基于單片機控制的RFID門禁系統設計

廣州城建職業學院 機電工程學院 苗振騰

隨著智能家居快速的滲透到人們日常生活中，門禁系統作為樓宇建筑安全保障的首要防線，對其功能的穩定性、操作的智能化、應用的安全性等性能也提出了很高的要求。本文根據以上各種需求，結合當前自動化控制的主流技術，提出了一種采用單片機為主控芯片，利用RFID技術（無線射頻識別通信技術），滿足了門禁系統的多方面需求，實現了門禁系統的智能化應用。該門禁系統電路工作穩定、集成度高，調試方便，測試精度高，具有良好的實用價值。

引言：隨著信息化技術的不斷發展，智能家居得到了廣泛應用，門禁系統作為智能家居的重要組成部分，對人們的安全居住起到了重要的保障作用。

本文通過分析RFID門禁系統的功能要求，結合自動控制技術、單片機技術及傳感器技術，為RFID門禁系統的實現設計了可靠的技術方案，實現了性能穩定可靠的智能化門禁系統。本設計利用FM1702高頻讀卡模塊和51單片機，配合若干傳感器，實現了本系統的電路設計。

1 系統框架

本設計硬件結構主要由單片機接口電路、FM1702高頻讀卡模塊、繼電器模塊、LCD液晶顯示電路、報警器控制電路組成。單片機是整體硬件電路的控制核心，對各個功能電路實現智能控制。根據功能需求，各功能電路在獨立運行，互不干擾的前提下，能實現信息互通。系統總體結構框架如圖1所示。

圖1 電路結構框架

2 硬件電路

本系統的控制核心電路為單片機接口電路，主要由電源電路、8位單片機STC89C52芯片、復位電路、晶振電路構成。下面介紹系統的主要外圍控制電路。

圖2 讀卡器模塊電路圖

圖3 讀卡器與單片機連接電路圖

2.1 FM1702高頻讀卡器模塊

本設計選用的FM1702高頻讀卡器模塊，具有工作穩定、易嵌入其他模塊、功耗低等優點。將本模塊設置為記錄卡模式時，若IC卡靠近FM1702讀卡器，FM1702讀卡器就會將卡的信息讀取，然后將信息整合，發送給單片機系統進行相應控制操作，記錄完卡信息后，若按下復位鍵，再次將某張卡靠近FM1702讀卡器，FM1702會將讀取卡的信息整合并發送給單片機，單片機系統對卡的信息是否正確進行判斷。本模塊工作電路如圖2和圖3所示。

2.2 LCD液晶顯示電路

本電路采用LCD1602輸出顯示信息。本芯片具有體積小、功耗低、顯示內容豐富等優點，不需要外加驅動電路。本電路采用字符型顯示方法實現信息顯示，通過按鍵對單片機系統控制，液晶顯示器能夠顯示刷卡、讀卡、記錄卡、清除卡信息、清除成功等功能確認提示，當進行卡的身份確認時，會顯示close，open，以表示身份正確或錯誤。本模塊電路利用單片機的P0口與LCD1602進行電路連接，實現信息傳送。

2.3 AT204C02注冊卡電路

AT24C02是低電壓工作的2K位串行電可擦除制度存儲器，內部組織為256個字節，當選擇記錄卡模式時，將卡靠近FM1702讀卡器，單片機會將卡的信息發送給AT204C02，AT204C02會將信息存儲起來。當選擇清除模式時，若按下清除鍵，單片機會發送清除信號給AT204C02，AT204C就會將已存的卡的序列號、容量等相關信息清除掉，然后再發送信息給單片機，單片機顯示清除成功。

2.4 其他功能電路

本系統還設計開發了繼電器模塊電路和報警器模塊電路。在記錄了卡的信息后，按下復位鍵，再一次將卡靠近FM1702讀卡器時，若卡的序列號正確，則繼電器動作，LED發光，表示門以開啟，否則，繼電器將不動作，LED不發光。在記錄卡片信息的工作模式下，若將卡片靠近FM1702讀卡器時，蜂鳴器會發出響聲，表示記錄成功。記錄卡片信息后，按下復位鍵，再一次將卡靠近FM1702時，蜂鳴器會發出響聲表示身份正確。

3 軟件開發

本設計的軟件開發由初始化、讀卡器處理模塊、LCD液晶顯示模塊、報警器模塊、LED 顯示模塊構成。在接通電源后，系統不停的檢測FM1702走位是否有可識別的IC卡，若有，讀卡器就會讀取卡片信息，并傳送信息給單片機，控制讀卡器采集數據，根據不同的工作模式，對IC卡進行注冊和識別，根據識別結果，配合相應的繼電器與蜂鳴器的動作，以實現門禁系統的限行功能。

參考：王靜霞，單片機應用技術（C語言版）：電子工業出版社，2014；戴上舉，刪繁就簡單片機入門到精通：北京航空航天大學出版社，2011； 范紅剛，魏學海，51單片機自學筆記：北京航空航天大學出版社，2010。