1、课程设计（机电方向）题 目： _ 基于 RFID 的自动门禁控制系统院 (部 )： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 姓 名： _学 号： _ _指导教师： _ _完成时间： 2011.1.7 一、 课题介绍：门禁就是出入口控制 ,在人进出重要通道的时候 ,进行适当级别的权限鉴别 ,以区分是否能通过的一种管理手段。一般可以通过卡片、 指纹、虹膜 (眼睛 )来识别来人的身份 ,也代表来人的权限。门禁系统就是替代钥匙的功能 ,在一个公共出入口 ,给每个人发放钥匙是很不方便的 ,要处理人离职入职、 钥匙丢失、身份登记、 记录跟踪都有很大的难度 ;如果派遣专人守卫则存在成本高、 管理
2、难、 有徇私舞弊的可能。 门禁系统很好的解决了这些问题 ,是现代社会办公场合的基本要求 ,也是发展方向。门禁系统的发展现阶段主要是 ID,智能 IC 卡等作为门禁识别手段 ,但基于生物识别技术的门禁将成为未来的发展方向。射频识别即 RFID（ Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。通过电磁耦合与读写器交换数据及验证身份，与读写器无物理接触，也就是所谓的非接触 IC 卡，非接触式智能卡等。二、 设计任务、1、 系统设计2、 射频读写
3、电路的设计3、 单片机读写射频卡电路的设计4、 单片机程序的编写5、 单片机与上位机通信电路三、 设计原理、1、 系统设计基于 RFID 的自动门禁控制系统就是通过单片机控制射频卡读写芯片读出射频卡里的数据，然后与上位机（通信），上位机可以在数据库里进行数据对比，这样就可以识别出卡持有人的身份了，也就可以进行下一步的操作了。例如开关门，记录数卡时间，权限鉴别等。SPI 协议RS_485 协议图 12、 射频卡读写原理：MIFARE MF1 是符合 ISO/IEC 14443A 的非接触智能卡。其通讯层（ MIFARE RF 接口）符合 ISO/IEC 14443A 标准的第 2 和第 3 部分
4、。其安全层支持域检验的 CRYPTO1 数据流加密。2.1 非接触能源和数据传递在 MIFARE MF1 卡中，芯片连接到一个几匝的天线线圈上，并嵌入塑料中，形成了一个无源的非接触卡。不需要电池。当卡接近读写器天线时，高速的 RF 通讯接口将以 106 kBit/s 的速率传输数据。卡4匝 线 圈 读 卡 器嵌 入 的 芯 片 模 块天 线能 量数 据图 2命令由读写器发出，根据相应区读写条件受数字控制单元的控制。卡 呼 叫 （ 休 眠 卡 /全 部 ）防 冲 突 循 环 ， 取 得 卡 号选 卡 （ 激 活 ）三 轮 认 证 （ 对 指 定 扇 区 ）读 块切 换 扇 区不 切 换 扇 区
5、写 块 加 值 减 值 恢 复 休 眠转 存图 32.1.1 呼叫（ REQUEST STANDARD / ALL）卡上电复位后，通过发送 request 应答码（ ATQA 符合 ISO/IEC 14443A） ，能够回应读写器向天线范围内所有卡发出的 request 命令。2.1.2 防冲突循环（ ANTICOLLISION LOOP）在防冲突循环中，读回一张卡的序列号。如果在读写器的工作范围内有几张卡，它们可以通过唯一序列号区分开来，并可选定以进行下一步交易。未被选定的卡转入待命状态，等候新的 request 命令。2.1.3 选卡（ SELECT CARD）读写器通过 select c
6、ard 命令选定一张卡以进行认证和存储器相关操作。该卡返回选定应答码（ ATS= 08h） ，明确所选卡的卡型。非接触IC卡读卡电路单片机 电锁机 构上位机（电脑）2.1.4 三轮认证（ 3 PASS AUTHENTICATION）选卡后，读写器指定后续读写的存储器位置，并用相应密钥进行三轮认证。认证成功后，所有的存储器操作都是加密的。2.1.5 存储器操作认证后可执行下列操作： 读数据块 写数据块 减值：减少数据块内的数值，并将结果保存在临时内部数据寄存器中。 加值：增加数据块内的数值，并将结果保存在数据寄存器中。 恢复：将数据块内容移入数据寄存器。 转存：将临时内部数据寄存器的内容写入数值
7、块。读写 MF1 卡式通过一些集成电路来实现的，如 RC500 和FM1702；在这了我们选用的是复旦微芯的 FM1702。复旦微芯的 FM1702 性能完全兼容 RC500。是应用于 13.56MHz非接触式通信中高集成读卡 IC 系列中的一员。该读卡 IC 系列利用先进的调制和解调概念，完全集成了在 13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持 ISO14443A 所有的层，内部的发送器部分不需要增加有源电路就能够直接驱动操作近距离的天线（可达 100mm） ；接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于 ISO14443 兼容的应答器信号；数字部分处理 ISO14
8、443A 帧和错误检测（奇偶 /*FM1702 复位管脚定义 */sbit sck = P15; /*串行时钟管脚定*/sbit si = P26; /MOSI /*SPI*/sbit so = P16; /MISO /*总线*/sbit spi_cs = P17; /NSS /*引脚定义*/sbit 485EN = P36 /*485 使能引脚定义 */2、 读取 ic 卡数据程序段void read_IC(uchar adrr1,uchar adrr2) uchar i;if(buffer1 = FM1715_OK)buffer0 = 0x06; /三重认证buffer1 = 0x60;
