智能门禁系统的设计研究

李雁星 苏彩玉 郑立聪 雷渊

[摘 要]当代科技迅速的发展，科技也走进寻常百姓家，与老百姓的生活密不可分。市场上有关智能门禁系统较为繁多庞杂，成本不一。介绍一种智能门禁系统的设计，以STM32作为控制的核心，用RFID进行识别，可以实现门禁的智能控制，为公司的考勤记录数据。

[关键词]智能门禁;RFID;非接触式

随着智能化的浪潮越来越深入教学环境中，教室相关的教学设备越来越多，安全问题、学生管理等等问题，可以通过很好地使用智能设备来解决。本文主要介绍一种教室智能门禁系统的设计，通过智能化的设备代替传统的门锁。本系统具有以下特性：安全性、成本低、操作简便等等特点。

一、系统组成及原理

门禁系统，主要用于管理出入教室的人员的管理系统，可以控制人员在规定的时间内，是否出入教室，并且对出入进行数据记录。当前，一些常用的智能门禁系统多为非接触感应，有虹膜扫描、指纹识别、面部识别、声波识别等各种技术，这些系统有很多要不是成本较高，要不是技术复杂，总之，因各种要素，导致技术普及受到阻碍。本文采用的是一种STM32作为技术的控制核心，通过射频卡的技术方式，外部是由按键控制电路、报警指示电路、电机驱动电路、显示电路等等组成。

笔者对门禁系统的组成部分进行一一的介绍，门禁系统主要的组成有以下几个部分：单片机、蜂鸣器、指示灯、按键控制单元、电机驱动模块、存储模块、读卡模块、显示模块和无线通讯模块等。智能门禁系统的工作原理是当射频卡对接受设备刷卡，系统进行识别，数据库调取信息，发现用户为合法，系统屏幕会显示出卡号相应的信息，然后指示灯亮起，蜂鸣器发出“滴滴”的声音，同时电动驱动将门打开;当非法的卡进行刷卡，系统会提示无效，电动机不发生任何动作。如果持卡人多次尝试刷卡，蜂鸣器会发出警报声，系统管理员可以对一些临时卡进行权限设置，系统可以设定密码，作为辅助。

二、系统硬件设计

智能门禁系统采用的是STM32F103R8T6微控制器作为控制核心，STM32F103R8T6芯片是一款非常常用的控制器，频率高达72Mhz，程序存储器为FLASH，程序储存器的容量大小为64KB，RAM容量20KB，可以对电动机进行驱动和对应用进行控制，医疗设备、游戏等等都适用。

读卡模块选择MFRC522，是一款应用于13.56MHz非接触式高集成度读写卡芯片，用于信息的读写和对数据进行判断，有显著的优点——低电压、低成本、体积小。此类芯片被广泛地应用在便携式手持设备研发中，射频卡采用的是NXP的非接触智能卡MIFARES50，这类的射频卡也是较常应用的，存储容量1KB，工作频率为13.56Mhz。

电动驱动的芯片使用的是L9110H，使用5V的电压来驱动电动机工作，额定工作电流是1A，最高可达1.5A。L9110H用的是单独的电源进行供电，VSS工作的电压稳定在4.5V-36V之间，可以实现对电动机的直接控制，不用将电路进行隔绝。

AT2AT4C02芯片作为存储的单元，对信息的记录和管理可以用射频卡来实现，内部是一个2K位串行CMOSE2PROM，内部含有256个8位字节。该器件进行操作活动时，需要通过ICC接口。上述介绍了门禁系统还有一个非常重要的部分就是蜂鸣器，蜂鸣器用来预警，LED指示灯可以显示出门禁系统的状态，可以通过使用4*4矩阵键盘来对输入进行一些设置。LCD1602用来显示当前的门锁开启或者关闭，对整个过程展开监控。

三、系统软件设计

系统软件设计，主要包括主程序单元、读卡子程序、显示子程序、存储子程序、延时子程序、用户管理和中断子程序等。系统打开后，我们手持射频卡与读卡器贴合在一起，读卡器将信息显示出来，然后程序对用户的权限进行判断：如果符合数据库存储的数据，显示信息合法，驱动电动机转动，门锁会自动打开，蜂鸣器语音提示“可以进入”;若信息是非法的，电动机则不会发生任何作用，提示拒絕进入。当射频卡与读卡器贴合在一起时，无论信息合法不合法，蜂鸣器都会发出响声，并给出提示声。当需要给新的成员赋予权限时，可以通过键盘进入到内部的管理系统，通过键盘对管理系统的数据进行添加，对某用户设定权限的到期日期。对短期的人员设置小的日期，门禁系统也可以通过密码来进行开锁，学生登录的信息可以作为考勤的记录，作为考核的依据。

当前，很多教室仍旧使用的是普通锁，导致教室安全无法得到有效的保证。本系统采用的是非接触式的IC卡，智能门禁系统有非常多的优势，可以很好地替代机械锁。本系统主要是以刷卡方式作为主要的出入方式，通过密码对其辅助，还有声音和LED的提醒，可以说方便、简单，在生活中具有非常强的应用场景。

参考文献：

[1] 谢朝臣，邹传云，徐利.无芯射频标签编码方式研究[J].电子技术应用，2012（9）.

[2] 蒋清风，陈惠欢，郑建立，等.基于门禁的高校开放式实验教学管理系统[J].计算机系统应用，2013（3）：12.

[作者单位]

南宁学院信息工程学院

（编辑：司楠）