一個基于RFID的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計摘要射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術(shù)是一種一種旨在自動檢測非傳輸?shù)碾p向無線電頻率以識別和交換數(shù)據(jù)的技術(shù)。具有高精度、比較強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力、強(qiáng)大的抗干擾能力、運行速度高等特點，這些特點都是RFID的優(yōu)勢。常用于智能門禁系統(tǒng)。本文設(shè)計一個基于RFID的智能門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)利用射頻IC卡的身份識別，保證持卡人自由進(jìn)出，防止外人進(jìn)入或無法提供有效證件的人進(jìn)入。本設(shè)計被分為硬件部分和軟件兩部分。硬件部分主要采用STM32F103C8T6作為系統(tǒng)主控MCU芯片，基于MFRC522非接觸式讀寫卡芯片的智能門禁系統(tǒng)，使用OLED進(jìn)行對功能模式的選擇和門禁狀態(tài)的顯示，控制舵機(jī)角度的轉(zhuǎn)動進(jìn)行門禁開關(guān)門的效果展示，使用4×4的薄膜按鍵進(jìn)行對功能模式的選擇以及時間的設(shè)置，此外還使用有源蜂鳴器進(jìn)行警告處理。軟件部分采用C51語言開發(fā)系統(tǒng)，完成與IC卡的通訊和數(shù)據(jù)交換功能。實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的安全便捷，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞：STM32F103；RFID；門禁系統(tǒng)；單片機(jī)設(shè)計說明本設(shè)計主要是用于執(zhí)行RFID卡進(jìn)行登記、識別、有效期管理及實現(xiàn)門禁控制功能的實現(xiàn)。MFRC522讀卡器模塊用于在讀卡器范圍內(nèi)有IC卡時讀取射頻卡的信息，以便立即讀取相應(yīng)的卡片序列號，并根據(jù)卡序列號做出相應(yīng)的操作。在此之前，需要對射頻卡進(jìn)行登記，系統(tǒng)將會對射頻卡進(jìn)行識別功能，若是射頻卡的序列號已經(jīng)做了登記，則門禁系統(tǒng)將會識別到序列卡號并進(jìn)行開門操作；如果卡號沒有注冊，系統(tǒng)會判斷為讀卡失敗，拒絕開門。本設(shè)計是以STM32F103作為主控芯片，與RC522和OLED進(jìn)行通信。通過MFRC522讀取IC卡數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過STM32F103傳送到OLED門禁系統(tǒng)，在OLED上設(shè)計一個智能門禁系統(tǒng)，可以在用戶界面上對IC卡的信息進(jìn)行管理，例如，用戶IC卡的使用期限、用戶密碼等。當(dāng)用戶IC卡的信息已經(jīng)錄入系統(tǒng)，則刷卡時舵機(jī)轉(zhuǎn)動，代表開門成功；若是用戶IC卡所設(shè)定的使用期限已過，則系統(tǒng)刪除該卡的用戶信息，在刷卡時則蜂鳴器報警響動，代表開門失敗；若是使用未錄入系統(tǒng)的IC卡刷門禁系統(tǒng)，則蜂鳴器報警顯示讀卡失??；若用戶IC卡使用期限已過，卡片信息已被刪除，可以選擇重新錄入卡片信息，重新錄入信息之后該IC卡又能進(jìn)行開門的功能，這樣卡片就達(dá)到能重復(fù)利用的作用。在選擇設(shè)計用戶界面的方法時，有考慮過使用QT進(jìn)行用戶界面設(shè)計，在windows系統(tǒng)上連接硬件，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的錄入，使門禁卡功能多樣化。但是本設(shè)計不僅是追求功能多樣，更追求便捷，簡約化，實際運用到每一個地方，每一個人都能夠更便捷地使用到智能門禁系統(tǒng)。把操作簡單化，不需要經(jīng)過windows系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整理錄入，可以把系統(tǒng)更小地濃縮在一個屏幕上，這樣能更方便地運用到每個人的現(xiàn)實生活中。關(guān)鍵詞：STM32F103；智能門禁；無線射頻；OLED；單片機(jī)目錄1引言 系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試及功能測試硬件制作常見故障：（1）硬件焊接：焊接的質(zhì)量將直接影響到產(chǎn)品的正常運作。