9、/密钥 A(密钥 B-0x61)buffer2 = adrr1; /扇区 addr1，扇区的地址是 0-15for(i=0;i6;i+)bufferi+3=passwordi;cmd_execution(); /进入 IC 卡处理程序if(buffer1 = FM1715_OK) /认证成功 buffer0 = 0x08; /读卡扇区 0 的块1buffer1 = adrr2; /块 1 地址 ,块的地址是 0-63cmd_execution(); /进入 IC 卡处理程序if(buffer1 = FM1715_OK)return_data(0xc3); / 数据头return_data(bu
10、ffer2);return_data(buffer3);return_data(buffer4);return_data(buffer5); return_data(buffer6);return_data(buffer7);return_data(buffer8);return_data(buffer9);return_data(buffer10);return_data(buffer11);return_data(buffer12);return_data(buffer13);return_data(buffer14);return_data(buffer15);return_data(b
11、uffer16);return_data(buffer17); / 以上 16位为卡上读出的信息return_data(Status);/ 进出标志位return_data(0x3c); / 数据尾 err=0;elseerr=1;bee(); delaytime(50);3、 写入 ic 卡数据程序段void write_IC(uchar adrr1,uchar adrr2,uchar *p) uchar i,j;if(buffer1 = FM1715_OK)buffer0 = 0x06; /三重认证buffer1 = 0x60; /密钥 A(密钥 B-0x61)buffer2 = adrr
12、1; /扇区 addr1，扇区的地址是 0-15for(i=0;i6;i+)bufferi+3=passwordi;cmd_execution(); /进入 IC 卡处理程序if(buffer1 = FM1715_OK) /认证成功 buffer0 = 0x09; /写卡扇区 adrr1 的块adrr2buffer1 = adrr2; /块 adrr2 地址 ,块的地址是 0-63for(j=2;j18;j+)bufferj=*p;p+;/*要写入的数据（将你需要写入的 16 个数据赋值给buffer） *buffer2 = 0xf0; buffer3 = 0xf0; buffer4 = 0x
13、f0; buffer5 = 0xf0; buffer6 = 0x00; buffer7 = 0x00; buffer8 = 0xff; buffer9 = 0x07;buffer10 = 0x80; uffer11 = 0x69;buffer12 = 0x0a; buffer13 = 0x0b; buffer14 = 0x0c; buffer15 = 0x0d;buffer16 = 0x0e; buffer17 = 0x0f;/*/cmd_execution(); /进入 IC 卡处理程序if(buffer1 = FM1715_OK)/如果写进去的是密码就放到 password里面if(adr
14、r2=3)unsigned char iii;for(iii=0;iii6;iii+)passwordiii=bufferiii+2;六、 总结首先由衷的感谢老师给我们提供这样一个锻炼自己的机会，经过这两个周的课程学习，本课程设计即将结束，总得来说，经过这门课的学习收获还是相当大的。本次课程设计从一开始的选题，确定方案，选完题之后大家都围绕题目积极发表意见，据理力争，最后我们是选出了一个公认的最好的方案。到电路仿真，设计电路板，我们每个人各司其职，做好每个人各自的任务。最后，我们汇在一起调试，发现问题，解决问题直到我们做出了成功的系统。我在这次课程设计中主要负责电路板的设计和单片机程序的编写。
15、在其中我也遇到了不少的难题，通过到图书馆查阅资料，上网检索相关信息，请教一些老师和学长这些途径最终是把问题解决了。回首这两个周的课程设计，虽然我们的课程设计在规定的时间内按时完成了任务，但是，由于知识和经验的欠缺，整个系统的开发功能还不算完善，在设计过程中也遇到了很多的困难，但通过我们的不懈努力和老师、同学的帮助下，设计才得以圆满按时的完成，所以仅凭个人的力量想设计出一个完美的系统几乎是不可能的。也使我更加懂得并亲身体会到了理论与实际结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合，才能再实践中提高自己。我想说，设计确实有些库，但苦中有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会有实践的机会，我们有机会了就要去珍惜。而且设计也是一个团队的任务，一起工作可以让我们又说又笑，相互帮组，默契配合也让我们之间的感情更深了一些。在此次课程设计中，我们学到了很多课本上学不到的东西，比如独立思考解决问题的能力，和别人合作共同提高的能力，出现差错随机应变的能力都受益匪浅，并且是我们的动手能力得到了很大的提高，对以后的工作、学习都有帮组。对我们而言，知识上的收获固然重要，但是精神上的丰收更加可喜，挫折是一种财富，经历是一种拥有，这次实训必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆！
