智能卡门禁系统设计.doc

智能卡门禁系统设计 1 设计要求 智能卡的应用并不是简单的读写卡操作，而是一个综合性的工程项目。它不仅包括卡和读写模块的选择，还涉及到读写模块的控制、数据的传输、数据的处理和存储；既需要有硬件应用的知识、也还必须具有软件方面的能力。下面我们以一个完整的应用系统为例，详细地描述了各组成部分的设计要求、完成的功能及具体的实现方法。 智能卡门禁系统设计任务： 智能卡门禁系统——门禁机模块的设计 （1） 非接触式IC卡读写头部分 主要内容：读头部分采用非接触智能卡读写模块，由读卡器读入数据并加以保存，智能卡按常规要具有加密和数据分区存储功能，读写头的读写距离在5-10厘米左右，必须具有掉电保护、精确时间记时和显示，3K—5K的临时数据存储。 （2） 门禁机主控模块 主要内容：智能门禁机主控模块是智能门禁机系统的核心部分，主要包括MCU、键盘、显示、电子时钟、外部数据存储器及掉电保护和看门狗电路，有精确时间记时和显示。 2． 智能卡门禁系统——系统管理模块的设计 （1） 系统管理主控模块设计 主要内容：设计门禁上层软件的主控模块，其主要实现的功能是最高权限卡对管理员和一般用户发卡，管理员对一般用户发卡。能对丢失的卡进行挂失，对找回的卡进行解挂，同时还要具备查找功能。 （2） 系统管理的数据库管理软件设计 主要内容：运用高级语言编程，制作数据库管理软件。采集下位机的数据并保存，然后管理采集到的数据，具有采集、数据更新、查询统计和报表的打印功能 3． 智能卡门禁系统——数据传输模块的设计 主要内容：完成中央控制电脑与门禁读写器之间的数据传输协议的设计，能实现主、从机的双向数据传输及一对一、一对多的数据传输。 2 总体方案 根据设计要求，整个智能卡门禁系统分为三大部分：其一是读写器部分，包括MCU、复位电路、时钟电路、显示电路、键盘、数据存储等主控模块及非接触IC卡读写模块和电锁驱动部分；其二是中央控制电脑的软件管理系统模块；其三是中央控制电脑与读写器之间的数据传输模块。其总体方案见图5.1。 图1 非接触式IC卡门禁系统框图 3 非接触式IC卡门禁机的设计 系统采用Philips公司的非接触智能IC卡Mifare 1卡，以M1卡作为用户卡，以用户卡的序列号SN（全球唯一）为依据控制门的开启。因为它是一个高频卡（工作频率为13.5MHZ），有较强的抗干扰能力、读写距离远（5MM—10MM）。 首先,在发卡系统（中央控制PC机）里把用户的卡号及个人信息输入系统数据库，并将该卡号作为合法卡号下载给所有门禁机。当有一张M1卡在门禁机的有效工作范围内时,系统会自动向卡发出命令,卡接收到命令后向门禁机反馈其SN, 门禁机判断收到的卡号是否合法，合法则驱动电磁门锁开门，并实时上传其开门记录；如果是非法卡（未经授权或已挂失的卡）则拒绝开门并上传报警信息。只有最高授权者（掌握授权密码）才可以发管理员卡，管理员必须用管理员卡方可登录发卡系统进行发卡/下传合法卡号、挂失、解挂、下传黑名单等操作。 附录二 门禁机硬件原理图 由于采用了Philips公司的非接触式Mifare 1卡，所以卡的读写模块也采用了以Philips公司必威体育精装版推出的Mifare读写芯片MF RC500为核心开发的ZLG500A读写模块。 门禁机模块的硬件原理图见附录二。 通过AT89C52对ZLG500A的控制达到对卡的读写。系统结构简单,成本较低且具有信息量大和安全必威体育官网网址性好等特点。外围配有RS232转RS485接口能与PC机互连成网络，可以完成读卡、显示卡号和出入时间、身份识别、开锁以及保存和上传出入记录、下载黑名单、设置开门权限等功能。 门禁机模块的主控软件主要完成门禁机模块的初始化、卡的识别、开启门锁及保存有关数据和数据的传输等五大功能。其总体工作流程如图5.2所示： 图3 非接触式IC卡门禁机总体工作流程 在完成整个门禁机模块的设计和制作前， 首先必须明确非接触式IC卡读写模块的功能特性、接口规范和控制方式。本系统选用MIFARE 1卡作为门禁钥匙，相应地，选用广州周立功公司的ZLG500A读写模块作为卡与门禁机交换数据的接口模块。 ZLG500A读写模块特性 1）功能特性 图5.3为ZLG500A非接触式IC卡读写模块，该模块采用必威体育精装版PHILIPS高集成ISO14443读卡芯片—MF RC500，能读写RC500内EEPROM，提供三线SPI接口，并具有控制线输出口，能与任何MCU接口。此外，该模块四层电路板设计，双面表贴，EMC性能优良；并自带无源蜂鸣器信号输出，能用软件控制输出频率及持续时间。 J1 J2