造成焊接質(zhì)量差的經(jīng)常遇到的問題是：①焊錫的使用量太多，容易造成焊點的位置錫堆積；焊錫的使用量太少，導(dǎo)致焊點地方錫的覆蓋率低。②焊錫連橋，是指焊錫用量太多，導(dǎo)致元器件的焊點之間容易產(chǎn)生短路現(xiàn)象。這種情況會經(jīng)常出現(xiàn)在焊接超小元器件及細(xì)小印刷電路板的時候，需要尤為注意。③混合焊料上的焊料形成一個尖銳的點。這主要是由于烙鐵加熱溫度不足或錫焊劑很低以及金屬焊料離開焊點的角度不正確。④在焊接過程中，電烙鐵距離芯片太近，高溫會導(dǎo)致芯片燒壞，在焊接靠近芯片的排針時，應(yīng)該焊完一個腳就先停止焊接，等板子溫度降下來之后再繼續(xù)焊下一個腳。（2）可靠性差：有很多情況會導(dǎo)致可靠性差，比如系統(tǒng)的穩(wěn)定性會被芯片的質(zhì)量直接影響到，而這些外部因素都可以導(dǎo)致實驗的不成功。（3）燒錄代碼進(jìn)芯片時，Keil一直顯示ST_LINK連接錯誤，可以檢查一下線路是否有接錯。ST_LINK的接口相對應(yīng)與STM32的SWIO口和SWCLK口，也可以檢查一下驅(qū)動軟件版本是否過于陳舊。（4）調(diào)試方法：這可以分為多級調(diào)試以及聯(lián)機(jī)調(diào)試。調(diào)試時，要仔細(xì)觀察，認(rèn)真檢查，面對問題逐一排查和檢查，找到原因，去修復(fù)問題，修復(fù)錯誤。在硬件調(diào)試的過程中，可以對存在的問題進(jìn)行全面分析和仔細(xì)修改，只要有這樣才能完成最終的設(shè)計方案，取得更好的效果。軟件調(diào)試軟件錯誤排除一般有一下四個流程步驟：（1）編寫程序和最初的錯誤檢查；（2）在KeilMDK編譯系統(tǒng)中編譯源碼；（3）燒寫程序進(jìn)入硬件進(jìn)行調(diào)試，與此同時能發(fā)現(xiàn)源碼中所存在的問題；（4）改正源碼中的錯誤內(nèi)容。設(shè)計效果調(diào)試實驗整體系統(tǒng)設(shè)計完成之后，進(jìn)行本次設(shè)計作品最終調(diào)試。對智能門禁系統(tǒng)的功能實現(xiàn)進(jìn)行展示，對MFRC522進(jìn)行相對應(yīng)的操作，觀察IC卡的狀態(tài)對舵機(jī)的控制是否與當(dāng)初設(shè)計的目的效果一致。錄入IC卡模式：（1）在OLED菜單中選擇錄入卡片。（2）IC卡進(jìn)入MFRC522的讀卡范圍內(nèi)，進(jìn)行對IC卡信息讀取，通過SPI通信傳輸給主控芯片STM32中。（3）STM32會尋找一個空閑的寄存器儲存IC卡信息，達(dá)到錄入到庫的目的，OLED屏幕會顯示錄入成功。讀IC卡開門模式：（1）IC卡進(jìn)入MFRC522的讀卡范圍，OLED顯示讀卡成功。（2）讀卡成功后，舵機(jī)轉(zhuǎn)動90°代表門鎖已開，2秒后舵機(jī)轉(zhuǎn)動回原位置，代表門已經(jīng)鎖上。刪除IC卡信息：（1）在OLED菜單中選擇刪除卡片。（2）IC卡進(jìn)入MFRC522的讀卡范圍內(nèi)，進(jìn)行對IC卡信息讀取，通過SPI通信傳輸給主控芯片STM32中。（3）STM32會尋找該IC卡的儲存位置進(jìn)行清空該區(qū)的信息，達(dá)到刪除卡片的作用。（4）用該IC卡再次靠近MFRC522讀卡范圍時，庫里已經(jīng)無法找到該卡信息，顯示讀卡失敗，舵機(jī)不轉(zhuǎn)動。設(shè)置IC卡使用期限：（1）對該IC卡進(jìn)行讀卡開門模式，驗證此卡已經(jīng)儲存在庫，能正常開門，在OLED菜單中選擇設(shè)置使用期限。（2）IC卡進(jìn)入MFRC522的讀卡范圍內(nèi)，進(jìn)行對IC卡信息讀取，通過SPI通信傳輸給主控芯片STM32中。（3）STM32會尋找該IC卡的儲存位置寫入該卡的信息，通過按鍵輸入使用時間。（4）設(shè)置好時間后，使用期限一過，便自動刪除該IC卡的信息，再次讀卡時顯示讀卡失敗，舵機(jī)不轉(zhuǎn)動。結(jié)語智能門禁系統(tǒng)有著非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，隨著處理芯片的不斷創(chuàng)新不斷提高，門禁系統(tǒng)的可靠性安全性，能夠滿足生活中的各種應(yīng)用。本文的主要設(shè)計是基于RFID的智能門禁系統(tǒng)，使用非接觸IC卡進(jìn)行對開關(guān)門的控制，以及IC卡的有效管理。使用MFRC522進(jìn)行對非接觸IC卡的讀寫從而有效對門禁系統(tǒng)進(jìn)行管理。