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基于Arduino开发平台的学生宿舍门禁系统设计

韩改宁;韩丽娜;张清文

【摘要】从学生宿舍的财产安全和人员安全管理的角度考虑,开发一款可为学生提

供有效的安全保障的门禁管理系统.本设计以Arduino单片机为开发平台,射频模块

读取IC卡信息,识别后通过Arduino平台控制安装在门锁上的舵机打开门锁,并通

过LCD显示模块显示门禁系统的各个状态信息.通过实验验证,该系统能识别有权限

的IC卡,在刷卡时可以开启门锁的功能,操作使用方便、成本低、安全性高.

【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》

【年(卷),期】2016(016)009

【总页数】5页(P64-68)

【关键词】门禁系统;Arduino;射频模块;舵机模块;IC卡

【作者】韩改宁;韩丽娜;张清文

【作者单位】咸阳师范学院计算机学院,咸阳712000;咸阳师范学院计算机学院,咸

阳712000;咸阳师范学院计算机学院,咸阳712000

【正文语种】中文

【中图分类】TP39.1

门禁系统（EntranceGuard/AccessControlSystem）又称出入管理控制系统，

是在传统的门锁基础上发展而来的对出入口通道进行管制的系统，用于管理人员的

进出，限制未经授权者进出特定区域，从而提供有效的安全保障，还可根据实际需

要来查询相关的出入或操作记录［1］。

现在的校园开放，越来越社会化，校园案件急剧上升，高校宿舍学生众多，门多不

易管理，学生经常忘带钥匙，常出现盗窃伤害等事件［2］。近几年，我国社会经

济的发展和居民收入水平得到了很大的提高，宿舍安全已成为学生生活的重要内容，

学生迫切需要一个具有安全可靠，并且可以方便快捷的门禁系统，利用这个系统使

得宿舍开锁更加方便，同时为了适应信息时代的需要，保证学校公寓内部的安全性，

满足学生的需求，门禁系统应运而生［3］。门禁系统集电脑技术、电子技术、机

械技术、和射频识别技术于一体，使卡与锁之间实现完整“对话”功能，以智能卡

来控制门锁的开启，开创了门禁管理的新概念，它不仅给管理者提供了更安全、更

快捷、更自动化的管理模式，而且也给使用者带来了极大的方便。

基于Arduino单片机的学生宿舍门禁系统采用ArduinoUNOR3作为控制器，选

用MFRC522射频模块作为非接触式IC卡读卡器，舵机作为动力驱动装置，

LCD1602作为显示模块，移动电源作为供电装置。系统总体框图如图1所示。

（1）射频模块

射频模块采用的是MFRC522，它是13.56MHz的一种高度集成的可以读/写的进

行非接触通信的模块，该模块支持ISO14443A协议［4］。该MFRC522的内部

发射器部分的设计能够驱动一个读/写器天线，无需额外有源电路与ISO/IEC卡和

应答器进行通信。当IC卡进入到读卡器读卡范围时，读卡器读取卡序列号，将其

传给控制器和录入系统的卡号进行对比［13］。

（2）舵机模块

舵机就是一个伺服马达，其内部有一个微型的直流电机，为马达提供动力；还有一

个变速的齿轮组，齿轮组来带动舵机臂的转动，本实验中舵机的作用是用来接受命

令后驱动门锁，达到开锁的作用。

（3）电源模块

将室压220V的电压转化为开发板可用的5V电压，从而用来给所需的硬件设备

提供电力。

（4）显示模块

显示模块选择了字符式LCD显示器1602，该显示器的显示容量是16×2个字符，

用来接收单片机发送的数据信息，根据相应的IC卡卡号信息、开门提示信息等，

进行下一步的操作。

（5）门禁lC卡

许可证其实就是有权限的IC卡，当出现没有权限的IC卡时，系统将不能启动舵机，

只有授权过的卡才可以开启门锁。

基于Arduino开发板的宿舍门禁系统的电路包含了以下几类：射频模块信息采集

电路、LCD1602显示电路、舵机驱动电路。硬件系统的总体结构图如图2所示。

2.1元器件的选择

（1）主控模块—ArduinoUNOR3

ArduinoUNOR3是ArduinoUSB系列的必威体育精装版产品。UNO的核心处理器是

ATmega328，ArduinoUNO拥有数字输入/输出口共14个，存储区包括片上

32KBFlash（其中0