1、湖南铁道职业技术学院HuNan Railway Professional Technology College毕业设计方案课题名称：基于 RFID 的家庭智能门禁管理系统设计与实现班 级: 物联网 121 姓 名: 罗永 指导教师： 颜谦和 完成日期： 2015 年 1 月 8 日 毕业设计任务书指导老师：颜谦和一、毕业设计课题名称基于 RFID 的家庭智能门禁管理系统设计与实现二、毕业设计任务根据培养高级技术实用人才这一目标的要求，选题从实际情况出发，选取适合于高职学生要达到的实际能力和水平，培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识与实际岗位技能相结合
2、的专题作为毕业设计题目。本课题是根据物联网应用技术专业所开设课程内容，设计一个中小模型的智能家居系统的方案，并实现其部分功能。功能主要包括门禁子系统、燃气检测子系统、防火子系统、家室温度控制子系统、灯光窗帘控制子系统、防盗子系统等，大家可先对这些系统进行需求分析，然后选择 1 至多个子系统（至少 1 个）进行方案设计，并选择相关硬件设备，搭建系统硬件平台和开发环境，实现相关的功能。最终成果系统方案和设计过程文档、系统源代码和系统模拟模型。三、毕业设计要求1、选题要求根据物联网应用技术专业所开设课程内容，题目为智能家居系统方案设计与实现，设计一个中小模型的智能家居系统的方案，并实现其部分功能。功
3、能主要包括门禁子系统、燃气检测子系统、防火子系统、家室温度控制子系统、灯光窗帘控制子系统、防盗子系统等，大家可先对这些系统进行需求分析，然后选择 1 至多个子系统（至少 1 个）进行方案设计，并选择相关硬件设备，搭建系统硬件平台和开发环境，实现相关的功能。2、方案标题要求整个方案应包括封面、毕业设计任务书（已下发） 、摘要关键字、目录、毕业设计正文、结束语、致谢、参考文献；封面包括：学校名称、专业名称、姓名、课题名称、指导老师等信息（要有图文混排）格式要求正文：正文，中文字体用五号宋体字，英文用 Times New Roman 字体，行间距：固定值为 22 磅。（2）一级标题：二号字，黑体，加
4、粗，居中对齐，段上下空 20 磅。（3）二级标题：三号字，宋体，居中对齐，段上下空 10 磅。（4）三级标题：四号字，黑体，缩进两字，段上下空 6 磅，中间空一格。（5）页脚：显示页码。毕业设计任务书、摘要、目录的页码以大写罗马数字编号，如：，居中；从第一章前言到结束语、致谢、参考文献的页码以阿拉伯数字编号, 居中。（6）页眉：论文所在的章节名称，居中，小五号，宋体。封面无页眉。（7）添加图（表）题：为“毕业论文”第一章节中的图添加“图（表）1-1 ，图（表）1-2”所示的图题；第二章节的图添加“图（表）2-1，图（表） 2-2”所示的图题。选择全文的图都添加类似的图题。（8）创建目录：显示页
5、码，页码右对齐，格式来自正式，显示级别为三级。要求学生在规定的时间内，经过努力可以按时完成设计，取得相应的成果。对于有些可能超出所学知识范围的题目，应该通过自学或在实践中学习进行弥补。通过毕业设计，提高学生的专业知识和岗位技能，培养学生的文献检索能力、开发设计能力、创新思维能力、独立工作能力与协作工作能力、培养学生严谨务实的科学作风与奉献精神，使学生受到科学研究、专业设计和撰写技术报告的基本训练。四、毕业设计过程及进度计划课题总体规划与方案设计阶段（二周）：确定所要实现的功能内容；设计制作阶段（六周）；修改完备阶段（二周）；撰写完善毕业设计方案阶段（一周）；毕业答辩（一周）五、毕业设计论文格式
6、要求毕业设计方案或报告主要包括以下部分：（1）封面（2）毕业设计任务书（3）摘要与关键词（4）目录（5）引言（6）正文（7）参考文献六、毕业设计答辩程序及准备要求1、答辩程序（1）介绍毕业设计情况及本人主要完成的设计内容，时间为 5 分钟（2）答辩老师提出 2-3 个问题，由答辩人回答，回答问题时间为 10 分钟2、准备要求（1）答辩时必须提供光盘、毕业设计论文或报告。（2）准备好个人讲述提纲，制作 PPT七、 毕业设计评分标准依据学院毕业设计评分表，制作如下评分标准：设计过程（30 分）：基本专业知识掌握情况（10 分） 、分析解决问题能力方面（12分） 、工作态度及遵守纪律情况（8 分）设
7、计成果（40 分）：固定任务完成情况（10 分） 、设计原理数据方面（10 分） 、方案质量方面（12 分） 、设计创新或实用方面（8 分）答辩情况（30 分）：对设计的阐述方面（15 分） 、回答问题情况（15 分）八、其他指导教师的 E-mail： 联系电话：18973355785 QQ：308877201摘 要本文主要阐述了 RFID 门禁系统的设计与实现，采用北京京胜世纪科技有限公司的物联网综合开发平台以及物联网综合实验箱模拟智能家居环境进行开发，主要实现了智能家居门禁管理。本系统是一个软件和硬件相结合的一个应用系统，硬件主要有：ISO15693 读写器、ISO15693 标签、WSN
