射频识别技术,主要是一种非接触式自动识别技术,在其应用过程中,需要在电磁原理的基础上使用射频信号获取目标对象的信息,由于其应用广泛,可在不同地区实现,因此广泛应用于各种环境操作。在射频识别系统中,需要严格遵守射频读卡器的输出数据Wieggand格式中的规定,即使用两个传输分别为0和1的数据线进行传输。
基于单片机和射频识别技术的门禁系统是基于单片机的STC89C52和IC射频卡设计的射频识别锁系统可用于安全要求高的场所,如实验室、机房、办公楼、档案室、财务室等.
1.系统设计方案
门禁系统由安装在门上的客户端和授权写入新卡的授权端组成.客户端由电源模块、单片机最小系统、串行通信模块、刷卡模块、蜂鸣器模块和电磁锁模块组成,如图1所示。在客户端,当用户需要开门时,他们需要开门IC射频卡放置在读卡器的感应区,读取卡中的信息。当读取的信息验证成功时,蜂鸣器“嘀”同时,门锁打开,延迟一秒钟后再次上锁;如果信息验证失败,蜂鸣器会发出四声连续短暂的鸣叫声.授权终端用于每个IC写入授权信息卡.整个系统可以用单台刷卡机工作,操作方便。
图1 硬件系统模块框图
2.系统硬件设计
2.1.电源模块电路设计
整个系统供电模块的作用.系统中使用3个刷卡模块.3V电磁锁模块需要12个电压V单片机最小系统的电压需要5V因此,电源模块需要提供12种电源V、5V和3.3V三种.该模块通过LM7805和AMS117两个芯片分别实现了12个芯片V向5V和5V向3.3V电压的转换.如图2所示,系统电源模块电路设计.
图2 电源模块电路
2.2.刷卡模块电路设计
射频读写芯片MFRC522是NXP低功耗、小封装、高度集成的非接触式(13.56MHz)读写卡芯片,利用调制和解调的原理,13完全集成.56MHz所有类型的被动非接触式通信方式和协议.支持ISO14443A的多层应用.读写器天线和内部发送器可以驱动ISO14443A/MIFARE无需其他电路,卡与应答机的通信.接收器部分提供强大有效的解调和解码电路,用于处理ISO14443A兼容的应答器信号.部分处理数字电路ISO14443A帧和错误检测(奇偶)&CRC).此外,它还支持快速CRYPTO1用于验证加密算法MIFARE系列产品.MFRC522支持MIFARE非接触式通信系列更高速,双向数据传输率高达424kbit/s.主机间的通信采用串行通信,连接较少,可根据用户的不同需求进行选择SPI、I2C或串行UART(类似RS232)有利于减少电路连接,减少电路板体积,降低生产成本.MFRC刷卡模块中522的应用电路如图3所示.
图3 刷卡模块电路
2.3.蜂鸣器模块电路设计
当用户刷卡时,如果信息验证成功,则单片机P2.0引脚被赋予低电平(软件设置),三极管Q2(PNP类型)导通,蜂鸣器发出蜂鸣声.当信息验证失败时,蜂鸣器发出四声连续短暂的鸣叫声.模块电路设计如图4所示.
图4 蜂鸣器模块电路