基于单片机控制的RFID门禁系统设计

广州城建职业学院 机电工程学院 苗振腾

随着智能家居快速的渗透到人们日常生活中，门禁系统作为楼宇建筑安全保障的首要防线，对其功能的稳定性、操作的智能化、应用的安全性等性能也提出了很高的要求。本文根据以上各种需求，结合当前自动化控制的主流技术，提出了一种采用单片机为主控芯片，利用RFID技术（无线射频识别通信技术），满足了门禁系统的多方面需求，实现了门禁系统的智能化应用。该门禁系统电路工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有良好的实用价值。

引言：随着信息化技术的不断发展，智能家居得到了广泛应用，门禁系统作为智能家居的重要组成部分，对人们的安全居住起到了重要的保障作用。

本文通过分析RFID门禁系统的功能要求，结合自动控制技术、单片机技术及传感器技术，为RFID门禁系统的实现设计了可靠的技术方案，实现了性能稳定可靠的智能化门禁系统。本设计利用FM1702高频读卡模块和51单片机，配合若干传感器，实现了本系统的电路设计。

1 系统框架

本设计硬件结构主要由单片机接口电路、FM1702高频读卡模块、继电器模块、LCD液晶显示电路、报警器控制电路组成。单片机是整体硬件电路的控制核心，对各个功能电路实现智能控制。根据功能需求，各功能电路在独立运行，互不干扰的前提下，能实现信息互通。系统总体结构框架如图1所示。

图1 电路结构框架

2 硬件电路

本系统的控制核心电路为单片机接口电路，主要由电源电路、8位单片机STC89C52芯片、复位电路、晶振电路构成。下面介绍系统的主要外围控制电路。

图2 读卡器模块电路图

图3 读卡器与单片机连接电路图

2.1 FM1702高频读卡器模块

本设计选用的FM1702高频读卡器模块，具有工作稳定、易嵌入其他模块、功耗低等优点。将本模块设置为记录卡模式时，若IC卡靠近FM1702读卡器，FM1702读卡器就会将卡的信息读取，然后将信息整合，发送给单片机系统进行相应控制操作，记录完卡信息后，若按下复位键，再次将某张卡靠近FM1702读卡器，FM1702会将读取卡的信息整合并发送给单片机，单片机系统对卡的信息是否正确进行判断。本模块工作电路如图2和图3所示。

2.2 LCD液晶显示电路

本电路采用LCD1602输出显示信息。本芯片具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，不需要外加驱动电路。本电路采用字符型显示方法实现信息显示，通过按键对单片机系统控制，液晶显示器能够显示刷卡、读卡、记录卡、清除卡信息、清除成功等功能确认提示，当进行卡的身份确认时，会显示close，open，以表示身份正确或错误。本模块电路利用单片机的P0口与LCD1602进行电路连接，实现信息传送。

2.3 AT204C02注册卡电路

AT24C02是低电压工作的2K位串行电可擦除制度存储器，内部组织为256个字节，当选择记录卡模式时，将卡靠近FM1702读卡器，单片机会将卡的信息发送给AT204C02，AT204C02会将信息存储起来。当选择清除模式时，若按下清除键，单片机会发送清除信号给AT204C02，AT204C就会将已存的卡的序列号、容量等相关信息清除掉，然后再发送信息给单片机，单片机显示清除成功。

2.4 其他功能电路

本系统还设计开发了继电器模块电路和报警器模块电路。在记录了卡的信息后，按下复位键，再一次将卡靠近FM1702读卡器时，若卡的序列号正确，则继电器动作，LED发光，表示门以开启，否则，继电器将不动作，LED不发光。在记录卡片信息的工作模式下，若将卡片靠近FM1702读卡器时，蜂鸣器会发出响声，表示记录成功。记录卡片信息后，按下复位键，再一次将卡靠近FM1702时，蜂鸣器会发出响声表示身份正确。

3 软件开发

本设计的软件开发由初始化、读卡器处理模块、LCD液晶显示模块、报警器模块、LED 显示模块构成。在接通电源后，系统不停的检测FM1702走位是否有可识别的IC卡，若有，读卡器就会读取卡片信息，并传送信息给单片机，控制读卡器采集数据，根据不同的工作模式，对IC卡进行注册和识别，根据识别结果，配合相应的继电器与蜂鸣器的动作，以实现门禁系统的限行功能。

参考：王静霞，单片机应用技术（C语言版）：电子工业出版社，2014；戴上举，删繁就简单片机入门到精通：北京航空航天大学出版社，2011； 范红刚，魏学海，51单片机自学笔记：北京航空航天大学出版社，2010。