單片機中宿舍門禁系統設計探究

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摘要：本文主要以校園一卡通為基礎，針對硬件系統設計和軟件系統設計，研究了基于單片機的宿舍門禁系統設計。

關鍵詞：單片機;宿舍;門禁系統;設計

門禁系統其實就是一種管理和控制系統，即使用數字化的方式管理人員進出的系統。如今在全國甚至全世界范圍內最為流行的就是非接觸IC卡門禁系統，尤其是它所具有的讀寫靈活、便捷和適應性強等優點，受到了廣大的用戶和系統集成商的歡迎。

1總體設計方案

使用非接觸式IC卡之前，需要系統的管理員在IC卡芯片用利用讀寫器將用戶的信息以及權限寫入其中，用戶在使用IC卡靠近讀寫器的時候，才能夠讀取到用戶的信息和權限，在身份經過單片機的認證后，就能夠開啟大門，而如果門鎖禁閉，則可以將錯誤的原因顯示出來，供管理人員及時地糾正，另外，該系統還能夠存儲用戶的身份信息，便于今后的隨時備查。當用戶刷卡時，蜂鳴器就會響一下，如果該卡權限得到了允許，卡號就會在顯示木塊顯示出來，同時門鎖打開、指示燈亮起，當用戶進入后，門就會關閉，指示燈也熄滅，為了確保用戶的使用，還可以配備相應的密碼設備，當用戶輸入正確的密碼時，門鎖也會打開。另外，系統還設置了權限判斷功能，只有合法卡才能夠顯示卡號，并打開門鎖，在延時時間過后，則會自動關閉，如果是非法卡，不僅不會顯示卡號，門鎖也不會打開。

2門禁系統的硬件設計

2.1系統的總體模塊設計

該系統主要使用的是單片機控制系統，主要模塊包括了CC2530微控制器、RC523讀寫卡芯片、DS1302實時時鐘芯片、門鎖電機驅動模塊、語音報警模塊和液晶顯示器等模塊。當用戶刷卡時卡號和刷卡時間就會顯示在液晶顯示器上，只要是合法卡號就能夠使控制器打開門鎖，否則就會出現語音報警來提示用戶。

2.2讀寫卡模塊

本門禁系統中，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公司所生產的Mifare，又被稱之為M1卡。MFRC523讀寫卡被廣泛地運用于13.56MHz非接觸式的通信中，不僅是一個高集成的讀寫器，還支持ISO、IEC14443A和MIFARE等模式，具有很強的優勢。

2.3門鎖機電驅動模塊

在該模塊中，所使用的是L9110電機驅動芯片，該芯片主要用來控制和驅動電機，是一種兩通道推挽式的專業化集成電路器件，有著放大功率的作用，在保險柜、玩具汽車、步進電機驅動以及管理開關電路等電路上都有著廣泛的應用。

2.4語音報警模塊

這一模塊中的語音芯片使用的是ISD2500系列中的ISD2560，這一芯片所使用的是專利技術，能夠在半導體存儲器中進行模擬量數據的直接存儲，內部所使用的不是擴展存儲器，而是有著大容量特征的EEPROM，能夠將語音表現地更加真實和自然，給用戶更好的語音體驗。

2.5實時時鐘模塊

該模塊所使用的是DS1302實時時鐘芯片，該芯片是由美國的DALLAS公司所推出的，具有低功耗的有點，不僅可以記錄年、月、日、時、分、周，還可以對秒進行及時，甚至有著記錄閏年補償等多樣化的功能，只需要保持系統的正常運行，就能夠在液晶顯示器上顯示時間。

3門禁系統的軟件設計

3.1傳輸程序

向傳輸模塊發送和接收信息功能的主要是計算機，如門鎖的認證信息，因此在設計數據傳輸程序的時候要將其分為上位機和下位機程序。其中上位機的計算機主要管理中心控制，承擔著接受下位機中用戶卡號、進出時間以及卡號認證等功能，通過上位機能夠判斷用戶是否具有進入宿舍的資格，而認證的結果就會傳輸給下位機。下位機就是門鎖讀寫器，主要由單片機控制，主要承擔著將所讀到的用戶IC卡數據傳輸到上位機的職責。因此在進行系統設計的時候，上位機部分可以使用Windows系統作為平臺，并配合微軟公司的ActiveX空間，就能夠有效完成數據的傳輸。而下位機的單片機則可以使用C語言進行編寫，在提供相應的串口就能夠通過單片機完成數據的傳輸功能。

3.2存儲程序

為了能夠使存儲用戶更加方便地進出大門，以及便于管理員進行統計、查詢等工作，存儲程序可以使用高級語言進行編寫，最好能夠具備自動更新功能。

3.3主程序

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

4結語

本文中所介紹的基于單片機的宿舍門禁系統設計，如果在宿舍門禁的管理系統中進行應用，不僅能夠有效改善人工宿舍管理中的問題，還能夠使各項考勤管理工作變得更加便捷，能夠有效促進宿舍門禁管理系統的完善。

參考文獻：

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［2］焦嬌，姜浩軍.基于單片機的無線電通信技術分析［J］.科技創新與應用，2016（7）:79.

作者:劉志強 單位:江西工業工程職業技術學院