8、 无线传感网关、协调器、继电器、电磁门；软件主要有：SQL Server 2008、Visual Stadio 2010。本模块主要实现的功能有：登记信息、刷卡开门、挂失、取消挂失、注销等功能，其功能描述如下：登记信息功能：将 PC 和 ISO15693 读写器用串口连接，并正确打开串口；正确打开串口后系统将控制 ISO15693 读写器开始循环读卡；当看到界面上显示了读到的卡号后输入姓名、性别、身份证号和权限，系统将登记的信息保存到数据库中。挂失功能：输入身份证号，系统检测数据库中对应的表中是否存在该身份证号对应的身份信息，若存在则将该身份证对应的卡设置为不能使用。取消挂失功能：输入身份证号
9、，系统检测数据库中对应的表中是否存在该身份证号对应的身份信息，若存在则将该身份证对应的卡恢复使用。刷卡开门功能：选择需要打开的门，建立 PC 和网关的连接通道，检查通道是否建立成功，若成功则进行下一步；打开串口，若串口成功打开则开启线程，使用线程读卡和判断权限；若所选择的门和刷到的卡的权限相匹配则打开电磁门五秒。 关键字：WSN RFID 物联网 门禁系统 2目 录第一章 引言 .11.1 项目背景 .11.2 RFID 门禁系统的优势 .11.3 相关技术介绍 .21.3.1 C#编程语言 .21.3.2 .Net Framework 平台 .21.3.3 SQL Server 2008 .
10、31.3.4 无线传感器网络 .31.3.5 ISO15693 协议 .4第二章 系统需求分析和概要设计 .52.1 系统需求功能 .52.2 系统功能模型 .52.2.1 功能图 .52.2.2 系统功能描述 .52.2.3 系统流程图 .62.2.4 性能需求 .7第三章 系统设计与实现 .83.1 系统软硬件、公共类介绍 .83.1.1 系统软硬件介绍 .83.1.2 公共类介绍 .93.2 系统实现 .103.2.1 登录模块 .103.2.2 登记信息模块 .113.2.3 挂失和取消挂失模块 .133.2.4 刷卡开门模块 .143.2.5 注销模块 .17第四部分 系统功能测试与
11、评价 .194.1 测试概述 .194.2 系统功能测试 .194.3 系统评价 .22结束语 .23致谢 .24参考文献 .25湖南铁道职业技术学院 2015 届毕业设计1第一章 引言1.1 项目背景门禁系统就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（象办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管
12、理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。市场急需一种新型的门禁系统，RFID 门禁系统应运而生。1.2 RFID 门禁系统的优势本方案设计的门禁系统是基于非接触式感应 ISO15693 卡识别技术的 RFID 智能门禁系统，由管理系统、感
13、应式读卡器、RFID 标签等组成的一个功能强大的智能型网络门禁系统，人员手持一张合法的感应式 ISO15693 卡即可通过 ISO15693 卡读写器自动控制授权允许开启电磁门。门禁系统取代传统的机械锁匙，减少钥匙管理的麻烦，有效地避免钥匙流失。同时可记录、查询进出人员信息，与普通机械锁有着无法比拟的优越性，其优越性如下。1.使用安全机械锁因为部分在外，通过钥匙或其他工具可以轻易开锁进入。而 RFID 门禁系统是通过传递加密的数字信息，由网关给协调器发送命令通过继电器控制电磁门的开与闭。2.管理安全机械锁的钥匙非常容易遗失或流出，为了安全，须将锁更换。而 RFID 门禁系统只需将遗失的卡挂失或
14、注销即可。3.使用方便湖南铁道职业技术学院 2015 届毕业设计2一张卡可以代替钥匙，只要对一张卡授相应的权限，该卡即可通行授权进出指定的区域。不必携带一大串钥匙，开门时寻找钥匙的麻烦。4.管理方便。省去了配置钥匙、分配钥匙的麻烦。只需通过权限设置，轻松规划人员出入权限通过管理软件随时查看各区域人员进出情况。1.3 相关技术介绍1.3.1 C#编程语言C#是本方案实现过程中主要使用的编程开发语言之一。C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework 之上的高级程序设计语言。并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员 Anders Hejlsber
