數(shù)字化家庭門禁系統(tǒng)的開發(fā)

摘 要：隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，門禁系統(tǒng)必將成為數(shù)字化家庭的一個重要的組成部分。本文旨在根據(jù)開發(fā)一套適用于數(shù)字化家庭的門禁系統(tǒng)。該系統(tǒng)非接觸式射頻標(biāo)簽采用NXP的Mifare S50技術(shù)，閱讀器由配套的ASIC和微控制器構(gòu)成，合法用戶的開門時間和卡號信息保存在EXCEL表格中，用戶隨時可以查詢最近一年內(nèi)的刷卡信息或其他軟件處理。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化家庭；門禁系統(tǒng)；閱讀器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.099

1 前言

門禁管理系統(tǒng)是針對住宅區(qū)域、辦公區(qū)域等出入口位置提供的專業(yè)的智能化管理系統(tǒng)，必須包含三大部分：識別系統(tǒng)、控制和管理系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)，具體包含控制器、讀卡器、電子鎖、發(fā)卡器、管理軟件、智能卡。目前，各種各樣的門禁管理信息系統(tǒng)已經(jīng)較為廣泛的用在公司、學(xué)校、部隊、圖書館、銀行等單位，隨著信息技術(shù)的進一步發(fā)展，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用將會更加普及，必將用在眾多的家庭，是數(shù)字化家庭的一個重要的組成部分。

2 方案論證

普通家庭里面需要管理的只有一個防盜門，所以本文的研究目標(biāo)是適用于單門的管理信息系統(tǒng)，包括非接觸式標(biāo)簽閱讀器、門鎖控制器、服務(wù)器上面運行的管理軟件、通信協(xié)議。本文研究的重點是標(biāo)簽閱讀器、管理軟件和通信協(xié)議，其中的管理軟件的功能是接受開門刷卡數(shù)據(jù)并判斷合法性、記錄刷卡時間、發(fā)送給閱讀器門鎖的開信號，使用戶隨時可以查詢最近一年內(nèi)的刷卡信息。至于電控鎖、射頻標(biāo)簽不是本文的研究內(nèi)容，需要購買，服務(wù)器就是數(shù)字化家庭原本的服務(wù)器就夠了。

3 總體方案設(shè)計

整個系統(tǒng)的組成如圖1所示。非接觸式射頻標(biāo)簽采用NXP的Mifare S50技術(shù)，閱讀器由配套的ASIC和微控制器構(gòu)成，這個微控制器既處理卡片通信，也處理計算機的通信，還負責(zé)門鎖的開關(guān)控制，閱讀器讀取的標(biāo)簽卡號送給數(shù)字家庭服務(wù)器上的管理軟件處理，計算機軟件存有合法用戶名單，通過比對合法用戶名單來決定是否下發(fā)開門指令，所有的開門時間和卡號信息保存在EXCEL表格中，供日后查詢或其他軟件處理。

4 硬件設(shè)計

Mifare 1 RFID讀寫器讀卡ASIC選用最常見的NXP MF RC500，它支持ISO14443A，和常見標(biāo)簽Mifare 1 S50空卡配套兼容，讀寫器可以實現(xiàn)尋卡、反碰撞、選卡、密碼的加載、讀操作、寫操作、塊操作、修改密碼等，這些功能可以通過上位機軟件來執(zhí)行。

硬件組成如圖2所示，具體電路有：控制器、人機界面、存儲器、指示器、通信接口、讀卡ASIC接口、天線、電源等。讀卡器的PCB圖如圖3所示。

5 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計的主要任務(wù)是實現(xiàn)單片機對MF RC500的讀寫操作，其余的軟件工作就是一般的單片機開發(fā)了，比如液晶顯示、按鍵掃描、串口通信等。

通常，單片機通過MF RC500讀寫數(shù)據(jù)要經(jīng)過尋卡、反碰撞、選卡、密碼的加載這幾個步驟，只有這些步驟成功執(zhí)行后，才可以進一步執(zhí)行某一扇區(qū)數(shù)據(jù)的讀操作、寫操作、塊操作等，操作流程如圖4所示。

6 產(chǎn)品特色

不可否認，隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化家庭的應(yīng)用肯定會不斷推廣，將普通的門禁管理系統(tǒng)應(yīng)用于家庭，需要根據(jù)家用系統(tǒng)的單門控制、刷卡頻率低、數(shù)據(jù)通信距離短、網(wǎng)絡(luò)拓撲較為簡單等特點做些調(diào)整。筆者開發(fā)的門禁系統(tǒng)讀卡協(xié)議使用ISO14443A，工作頻率為13.56MHz，工作電源為直流5V、200mA，讀卡距離為7cm，服務(wù)器側(cè)軟件可以記錄開門信息，特色之處在于在于將控制器和閱讀器的功能合二為一，簡化結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)和安裝維護成本。

參考文獻：

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課題：省級+江蘇省教育廳+數(shù)字化門禁系統(tǒng)的開發(fā)+CX-2013Y-06。

作者簡介：韓金燕（1980-），女 ，山東濟南人 ，工學(xué)碩士，講師，從事通信技術(shù)、移動通信技術(shù)研究。