本設(shè)計的著重點在于用戶卡期限管理，能夠有效進(jìn)行對卡使用時間的設(shè)置，這設(shè)計能更好在短時間流動人員進(jìn)出門禁的管理。在“鑰匙”的選擇上，選擇了非接觸IC卡，系統(tǒng)安全性更強(qiáng)，更符合現(xiàn)在的社會環(huán)境，非接觸IC卡能夠減少人與人之間接觸，減少了現(xiàn)疫情環(huán)境下病毒的傳播。本系統(tǒng)的不足之處是沒有更詳細(xì)的用戶信息錄入以及刷卡記錄，若在現(xiàn)實生活中，門禁管理系統(tǒng)的用戶信息應(yīng)該更詳細(xì)，包括用戶的個人信息，刷卡次數(shù)等都應(yīng)該記錄在庫，這些更適合現(xiàn)實使用需求，并且能夠有效增高智能門禁系統(tǒng)的安全性。在更大型的智能門禁系統(tǒng)中，更應(yīng)該區(qū)分管理員身份和用戶身份，管理員能夠更有效管理用戶信息，同時也提高了用戶信息安全，用戶也可以有對IC卡部分的管理權(quán)限，對自身的IC卡進(jìn)行身份驗證，無需事事都找管理員進(jìn)行操作，從而使智能門禁系統(tǒng)在日常生活中更方便快捷。

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附錄C引腳說明OLED屏幕模塊引腳說明如表C1所示。表C1OLED顯示模塊引腳說明編號符號引腳說明1GND電源地2VCC電源正極(+3.3V/5V)3SCLIIC總線時間信號4SDAIIC總線數(shù)據(jù)信號RC522射頻模塊引腳說明如表C2所示。表C2RC522射頻模塊引腳說明編號符號引腳說明1SDA串行數(shù)據(jù)線—在SPI接口中為NSS2SCK連接MCU的SCK信號3MOSIMCU輸出，RC522接收45678MISOIRQGNDRST3.3VRC522輸出，MCU接受中斷請求輸出電源地復(fù)位工作電壓附錄D部分源程序u8COMPER_ID_MODE(void){u8key; OLED_ShowString(0,12,"ComperICMODE",12);while(1) { key=KEY_Scan(3); if(RC522_SCAN(ID_BUF)) { u8i=0; OLED_ShowString(0,12,"IC:",12); OLED_ShowString(4,48,ID_BUF,12); BEEP_ENABLE(); delay_ms(500);BEEP_DISENABLE(); for(i=0;i<MAX_PEOPLE;i++) { READ_DATA_FOR_FLASH(ID_TEMP_Buffer,i); if(strstr(ID_TEMP_Buffer,ID_BUF)!=NULL) {RELAY_TIME=3;OLED_ShowString(0,12,"dooropen",12);delay_ms(1000); break; } } } if(key)returnkey;} return0;}u8ADD_ID_MODE(void){ u8key; OLED_ShowString(0,12,"AddICMODE",12);while(1) { key=KEY_Scan(1); if(RC522_SCAN(ID_BUF)) { u8i=0; OLED_ShowString(0,12,"IC:",12); OLED_ShowString(4,12,ID_BUF,12); BEEP_ENABLE(); delay_ms(500);BEEP_DISENABLE(); for(i=0;i<MAX_PEOPLE;i++) { READ_DATA_FOR_FLASH(ID_TEMP_Buffer,i); if(strstr(ID_TEMP_Buffer,ID_BUF)!=NULL) break; if(ID_TEMP_Buffer[8]=='0')//表示無效或者ID相同 break; } delay_ms(1000); if(i==10)OLED_ShowString(0,1,"memeryfull",12); else { sprintf(ID_TEMP_Buffer,"%s%d",ID_BUF,12); WRITE_DATA_TO_FLASH(ID_TEMP_Buffer,i); OLED_ShowString(0,1,"saveok!",12); } delay_ms(1000); } if(key)returnkey; } return0;}u8DEL_ID_MODE(void){ u8key; OLED_ShowString(0,0,"DeleteICMODE",12);while(1) { key=KEY_Scan(2); if(RC522_SCAN(ID_BUF)) { u8i=0; OLED_ShowString(0,12,"IC: