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基于IC卡门禁系统.rar

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    基于 IC 卡门 系统
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    科技学院 2011 届本科毕业论文基于 IC 卡门禁系统专 业: 通信工程 指导教师: 王蓓老师 学生姓名: 李青宁 学生学号: 072004111446 中国﹒贵州﹒ 贵阳2011 年 5 月贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页 目 录摘要 ..............................................................IIIAbstract............................................................IV前 言 ...............................................................1第一章 绪论 .......................................................21.1 研究背景及意义 .............................................21.2 国内外研究现状 .............................................31.3 门禁系统 的构成 .............................................41.4 门禁系统的功能 .............................................41.5 研究内容 ...................................................5第二章 IC 卡门禁系统总体分析 .......................................62.1 需求分析 ...................................................62.1.1 脱机门禁系统分析 ......................................62.1.2 有线门禁系统分析 ......................................72.1.3 无线门禁系统分析 ......................................72.2 中心管理软 件功能的制定 .....................................82.3 主控 芯片 ...................................................8第三章 IC 卡门禁系统的硬件设计 ....................................113.1 IC 卡系统 ..................................................113.2 IC 卡原理 .................................................123.2.1 IC 电话卡的复位 .......................................123.2.2 IC 电话卡的写位 .......................................123.2.3 IC 卡的字节擦除 ......................................133.2.4 IC 卡的计数 ..........................................143.3 键盘输入流程 ..............................................143.4 字符型 LCD 显示模块 .......................................15贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 II 页 第四章 系统软件设计 ...............................................164.1 系统总体 理论设计方框图 ....................................164.2 IC 电话卡验证、显示及减钱程序 ..............................164.3 液晶显示与键盘扫描实验程序 ................................194.3.1 液晶显示程序 .........................................204.3.2 键盘扫描程序: .......................................214.4 EEPROM 读写程序 ..........................................22第五章 总结及展望 .................................................235.1 论文总结 ..................................................235.2 进一步研究的内容 ..........................................23参考文献 ...........................................................24附 录 ..............................................................25致 谢 ..............................................................30贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 III 页 基于 IC 卡门禁系统摘要随着微电子技术的发展和社会对服务行业自动化的迫切需要,越来越多的场合采用了 IC 卡门禁系统。当前社会生活中使用的 IC 卡主要为非接触式的 IC卡,非接触式 IC 卡是现代信息工程、半导体工业领域中的一个热点。本文介绍了智能 1C 卡网络门禁系统的设计与开发,详细分析了系统的硬件设计和软件设计,给出了电路原理图,以及主要程序设计的流程图和程序。随着感应卡技术,生物识别技术的发展,门禁系统得到了飞跃式的发展,出现了感应卡式门禁系统,指纹门禁系统等各种技术的系统,它们在安全性,方便性,易管理性等方面都各有特长,门禁系统的应用领域也越来越广。关键词:单片机;IC 电话卡读写;信息存储;信息识别贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 IV 页 Be Based on IC Card Access Control System AbstractWith the development of the microelectronic technique and the urgent demand of the society for the automatic service trade, more and more place uses the gate control system with the IC. At the present day, the non-contact IC has been used more commonly in the society life, which is the hot spot in the areas of the modern communication engineering and the semi-conductive industry. Next, we will introduce the progress of the intelligent gate control system of the IC and analyze the system of hardware and software’s design. Finally, we draw up the schematic circuit diagram, the flow chart and the process of the main program.With the development of the technology for the inductive card and the biology identification, the gate control system has a great leap forward including the inductive gate control system, the fingered gate control system and so on, which have the advantage in the safety, the convenience and the easier management, leading to more and more wide application.Keywords:singlechip , IC phone card , information storage,information identification贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 1 页 前 言门禁,又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统.随着智能化、数字化信息社会的到来,“卡” 已逐渐深入到了人们生活的方方面面,人们正在一步步地适应着卡,也渐渐地离不开卡,毫不夸张地说,人类将走向“卡”的世界。卡是实现智能化管理和自动化管理工作的一种重要手段。在需要控制人员出入情况的场所,比如人员阶段性流动的实验室,宾馆的客房,有特殊需求的保密部门等等,如果使用卡开启门,代替传统的出入证和钥匙,就能使管理工作实现自动化、智能化。不但用者方便,管理者也方便,而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介绍的环保型 IC 卡门禁系统就是一个安全、可靠的电子门锁系统。使用该系统,可以方便地管理和控制应用场所的人员进出情况,验明出入人员的身份和出入权限。在 IC 卡应用日益广泛的今天,IC卡门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便,已逐步取代其他现有各类门锁,成为目前门禁系统的主流方式。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 2 页 第一章 绪论1.1 研究背景及意义智能卡(Intelligent Card,以下简称 IC 卡)门禁系统借助于计算机与电子技术,以用户 IC 卡的卡号为依据控制门的开启,发卡系统(中央控制 PC 机)可将合法卡号( 或黑名单) 下载给门控器,门控器可将开门记录(卡号与时间)上传给中央控制 PC 机 [1]。此类系统可实现密码和黑名单设置,可分级、分时控制,也可借助有线网络,实现各门禁终端的集中管理。与传统的机械类门锁相比,其门禁管理的安全性、可靠性、灵活性等方面有明显的提高,故而在智能楼宇、酒店、政府机关等部门获得了广泛的应用。然而门禁系统采用无线传输方式,可以节省时间、人力与布线的费用,但在目前的安防市场上,无线通信在门禁系统上的应用却很少。与需要线缆的门禁系统相比,无线门禁系统的优点不言而喻,但目前的无线门禁系统有明显的缺点。首先是受通讯传送距离的限制,一般接收器至发射端室外可以达 600 至1000 米,室内为 100 至 600 米,但是现在建筑大多采用钢筋混凝土结构,这会大大降低通讯距离,同时建筑结构的多弯也会影响无线通讯质量。其次,无线通讯容易受坏境和周围事物的影响和干扰,造成通讯的不稳定性,这是安全系统的大忌。总之无线门禁的优势在于无线远程操作管理方便,而不足之处则在于传输速度和稳定性又受限于无线网络,网络好,传输稳定,否则就容易丢失数据包。而目前市场上应用的无线门禁应用主要基于 GPRS、GSMN 等外部无线网络,除了无须布线外,其最突出的特点是远程操作管理方便,可以随时监测门禁点的变化,并可以实时地反应到监测中心。而且还能与 Internet 接轨,永远在线。但这些系统由于借助于 GPRS 和 CDMA 运营商的短信服务,提高了系统成本,限制了此类系统的应用范围。经过对国内外研究现状的了解,从实际需求出发,研究在现有的脱机门禁系统的基础上进行技术改造,硬件上通过增加无线通信模块,并编写 IC 卡门禁系统无线监控管理软件,设计出基于无线网络的 IC 卡门禁系统。该方案可以实贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 3 页 现各门禁端的实时监控,另一方面免去布线之苦,该系统尤其适用于老社区的智能化改造。为保证数据传输的有效性和可靠性,根据各门禁点位置的特殊性(建筑物内各门口位置),利用免费的 ISM 频段为载波,保证无线数据传输的可靠性,也是必须解决的关键技术。陔技术的解决也可为建筑物内的低功耗和低成本无线通信的研究提供参考。能自主研发出适合中国用户使用的低成本,高可靠性,不依赖无线通信营运商的的无线门禁系统,具有巨大的产业价值。1.2 国内外研究现状门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统。它作为一种新型现代化安全管理系统,集自动识别技术和现代安全管理措施为一体,涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。门禁系统通过在建筑物内的主要出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或控制器、读卡器等控制装置,由计算机或管理人员在中心控制室监控,能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制,从而实现对出入口的控制。门禁系统是随着自动识别技术的发展而迅速发展起来的,国外门禁系统的知识品牌有美国的休斯(HID) 、西屋(WSE) 、洛泰克( NTK) ,以色列的DDS、英国的集宝等品牌。国内从事门禁系统有门吉利、捷顺、北京青云等公司。目前,国内外研制和使用的门禁系统主要集中在感应门禁系统和生物识别门禁系统。在生物识别门禁系统中又以指纹门禁系统应用最为广泛。随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模集成电路技术的不断发展与成熟,指纹自动识别系统的体积不断缩小,其价格也不断降低。美国生物识别市场在未来几年中仍将会保持高速增长的趋势,纵观门禁市场发展,预计未来 1-3 年中国门禁市场的平均增长比例将达到 20%以上。高级智能型门禁控制系统是当前门禁系统的重要发展方向,高级智能型门禁系统是一种联网式门禁系统,功能也比较完善。但对于一般的企业、住宅小区来说,并不是最理想的选择。这种门禁系统常用于国防、军事等单位。随着计算机的迅速普及与发展,越来越多的控制设备逐渐被计算机取代,贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 4 页 维护人员的监视和维护也越来越集中,越来越多的系统逐渐向智能化发展。由于计算机网络的发展,通过中心或通过一个端点就能对设备进行监控与维护。通过局域网对本地区的设备进行集中监控与维护,可提高系统的可靠性,减少故障的发生率和处理时间等。随着智能建筑的推广和智能小区的安全防范工作的加强,有必要建立连网门禁系统,可见,门禁系统将有更广阔的发展空间。1.3 门禁系统的构成门禁系统常规由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁、门禁软件、电源和其他相关门禁设备几部分组成 [2]。门禁控制器:门禁控制器是门禁系统的核心部分,其功能相当于计算机的CPU, 它负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等。它验证门禁读卡器输入信息的可靠性,并根据出入规则判断其有效性,如若有效则对执行部件发出动作信号。门禁控制器性能的好坏直接影响着系统的稳定,而系统的稳定性直接影响着客户的生命和财产的安全。门禁读卡器:读取卡片中的数据与生物特征信息,并将这些信息传送到门禁控制器。卡片:门禁系统的开门电子钥匙,这个《钥匙》可以是磁卡、IC 卡、ID 卡和其他相关功能的卡片(卡片上能打印持卡人的个人照片,开门卡、胸卡合二为一) 。电控锁:门禁系统的执行部件,电控锁通常在断电时呈开门状态,以符合消防要求,并配备多种安装结构类型供客户选择使用。按单向的木门、玻璃门、金属防火门和双向对开的电动门等不同技术要求可选取不同类别的电控锁。门禁软件:负责门禁系统的监控、管理、查询等工作。管理人员可通过调整可以扩展完成巡更、考勤、人员定位等功能。电源和其他相关门禁设备:电源是负责整个门禁系统的能源,是一个非常重要的组成部分(门禁系统如若无电源,整个门禁系统如同成瘫痪状态) 。其他门禁设备如出门按钮,按一下打开开门设备,适用于对出门无限制的情况;再如门磁,运用于检测门的安全/开关状态等。1.4 门禁系统的功能贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 5 页 任何一种成熟的门禁系统,都应实现以下基本功能 [3]:1.对通道权限的管理对通道权限的管理主要有以下几个方面:(1)进出通道的权限:就是对每个通道设置那些人可以进出哪些人不可以进出。(2)进出通道的方式:就是对可以进出该通道的人进行进出方式授权,进出方式通常有密码、读卡(生物识别) 、读卡+密码三种方式。(3)进出通道的时段:就是设置进出该通道的人在什么时间范围内可以进出。2.实时监控功能系统管理人员可以微机实时察看每个门区人员的进出情况(同时有照片显示) ,每个门区的状态(包括门的开关,各种非正常状态报警) ;也可以在紧急状态下打开或关闭所有的门区。3.出入记录的查询功能系统可以储存进出记录,可按不同的查询条件查询,配备相应软件可实现门禁、巡更、考勤一卡通。4.异常报警功能在异常情况下(如非法侵入、门超时未关等)可以实现微机报警或报警器报警。此外,根据系统的不同门禁系统还可以实现以下特殊功能:1.防尾随功能2.消防报警和监控联动功能3.网络设置管理监控功能4.逻辑开门功能1.5 研究内容本文提出在脱机门禁系统的基础上增加无线数传模块,实现门禁机的远程无线监控,其主要研究内容如下:(1) 构建整个系统框架,明确系统要求,提供整体设计方案;(2) 研究适合系统工作环境的算法;(3) 进行数据收发的软硬件设计,包括与 PC 机的连接方案;
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