基于RFID技術的智能門禁系統設計

劉志勇

摘要：為了適應時代的發展，給人們的安全性提供保障，滿足現在社會的需求，門禁系統應運而生。本文主要設計了一款RFID技術的智能門禁系統，系統選用MC9S08AW60單片機作為系統的核心部件，外加蜂鳴器、液晶顯示等電路模塊。使用射頻卡完成刷卡進出，設計一套便捷、安全的智能門禁系統。

關鍵詞：單片機;射頻卡技術;智能門禁系統

中圖分類號：TP273.5? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

隨著單位內部對出入管理需求的提升，門禁在人們的日常生活中已隨處可見，隨著獨立IC卡門鎖到智能門禁系統的轉變，對安全技術的要求也越來越高。依靠射頻識別技術運用在門禁系統中可大大提高門禁系統的安全性和便利性，以受到了廣泛的關注。

1硬件設計

1.1總體功能設計

本設計選用MC9S08AW60（以下簡稱AW60）單片機最小系統作為系統的核心部件，外圍電路包括射頻識別模塊、蜂鳴器報警模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊，電平轉換模塊。此設計主要利用射頻卡來充當進門許可證，當單片機啟動時，在門卡被正確識別時，紅色LED0燈亮起，延遲一段時間后自動熄滅;在門卡無法被識別時，紅色LED0和LED2燈交替亮起，伴隨蜂鳴器急促地響。按下相應按鍵，輸入管理員密碼，進入相應模式，才可完成注冊卡和注銷卡等一系列操作。

智能門禁系統結構圖如圖1所示。

1.2 AW60最小單片機系統

MC9S08AW60是一款8位的低成本、高性能的微控制器，資源豐富，性價比高。支持40MHz CPU工作時鐘和20MHz內部總線工作頻率;片內包含2KB的RAM和60KB的在線編程的Flash ROM。使用內部Flash存儲數據一方面可擦除可編程，另一方面還可以快速讀取數據，防止斷電而丟失重要數據，更好的保存數據，可靠性好。除此之外，它還包含豐富的片上外設功能。而傳統的單片機應用范圍很局限，如普遍使用的51系列單片機，受限于本身有限的RAM空間，需要外接芯片才可完成數據存儲等功能。

1.3射頻識別模塊

射頻識別是無線電識別的簡稱，英文全稱為Radio Frequency Identification，它源于無線電通信技術。其主要由讀寫器和應答器兩部分組成，它的工作原理是特定頻率的電磁波會被讀寫器送給應答器，電磁波再驅動應答器的電路，輸出相關信號，接著被讀寫器所接收。

1.4報警模塊和鍵盤模塊

蜂鳴器的正極與電源相連，負極與三極管的集電極相連，三極管的基極通過1K的電阻連接到AW60的PTCD4引腳，蜂鳴器為高電平驅動，三極管選用NPN型8050晶體管，這里的三極管主要起到開關作用。

鍵盤采用4*4的矩陣鍵盤，在整個設計過程中，主要進行鍵盤輸入的操作，其在操作的過程中常出現鍵盤抖動的問題，鍵盤抖動的是由于按鍵簧片的彈性，會出現所按下的鍵在關閉或斷開狀態來回波動，要顫抖數次后才可以穩定下來，鍵盤持續抖動的時間范圍為5～10ms，鍵盤不抖動的時間也可以說是穩定閉合的時間范圍為十分之幾秒～幾秒。消除鍵盤抖動的方法有硬件去抖和軟件去抖。

1.5 Flash在線編程

Flash在線編程是指利用Flash的電可擦除特性，允許Flash內的用戶程序在運行過程中調試駐留在Flash內部的擦除或寫入子程序，對Flash內的數據或程序進行修改，無需外部硬件的支持。Flash在線編程可以在CPU運行的修改某些參數，由于Flash可以完成對運行數據的斷電存儲，無需后備電源來保護，所以在存儲數據方面，Flash比常用的ROM更具有優勢，這也提高了系統的穩定性。

2 軟件設計

選用MC9S08AW60單片機編寫程序，實現鍵盤輸入、液晶顯示，蜂鳴器報警、存儲管理員密碼，完成注銷卡、注冊卡等系列功能。AW60單片機控制芯片的邏輯控制流程圖如圖2所示。

本軟件設計主要利用鍵盤來控制整個智能門禁系統，在程序中編寫時，設計在按下13鍵時，輸入管理員密碼，進入模式一，這時若放一張未注冊的卡，液晶顯示屏上卡未注冊，紅燈LED0和LED2交替閃爍，伴隨蜂鳴器響;再按下14鍵時，輸入密碼，進入模式二，此時進行注冊卡，紅燈LED0常亮。若在輸入密碼的過程中輸入管理員密碼錯誤，顯示屏上會顯示密碼錯誤，可重新輸入。

3結語

本文主要介紹了基于RFID技術的智能門禁系統的原理和實用意義，創新之處在于實用了MC9S08AW60最小單片機系統作為核心芯片，以及各個模塊的設計作用，智能門禁系統在我們的現實生活中作用越來越廣泛，在科技高速發展的當代社會中，門禁系統作為與生活息息相關的技術應用，將為我們帶來更大便利。

參考文獻

[1] 王宜懷，吳瑾，張書奎，等.嵌入式技術基礎與實踐（第二版）[M].北京清華大學出版社，2011.

[2] 李朝青.單片機原理及接口技術[M]，北京航空航天大學出版社，2005.

[3] 周曉光，王曉華，王偉.射頻識別（RFID系統設計、仿真與應用[M].人民郵電出版社，2008.

[4] 陸洲町.基于51單片機的多功能電子密碼鎖系統設計[M].北京航空航天出版社，2001.

[5] 王林，王宜懷，錢仇圣，等.MCF52233 Flash 在線編程構件設計與實現[J].計算機工程，2010，36（14）：254-255，258.

[6]王宜懷.嵌入式應用在線編程開發系統的研制[J].計算機工程，2002，28（12）：22-24.

Design of intelligent entrance guard system based on RFID technology

LIU? Zhi-yong

（Xuzhou Building Assets Management Company， Xuzhou Jiangsu? 221006）

Abstract： In order to provide people with security assurance and satisfy the needs of modern society， the entrance guard system emerges as the times require. This paper mainly introduces a kind of intelligent entrance guard system， which is designed with the application of RFID technology. The system consists of a core component--MC9S08AW60 single-chip microcomputer and some circuit modules like buzzers and liquid crystal display， etc. By swiping a radio-frequency card to enter and exit， the design of the entrance guard system is quite convenient and secure for users.

Key Words： Single-chip microcomputer， RFID technology， intelligent entrance guard system