生产的单片机芯片,这种芯片在日常工作总用的频率还是非常高的。接口电路包括芯片电路、蜂鸣器电路、RFID电路、EEPROM电路、USB电源电路,以及液晶屏12864的电路等。

由于单片机的IO口有限,本设计也采用了IO的复用技术,其中使用了锁存器来对P0口进行复用,一端接液晶屏,一端接了LED灯。当然,本设计也具备了复位功能,当程序不稳定的时候,也会触发复位模块,将程序初始化。

其他的电路比如输入模块有4*4的薄膜键盘还有RC522等,都是通过杜邦线和单片机的IO口进行连接的,这样方便管理,同时使用也比较方便。

2.1.2 RFID技术

无线射频识别技术,也就是我们常说的RFID技术,在生活中应用的还是比较广泛的。比如学校里的学生,经常用的学生校园卡,其实就是一种无线射频技术RFID的一种应用。包括打水卡、洗澡卡等等,只要是通过刷卡扣费的,都是在应用这一技术。

它的优点不言而喻,就是方便快捷,只需轻轻一刷,就能实现一定的功能。而且这个卡本身是不带电源的,数据也能很好的存储在里面,不容易丢失数据,携带也比较方便,比较小巧,占用的空间也不大。刷卡的速度还是非常快的,只有短短的1-2s就能识别出卡,进行数据的交换。在不同的天气条件下,无线射频技术也是不受影响的。

最重要的是,无线射频不需要接触,就可以实现你想要的功能,这样省去了非常多的设施,比如之前的技术都需要进行连线,接上电源才能正常工作等。


2.2 硬件总体设计

2.2.1 总体设计部分 

总体设计电路部分就是不同模块通过杜邦线或者是直接焊接的方式,连接单片机的引脚,这些模块包括无线射频模块RC522、4*4的按键等。最重要的就是显示模块:液晶屏12864,用来现实功能菜单,以及系统运行的状况等。

下面就是硬件的连接情况总体设计图,如图3所示:

 

图3 硬件总体设计图

所有模块通过单片机的外置引脚进行连接,其中显示模块LCD12864连接到单片机的P0口,RFID模块连接到单片机的P3口,薄膜按键连接到单片机的P1口,指示灯直接利用P1口,其他模块根据端口定义进行相应连接。

2.2.2 输入模块部分 

输入模块部分主要为用户操作使用的东西,基于单片机的门禁管理系统,用户可以使用已经登记好的IC卡,来进行开门操作[7],当然,不使用IC卡的时候,或者是IC卡没有带的时候,也是可以开门的,也就是通过输入密码这样的传统方式来进行开门,虽然效率低了些,但是可以作为特殊情况下的开门方式,这样也丰富了门禁管理的功能,不至于丢失IC卡的时候,没有其他方式来开门。

当门禁及其防盗报警系统处于默认状态时,刷卡、密码输入错误超过3次便会触发报警系统。如下图4

  图4 报警系统硬件设计图


2.2.3 显示模块部分

整个装置是通过一个显示模块来进行操作的。根据显示的界面,来进行相应的功能切换、布防撤防处理等。显示模块在整个装置中的重要性还是非常大的,没有显示模块,根本不知道程序目前处于什么状态。12864LCD就是一个应用非常广泛的显示屏,它支持中文显示,而且显示字体的个数也比较多,应用在很多工业控制产品上。此处应用在门禁系统上,可以很方便的通过显示的菜单,来对系统进行相应的操作。

2.2.4输出响应模块部分

所谓的输出模块,也就是当门禁系统通过刷卡或者输入密码的时候,系统对人们这样的操作,会作出哪些的反应。本系统的输出相应模块部分包括蜂鸣器,用来提示刷卡操作,刷卡一次,响一声,说明已经感应到卡了,当有3次输入失败的时候,也会通过蜂鸣器发出报警声音,来提醒人们注意防范财产安全。本系统中的继电器是用来控制电磁锁的吸合的,这样来对门的开、关进行控制。当用户刷错误的卡的时候,便会触发防盗报警系统,蜂鸣器会发出报警声。 

2.3 软件总体设计

软件部分总体设计如图5所示。

 

图5软件总体设计图

上电后,首先系统会进行初始化。初试化就是对整个电路的初始化操作,主要有单片机端口的初始化、以及RC522的初始化、LCD12864液晶屏的显示初始化等等。所有软件的运行,上电后最先应该进行的操作便是初始化。

然后程序在进行初始化后,会进入主函数,也就是main函数,这个是程序开发最主要的一个函数,所有实现的功能都是通过主函数的不停循环来进行运行的。

主函数内的程序设计是:首先进入默认的菜单,也就是最方便快捷的开门方式,通过刷已经登记了的IC卡来开门,当系统检测到这个卡号已经登记注册后,边会触发继电器来开门,将门打开。如果这个IC卡没有登记,那么系统会在液晶显示屏上显示刷卡错误的次数,并提醒“非注册卡!请重试!”这样会提醒人员,自己是不是拿错卡了,或者是否忘记了注册此卡了。

第二个功能,是通过按键来实现菜单的切换的,切换到密码输入界面后,会提示人们,输入8位的有效密码,这里的有效是指,在输入密码的时候,只能输入数字0-9,不能输入其他非数字的按键,比如输入“*、#”等都是无效的,无效的输入,液晶上是不会有显示的,只有输入的是数字0-9,液晶界面才会显示有按键按下。

第三个功能是卡的登记注册,使用的场景是,当家庭有新的成员,或者一张主卡不方便使用,这个时候可以通过扩展的功能,来实现多张卡的注册。这样,就方便了其他成员来进行对门禁的管理,同时考虑到安全性问题,在注册新卡的时候,刷其他卡是没有用的,只有先刷一次主卡,然后再刷新卡,才能注册成功。这样的情况是注册没用的:刷一个已经注册了的卡,非主卡,这样系统界面会显示“非主卡”,这样的保证的系统不会有恶意注册的卡,主卡才有最高的权限,对注册登记的卡进行管理。

第四个功能就是密码修改功能。为了保证门禁系统的安全性,定期修改密码也是非常重要的。虽然密码采用的是8位密码,安全性非常高,但是还是需要对密码进行周期性的改动,防止密码被他人破解,从而威胁到门禁管理的安全性。

为了防止恶意修改密码,在修改密码的时候,只有输入之前的正确密码,才能对密码进行修改,同时为了防止按键的时候发生错按,必须在按下8位数字后,按一下“#”键来确认自己刚刚的输入,才能对新的密码进行输入,新的密码输入也必须满足8位,低于8位是没有反应的,满足8位后,也需要按下“#”来确认自己刚刚的输入,防止按错了密码,导致密码忘记,无法通过密码进行开门操作。

总的来说,这四个主要的功能都是在主循环中进行的,处于一个死循环当中,这样系统不容易被破解,门禁管理的安全性得到了一定的保障。

当用户刷未注册的卡或者多次密码输入错误的时候,程序将进入防盗报警系统程序,触发防盗报警系统,蜂鸣器报警。


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