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基于单片机的智能门禁系统的设计与实现
摘要:本系统采用AT89C52单片机作为控制核心，实现读卡键盘扫描、显示以及驱动继电器模拟开门功能，以1602液晶完成数据信息的显示任务，RC522非接触IC卡模块实现对IC卡信息的读取，以完成对卡片的识别。4*4矩阵键盘可以通过手动输入的方式完成密码输入，避免卡片丢失影响到无法出入门的情况出现，系统具有键盘修改密码和设置时间的功能。它不仅提高了人们对出入口通道的管理效率，而且还有寿命长、使用方便、安全可靠、一卡多用等优点。该智能门禁系统的设计和使用更加人性化，更加符合社会发展潮流，能满足人们生活、工作的需要。
关键词：门禁系统 AT89C52单片机 读卡器 继电器 1.引言
随着科技的发展，社会的进步，人民经济水平的提升，人们对生活和工作的环境及各方面要求也越来越高，已经不仅仅局限于美观、舒适，而是在此基础上对其适用性、可操作性、安全性及智能性方面提出了更高的要求。
目前，普通的门锁被广泛的应用到我们的生活和工作中。在满足我们需求的同时，也带来了许多不安全的因素。例如，运用高科技手段进行盗窃、抢劫等等，怎样才能使人们的安全防范措施跟得上科技的发展、更有效的阻止这些犯罪行为的侵犯从而保护自身利益呢？仅仅依靠普通的门锁、防盗门或者监控、报警等系统是不够的，门禁系统已近越来越多的被应用到我们的生活和工作中，但是普通的门禁管理已经不能满足我们的需求了。而且，人们对门禁系统的应用已不仅仅是单一出入口的控制了，还将它大规模应用于社区、公司以及商城的门禁控制、考勤管理、安防装置等等。现在市场上的普遍使用的门禁系统由于功能简单，对人员管理不到位，尤其是遇到丢失门禁卡的情况时，会给人们带来很多麻烦，为此迫切需要设计功能多、使用方便、安全可靠的智能门禁系统。
本文主要设计了基于AT89C52单片机的门禁控制系统。以单片机为核心采用以FRID技术为主，键盘密码锁为辅的方式来使用门禁装置。按照编码规范编写程序来实现门禁的功能。当人们刷卡或者使用密码锁时，程序会将识别的卡号和密码传送到单片机内进行比较，确定该卡是否拥有此权限、密码是否正确，从而实现该系统的功能。
2.门禁系统的系统概述 2.1门禁简介
门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，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，人们总能用通过各种手段把它打开。在出入人很多的通道（像办公室，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。
在数字技术网络技术飞速发展的今天门禁技术得到了迅猛的发展。早已超越了单纯的门道及
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钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内一卡智能管理。
2.2门禁系统方案选择
随着门锁的缺陷的逐渐增加，智能门禁的使用越来越来普遍，人们对其使用的方便程度追求也越来越高。单一功能的门禁系统已近不能满足人们的需求，所以设计一个功能全面、使用方便、安全可靠的智能门禁系统就迫在眉睫。
为此，根据需求设计了由密码锁和RFID射频识别双功能的门禁系统。该系统使用方便，有备用开启门禁控制的的功能（密码锁）。当门禁卡丢失或者忘记携带的时候，依旧可以使用密码锁将门禁装置开启，不会耽误人们的正常生活及工作的时间。
选用AT89C52单片机，C52与C51相比，C51是128byte RAM，4K ROM，有6个中断源，有T0、T1两个16位定时器。而C52是256byte RAM，8K ROM，有8个中断电源，有T0、T1、T2三个16位定时器。C52更加强大一些，更加适合该设计。
2.2.3 IC卡方案选择
随这门禁系统的日渐成熟，门禁系统得到了飞跃式的发展。从而出现了很多卡试门禁系统，为了使系统更安全，用户使用更舒适，选择哪种IC卡也成为了困扰人们的问题。如表1所示； 性能 信息载体 信息量 读取方式 保密性 识别速度 读取距离 使用寿命 成本 多标签同时识别
磁卡 磁条 较小 电磁转换 一般 慢 接触 短 底 不能 表 1
从上表可以明显看出，非接触式IC卡是当今门禁系统最好的选择、也是最适合的选择。所以2.2.4 IC卡识别方案选择
在识别方式上采用了较为流行的RFID射频识别技术，他与磁卡和条形码相比扫描速度更快、可重复使用、穿透性强、数据及易容量大、安全性高、抗污染能力和耐久性更强等等。而且RFID技术的应用已趋于成熟，容易应用。
2.3门禁系统工作原理
门禁系统采用了RFID射频识别技术，射频技术也就是自动识别技术，利用射频的方式进行非接触双向接触通信，已达到识别目的并交换数据。RFID应用领域非常广泛单单在安全门控领域就可以应用在小区、校园、楼宇企业等室内外安全通道。
该门禁系统由AT89C52单片机，最小系统模块、LCD1602液晶显示模块、密码识别模块、射频识别模块、继电器驱动模块组成。射频设别由***和IC卡组成。在需要设置门禁装置的通道
接触式IC卡 EEPROM 大 电擦写 好 慢 接触 长 较高 不能 非接触式IC卡 EEPROM 大 无线通信 好 很快 远 很长 较高 能 本系统最终决定采用非接触式IC卡。
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安装该系统，设置可通过门禁装置的权限。当拥有该权限的IC卡被使用时，接收解读器发出射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息，解读器读取信息并解码后，送至单片机控制器，单片机对信息进行权限对比。通过对比后，单片机启动蜂鸣器，然后在LCD显示屏上显示单片机给出的命令，并执行该操作。如果用户丢失IC卡或者忘记携带时，可通过备用密码锁实现。该系统应用范围广、操作简单灵活、对人员管理性强（可储存出入人员信息）、安全性高、安装调试简单、使用费用底等等。
系统组成的框图如下：
读卡器 密码锁 图1-1 门禁系统结构图 蜂鸣器以 2.4门禁系统的特点 （1）功能全面 门禁系统采用双重控制，主控使用射频识别控制，在特殊情况下采用备用密码锁控制。不会在时间上对用户产生影响。
（2）应用广泛，使用方便
在多个领域都可以使用，也可以使用该系统做不同的应用及管理。操作简单，可以一卡多用，用户携带便捷。 （3）抗干扰和抗污染能力强 显示 依赖射频传输的电磁信号不宜干扰，转换成的数字式电信号基本不会被干扰。而且RFID对水、油和化学品等物质具有很强的抵抗性。
（4）数据的记忆量大，安全性强
由于采用RFID技术，使用RC522。它的最大内容是*****。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。而且RFID承载的是电子试信息，其数据内容由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。很好保护用户的信息。
（5）使用寿命长，成本低
安装调试简单，成本低，原件不宜损坏，维护方便。 2.5门禁系统设计功能
本设计为FRID射频识别与密码锁双重控制的门禁系统。该系统可实现功能：当人们刷卡时，如果该卡权限得到允许，液晶显示模块显示卡号，同时继电器工作指示灯亮，表示门锁打开。当该卡没有此门禁权限或者是非法卡时，蜂鸣器警报，表示门锁不开。当人们通过密码锁输入密码时，如果密码正确，即继电器工作指示灯亮，表示门锁打开。当密码错误时，蜂鸣器警报，表示门锁不开。
及指示灯 门控 门锁 AT89C52
