一款基于89C51 单片机实现的非接触式IC 卡门禁系统

2014-01-03杨旭方

电子测试 2014年8期

杨旭方

（广东省电子信息技工学校，广东广州，540450）

0 引言

为确保财产和人身安全，许多企事业单位都要对进出人员进行身份认证，传统身份认证主要通过人工登记有效证件进行，但这种身份认证方式不仅存在工作量大、数据繁多、不易保存等缺点，而且证件容易造假，给身份认证工作带来诸多不便。为此，各研究机构都在探索新的身份认证方式，目前，我国比较流行的有指纹和非接触式IC 卡两种身份认证方式，由于非接触IC 卡门禁系统具有安全性好、存储量大、核对方便、非接触预防交叉感染等优点得到了广泛应用。

1 系统设计方案

在使用非接触式IC 卡前，系统管理员首先通过读写器将用户信息和权限写入用户的IC 卡芯片中，当用户需要进出单位大门时，用户将IC 卡移近读写器，然后读写器将读入的用户信息及权限送到单片机进行身份认证，若身份正确且满足权限，则启动门锁开门，否则，门锁紧闭，并显示错误原因，同时，将身份认证信息保存，以供随时备查。系统设计方案如图1 所示。

图1 非接触式IC 卡门禁系统设计方案

2 系统硬件设计

非接触式IC 卡门禁系统主要由读写器、数据传输模块和门禁管理模块三部分组成，如图2 所示。其中，读写器主要完成IC卡的读/写、身份认证、开/关门以及相关信息的设置、显示等功能；数据传输模块主要完成计算机与读写器之间的通信任务，并即时记录人员进出情况；门禁管理模块主要是通过计算机完成信息的存储以及门禁相关远程管理管理等功能。

图2 非接触式IC 卡门禁系统硬件设计

读写器是整个系统的核心部分，主要由89C51 主控模块、液晶显示、键盘、门锁驱动、读写模块MF RC531 和IC 卡组成。开门时，IC 卡用户信息和权限通过收发天线送给89C51 单片机，经单片机核对后控制门锁开或关，同时将核对后的信息通过传输模块送到计算机门进行存储、登记等处理，方便相关人员核对。

读写器头部分采用非接触式IC 卡读写模块MF RC531，支持非接触式高速通信模式，读写距离约100mm，并具有调电保护、自动检测并行接口类型、高集成度调制解调等功能，是一种比较理想的非接触式IC 卡读写模块，其内部功能框图如图3 所示。

液晶显示主要用于显示门锁开关状态信息以及用户操作提示信息，键盘主要用于用户输入开门密码和管理员设置门锁的开关密码，门锁驱动是将门锁开关信号进行放大，以便驱动电机开或关大门，出门按钮主要用于单位内人员外出时开门使用。

图3 非接触式IC 卡读写模块MF RC531 内部功能框图

3 系统软件设计

非接触式IC 卡门禁系统软件主要包括数据传输程序、数据存储程序和主程序三部分。

3.1 数据传输程序

计算机通过传输模块发送和接收门锁认证信息，数据传输程序分为上位机程序和下位机程序。上位机是由管理中心控制的计算机，其主要功能是接受下位机的数据，如用户卡号、进出时间，并对用户卡号进行认证，确定其是否具备进入单位的资格，并将认证结果返回给下位机。下位机则是由单片机控制的门锁读写器，其任务是将读到的卡数据传输到上位机。

在设计时，上位机以Windows 系统为平台，采用微软公司提供的ActiveX控件实现数据传输功能。下位机采用89C51单片机，采用C 语言编写，通过单片机提供的串口完成数据传输任务。