智能門禁系統的設計研究

李雁星 蘇彩玉 鄭立聰 雷淵

[摘 要]當代科技迅速的發展，科技也走進尋常百姓家，與老百姓的生活密不可分。市場上有關智能門禁系統較為繁多龐雜，成本不一。介紹一種智能門禁系統的設計，以STM32作為控制的核心，用RFID進行識別，可以實現門禁的智能控制，為公司的考勤記錄數據。

[關鍵詞]智能門禁;RFID;非接觸式

隨著智能化的浪潮越來越深入教學環境中，教室相關的教學設備越來越多，安全問題、學生管理等等問題，可以通過很好地使用智能設備來解決。本文主要介紹一種教室智能門禁系統的設計，通過智能化的設備代替傳統的門鎖。本系統具有以下特性：安全性、成本低、操作簡便等等特點。

一、系統組成及原理

門禁系統，主要用于管理出入教室的人員的管理系統，可以控制人員在規定的時間內，是否出入教室，并且對出入進行數據記錄。當前，一些常用的智能門禁系統多為非接觸感應，有虹膜掃描、指紋識別、面部識別、聲波識別等各種技術，這些系統有很多要不是成本較高，要不是技術復雜，總之，因各種要素，導致技術普及受到阻礙。本文采用的是一種STM32作為技術的控制核心，通過射頻卡的技術方式，外部是由按鍵控制電路、報警指示電路、電機驅動電路、顯示電路等等組成。

筆者對門禁系統的組成部分進行一一的介紹，門禁系統主要的組成有以下幾個部分：單片機、蜂鳴器、指示燈、按鍵控制單元、電機驅動模塊、存儲模塊、讀卡模塊、顯示模塊和無線通訊模塊等。智能門禁系統的工作原理是當射頻卡對接受設備刷卡，系統進行識別，數據庫調取信息，發現用戶為合法，系統屏幕會顯示出卡號相應的信息，然后指示燈亮起，蜂鳴器發出“滴滴”的聲音，同時電動驅動將門打開;當非法的卡進行刷卡，系統會提示無效，電動機不發生任何動作。如果持卡人多次嘗試刷卡，蜂鳴器會發出警報聲，系統管理員可以對一些臨時卡進行權限設置，系統可以設定密碼，作為輔助。

二、系統硬件設計

智能門禁系統采用的是STM32F103R8T6微控制器作為控制核心，STM32F103R8T6芯片是一款非常常用的控制器，頻率高達72Mhz，程序存儲器為FLASH，程序儲存器的容量大小為64KB，RAM容量20KB，可以對電動機進行驅動和對應用進行控制，醫療設備、游戲等等都適用。

讀卡模塊選擇MFRC522，是一款應用于13.56MHz非接觸式高集成度讀寫卡芯片，用于信息的讀寫和對數據進行判斷，有顯著的優點——低電壓、低成本、體積小。此類芯片被廣泛地應用在便攜式手持設備研發中，射頻卡采用的是NXP的非接觸智能卡MIFARES50，這類的射頻卡也是較常應用的，存儲容量1KB，工作頻率為13.56Mhz。

電動驅動的芯片使用的是L9110H，使用5V的電壓來驅動電動機工作，額定工作電流是1A，最高可達1.5A。L9110H用的是單獨的電源進行供電，VSS工作的電壓穩定在4.5V-36V之間，可以實現對電動機的直接控制，不用將電路進行隔絕。

AT2AT4C02芯片作為存儲的單元，對信息的記錄和管理可以用射頻卡來實現，內部是一個2K位串行CMOSE2PROM，內部含有256個8位字節。該器件進行操作活動時，需要通過ICC接口。上述介紹了門禁系統還有一個非常重要的部分就是蜂鳴器，蜂鳴器用來預警，LED指示燈可以顯示出門禁系統的狀態，可以通過使用4*4矩陣鍵盤來對輸入進行一些設置。LCD1602用來顯示當前的門鎖開啟或者關閉，對整個過程展開監控。

三、系統軟件設計

系統軟件設計，主要包括主程序單元、讀卡子程序、顯示子程序、存儲子程序、延時子程序、用戶管理和中斷子程序等。系統打開后，我們手持射頻卡與讀卡器貼合在一起，讀卡器將信息顯示出來，然后程序對用戶的權限進行判斷：如果符合數據庫存儲的數據，顯示信息合法，驅動電動機轉動，門鎖會自動打開，蜂鳴器語音提示“可以進入”;若信息是非法的，電動機則不會發生任何作用，提示拒絕進入。當射頻卡與讀卡器貼合在一起時，無論信息合法不合法，蜂鳴器都會發出響聲，并給出提示聲。當需要給新的成員賦予權限時，可以通過鍵盤進入到內部的管理系統，通過鍵盤對管理系統的數據進行添加，對某用戶設定權限的到期日期。對短期的人員設置小的日期，門禁系統也可以通過密碼來進行開鎖，學生登錄的信息可以作為考勤的記錄，作為考核的依據。

當前，很多教室仍舊使用的是普通鎖，導致教室安全無法得到有效的保證。本系統采用的是非接觸式的IC卡，智能門禁系統有非常多的優勢，可以很好地替代機械鎖。本系統主要是以刷卡方式作為主要的出入方式，通過密碼對其輔助，還有聲音和LED的提醒，可以說方便、簡單，在生活中具有非常強的應用場景。

參考文獻：

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[2] 蔣清風，陳惠歡，鄭建立，等.基于門禁的高校開放式實驗教學管理系統[J].計算機系統應用，2013（3）：12.

[作者單位]

南寧學院信息工程學院

（編輯：司楠）