單片機(jī)中宿舍門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

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摘要：本文主要以校園一卡通為基礎(chǔ)，針對(duì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，研究了基于單片機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);宿舍;門禁系統(tǒng);設(shè)計(jì)

門禁系統(tǒng)其實(shí)就是一種管理和控制系統(tǒng)，即使用數(shù)字化的方式管理人員進(jìn)出的系統(tǒng)。如今在全國(guó)甚至全世界范圍內(nèi)最為流行的就是非接觸IC卡門禁系統(tǒng)，尤其是它所具有的讀寫靈活、便捷和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大的用戶和系統(tǒng)集成商的歡迎。

1總體設(shè)計(jì)方案

使用非接觸式IC卡之前，需要系統(tǒng)的管理員在IC卡芯片用利用讀寫器將用戶的信息以及權(quán)限寫入其中，用戶在使用IC卡靠近讀寫器的時(shí)候，才能夠讀取到用戶的信息和權(quán)限，在身份經(jīng)過(guò)單片機(jī)的認(rèn)證后，就能夠開啟大門，而如果門鎖禁閉，則可以將錯(cuò)誤的原因顯示出來(lái)，供管理人員及時(shí)地糾正，另外，該系統(tǒng)還能夠存儲(chǔ)用戶的身份信息，便于今后的隨時(shí)備查。當(dāng)用戶刷卡時(shí)，蜂鳴器就會(huì)響一下，如果該卡權(quán)限得到了允許，卡號(hào)就會(huì)在顯示木塊顯示出來(lái)，同時(shí)門鎖打開、指示燈亮起，當(dāng)用戶進(jìn)入后，門就會(huì)關(guān)閉，指示燈也熄滅，為了確保用戶的使用，還可以配備相應(yīng)的密碼設(shè)備，當(dāng)用戶輸入正確的密碼時(shí)，門鎖也會(huì)打開。另外，系統(tǒng)還設(shè)置了權(quán)限判斷功能，只有合法卡才能夠顯示卡號(hào)，并打開門鎖，在延時(shí)時(shí)間過(guò)后，則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，如果是非法卡，不僅不會(huì)顯示卡號(hào)，門鎖也不會(huì)打開。

2門禁系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)的總體模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要使用的是單片機(jī)控制系統(tǒng)，主要模塊包括了CC2530微控制器、RC523讀寫卡芯片、DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、門鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音報(bào)警模塊和液晶顯示器等模塊。當(dāng)用戶刷卡時(shí)卡號(hào)和刷卡時(shí)間就會(huì)顯示在液晶顯示器上，只要是合法卡號(hào)就能夠使控制器打開門鎖，否則就會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警來(lái)提示用戶。

2.2讀寫卡模塊

本門禁系統(tǒng)中，讀寫模塊主要使用的是NXP公司的MFRC523讀寫卡芯片，所使用的非接觸式IC卡則是Philips公司所生產(chǎn)的Mifare，又被稱之為M1卡。MFRC523讀寫卡被廣泛地運(yùn)用于13.56MHz非接觸式的通信中，不僅是一個(gè)高集成的讀寫器，還支持ISO、IEC14443A和MIFARE等模式，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

2.3門鎖機(jī)電驅(qū)動(dòng)模塊

在該模塊中，所使用的是L9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片主要用來(lái)控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，是一種兩通道推挽式的專業(yè)化集成電路器件，有著放大功率的作用，在保險(xiǎn)柜、玩具汽車、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及管理開關(guān)電路等電路上都有著廣泛的應(yīng)用。

2.4語(yǔ)音報(bào)警模塊

這一模塊中的語(yǔ)音芯片使用的是ISD2500系列中的ISD2560，這一芯片所使用的是專利技術(shù)，能夠在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中進(jìn)行模擬量數(shù)據(jù)的直接存儲(chǔ)，內(nèi)部所使用的不是擴(kuò)展存儲(chǔ)器，而是有著大容量特征的EEPROM，能夠?qū)⒄Z(yǔ)音表現(xiàn)地更加真實(shí)和自然，給用戶更好的語(yǔ)音體驗(yàn)。

2.5實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

該模塊所使用的是DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，該芯片是由美國(guó)的DALLAS公司所推出的，具有低功耗的有點(diǎn)，不僅可以記錄年、月、日、時(shí)、分、周，還可以對(duì)秒進(jìn)行及時(shí)，甚至有著記錄閏年補(bǔ)償?shù)榷鄻踊墓δ?，只需要保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就能夠在液晶顯示器上顯示時(shí)間。

3門禁系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1傳輸程序

向傳輸模塊發(fā)送和接收信息功能的主要是計(jì)算機(jī)，如門鎖的認(rèn)證信息，因此在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸程序的時(shí)候要將其分為上位機(jī)和下位機(jī)程序。其中上位機(jī)的計(jì)算機(jī)主要管理中心控制，承擔(dān)著接受下位機(jī)中用戶卡號(hào)、進(jìn)出時(shí)間以及卡號(hào)認(rèn)證等功能，通過(guò)上位機(jī)能夠判斷用戶是否具有進(jìn)入宿舍的資格，而認(rèn)證的結(jié)果就會(huì)傳輸給下位機(jī)。下位機(jī)就是門鎖讀寫器，主要由單片機(jī)控制，主要承擔(dān)著將所讀到的用戶IC卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的職責(zé)。因此在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，上位機(jī)部分可以使用Windows系統(tǒng)作為平臺(tái)，并配合微軟公司的ActiveX空間，就能夠有效完成數(shù)據(jù)的傳輸。而下位機(jī)的單片機(jī)則可以使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫，在提供相應(yīng)的串口就能夠通過(guò)單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的傳輸功能。

3.2存儲(chǔ)程序

為了能夠使存儲(chǔ)用戶更加方便地進(jìn)出大門，以及便于管理員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢等工作，存儲(chǔ)程序可以使用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編寫，最好能夠具備自動(dòng)更新功能。

3.3主程序

非接觸式IC卡宿舍門禁系統(tǒng)的核心部門就是主程序，一般都是使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫的，不僅能夠讀入、搜尋和判斷用戶IC卡的信息，還能夠依據(jù)分析出的結(jié)果完成開門或顯示開門等信息。

4結(jié)語(yǔ)

本文中所介紹的基于單片機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果在宿舍門禁的管理系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠有效改善人工宿舍管理中的問(wèn)題，還能夠使各項(xiàng)考勤管理工作變得更加便捷，能夠有效促進(jìn)宿舍門禁管理系統(tǒng)的完善。

參考文獻(xiàn)：

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作者:劉志強(qiáng) 單位:江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院