15、g 的最新成果。C#看起来与 Java有着惊人的相似；它包括了诸如单一继承、接口、与 Java 几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是 C#与 Java 有着明显的不同，它借鉴了 Delphi 的一个特点，与COM（组件对象模型）是直接集成的，而且它是微软公司 .NET windows 网络框架的主角。C#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由 C 和 C+衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承 C 和 C+强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性（例如没有宏以及不允许多重继承）。C#综合了 VB 简单的可视化操作和 C+的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特
16、性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET 开发的首选语言。C#是面向对象的编程语言。它使得程序员可以快速地编写各种基 MICROSOFT .NET 平台的应用程序，MICROSOFT .NET 提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域。C#使得 C+程序员可以高效的开发程序，且因可调用由 C/C+ 编写的本机原生函数，因此绝不损失 C/C+原有的强大的功能。因为这种继承关系，C#与 C/C+具有极大的相似性，熟悉类似语言的开发者可以很快的转向 C#。1.3.2 .Net Framework平台Microsoft .NET Framework 是用于 Windows 的新托管代
17、码编程模型。它将强大的功能与新技术结合起来，用于构建具有视觉上引人注目的用户体验的应用程序，实现跨技术边界的无缝通信，并且能支持各种业务流程。湖南铁道职业技术学院 2015 届毕业设计3在今天的软件环境中，应用程序的来源很多，它们执行很多任务。对应用程序代码的信任是一个主要需求，因为我们谁也不想软件或信息遭到破坏。给予许可的安全策略不会允许对敏感信息的不适当的访问，或将本地机器暴露给恶意的程序或甚至是有平常错误的代码。.NET Framework 的目的就是要让建立 Web Services 以及因特网应用程序的工作变的简单，.NET Framework 包括了三大部分：第一个部分是 Comm
18、on Language Runtime（CLR，所有.NET 程序语言公用的执行时期组件），第二部分是共享对象类别库（提供所有.NET 程序语言所需要的基本对象），第三个部分是重新以组件的方式写成的（旧版本则是以 asp.dll提供 ASP 网页所需要的对象）。基本上安装了之后对机器不会有很大的影响1.3.3 SQL Server 2008SQL Server 2008 在 Microsoft 的数据平台上发布，可以组织管理任何数据。可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中。可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析之类的操作。数据可以存储在各种设备上，从数据中心最大的服务
19、器一直到桌面计算机和移动设备，它都可以控制数据而不用管数据存储在哪里。SQL Server 2008 允许使用 Microsoft .NET 和 Visual Studio 开发的自定义应用程序中使用数据，在面向服务的架构（SOA）和通过 Microsoft BizTalk Server 进行的业务流程中使用数据。信息工作人员可以通过日常使用的工具直接访问数据。1.3.4 无线传感器网络微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(System on Chip, SoC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络(Wirel
20、ess Sensor Networks, WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革，无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。WSN 是 wireless sensor network 的简称，即无线传感器网络。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于 MEMS 的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜
