基于RFID的门禁系统设计＊

杨雪松，田 鹏，范蒙蒙

（西北民族大学电气工程学院，甘肃 兰州730124）

基于RFID的门禁系统设计＊

杨雪松，田 鹏，范蒙蒙

（西北民族大学电气工程学院，甘肃 兰州730124）

本文介绍了一种基于RFID技术的门禁系统。该系统是以STC89C52为主控芯片，能实现对小区、实验室等某些特定场所的智能化管理。文中简述了门禁系统的组成结构，然后分别从硬件和软件的方面提出了具体的设计和实现方法,之后又对该系统的功能进行测试，结果表明该系统运行稳定，管理方便，最后结合实际情况简要分析了该系统在实际应用中的特色所在，证明了该系统具有很广阔的应用空间。

门禁系统；RFID；STC89C52

如今，随着人们生活水平的不断提高和科学技术的不断创新，人们在各个领域都取得了突破性的进展。RFID门禁系统［1］作为一种新兴技术，却在人们的日常生活中随处可见,而近年来国家重要部门、金融机构、军事单位等高级别重要门禁系统应用需求呈现不断增长的态势［2］。

为了迎合大众需求，本产品以STC89C52单片机作为门禁系统的控制核心，使用RFID模块对IC卡内的用户身份以及数据信息进行读取，然后再运用STC89C52单片机对读取到的数据信息进行真伪的鉴别，最后再通过主控芯片输出信号驱动电机，实现门锁的开关。

1 门禁系统的结构和组成

该系统的组织结构主要包括［3］：读卡器、电磁门锁、无线模块、数据采集器、门禁控制器等。系统工作的过程为：当用户持卡进入读卡器的读卡范围内时，先由读卡器读取IC卡内的信息，然后由数据采集器对信息进行采集，再由门禁控制器将IC卡内的信息与外部EEPROM中存储的信息进行比较，验证用户权限，进而通过驱动电路控制门锁的开关，最后通过无线数据传输模块将IC卡内的信息传送至PC机，由PC机对这些信息进行文件和数据库的存储。系统各单元的结构简图如图1所示：

图1 系统结构简图

2 系统总体设计方案

本系统采用RFID(无线射频识别)技术以实现对门禁系统的操作。总体方案为：当用户持IC卡进入读卡器的读卡范围内时，由读卡器对IC卡内的用户信息进行读取，之后由数据采集器采集信息，然后由门禁控制器接收相关的数据和信息，由STC89C52单片机对这些信息进行真伪的鉴别，最后由主控芯片驱动电机控制门锁的开关。

2.1 系统硬件设计与实现

在硬件设计方面，我们主要采用STC89C52单片机作为该系统的主控芯片。通过STC89C52芯片的P0.0-P0.4端

口与FM522的相关端口进行连接，实现本门禁系统对数据的采集、处理以及对电机的控制等操作。其电路简化图如图2所示：

图2 门禁系统电路简化图

2.2 系统软件设计与实现

当用户持卡进入到读卡器的读卡范围内时，由读卡器对卡片进行感应，然后驱动射频芯片FM522，使其通过天线发射无线电磁波。阅读器通过射频芯片发射的无线电磁波来读取用户身份信息，对IC卡上存储的相关信息进行识别，然后由STC89C52芯片对IC卡内的信息进行合法性检测，检测之后由门禁控制器控制驱动电路向电磁门锁发出指令，实现对门锁的开关动作。若用户所持IC卡内的身份信息为真，则由控制芯片驱动电机打开门锁；若用户所持IC卡内的身份信息经过核对后是不合法的，则由STC89C52芯片驱动蜂鸣器发出声音警示,最后由无线数据传输模块将IC卡内的信息及各时刻的操作信息传送给PC机，由PC机对这些信息进行文件和数据库的存储。系统软件流程图如图3所示：

图3 系统软件流程图

3 系统功能的测试与评价

为了保证基于RFID的门禁系统可以很好的运作，并且可以很快地走向市场，我们对该系统的功能进行了测试。实验中，使用两种不同的IC卡进行测试。一种IC卡内的用户信息为真，而另一种IC卡内的用户信息为假。当我们手持用户信息为真的IC卡靠近读卡器时，系统向电磁门锁发出指令，由主控芯片驱动电机打开门锁；而当我们手持用户信息为假的IC卡靠近读卡器时，蜂鸣器发出声音警示。在测试过程中由无线模块将IC卡内的信息及各时刻的操作信息传送给PC机，然后由PC机将这些信息存入后台数据库中。

4 门禁系统的特色介绍

4.1 运用新兴的RFID识别系统

RFID(无线射频识别)技术是一种新兴的非接触式的自动识别技术［4］。它是通过无线电讯号识别特定的目标并读写相关的数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触［5］。而本产品研发的前提是需要RFID技术对IC卡片内的ID身份及数据信息进行读取，因此该项技术在产品的研发过程中起着非常重要的作用。

4.2 节能

如今节能已经成为人们讨论的焦点问题。由于人类对资源能源的不合理使用，使得节约能源成为当下最应该关注的问题。而本产品正是考虑到节能的重要性，因此在这里选用STC89C52为该系统的主控芯片。STC89C52芯片具有8K字节系统可编程Flash存储器，512字节数据存储空间，而且内带4K字节的EEPROM存储空间。除此之外它还可以直接使用串口进行程序的下载。但是，它还有两个最大的优点就是功耗低、性能高。因此，在本产品的研发中使用STC89C52可以实现节能的作用。

5 结语

本文中介绍的门禁系统是一种基于无线射频识别技术的新型系统，相对于一般的门禁系统而言，在技术和智能管理上较为先进。为了说明该系统的实用性，本文还针对该系统的功能进行了测试，结果表明该系统在测试过程中运行稳定，取得了较好的效果。相信随着智能建筑的推广，未来的智能门禁系统必定能够在人们的生活中得到普遍应用，到那时RFID在门禁系统上的应用将会为人们的生产和生活提供更多的便利。

［1］ 郎为名，射频识别技术原理与应用［M］，北京机械工业出版社，2006.

［2］ 高志坚，林镇熊，黄振华.RFID技术在高校仪器设备管理中的应用［J］.中国科教创新导刊，2010,39(29)：204-205.

［3］ 陈健，汤瑞财，基于RFID-SIM的门禁管理系统研究［J］.中国科技信息，2010(22):139-140.

［4］ 刘东辉，张新岭.基于无线传输的智能小区门禁系统设计［J］.河北科技大学学报，2007，(1)：37-40.

［5］ 蒋清风，陈惠欢，郑建立.基于门禁的高校开放式实验教学管理系统［J］.计算机系统应用，2013,3:12.

TP399

西北民族大学2016年度实验室开放项目(SYSKF-2016086)。