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IC卡门禁系统设计(原理图+流程图)

更新时间:2010-4-29:  来源:毕业论文

IC卡门禁系统设计(原理图+流程图)
摘  要  常见的门禁系统有:密码门禁系统,IC卡门禁系统,指纹识别门禁系统等。密码
门禁系统由于安全性弱和便捷性差已经面临淘汰 ,指纹识别门禁系统安全性高,但由于成
本高等问题而没有得到广泛的市场认同。现在流行和通用的还是IC卡门禁系统。IC卡由
于其较高的安全性、便捷性和性价比成为门禁系统的主流,但市面上的门禁系统都要配置
相应的IC卡才能使用,如果由于遗失或各种原因导致没有足够的IC卡,便要再联系厂商
购买,不但带来不便 ,而且价格昂贵。本文介绍的环保型IC卡门禁系统使用的是中国电
信公司的IC电话卡作为门禁的IC卡 ,不但成本低 ,而且到处都能买到,很好的解决了
IC卡成本高和难购买的问题。
关键词  单片机 ;IC电话卡读写 ;信息存储 ;信息识别
1引言
门禁,又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统.随着智能化、数字化信息社会的到来,“卡”已逐渐深入到了人们生活的方方面面,人们正在一步步地适应着卡,也渐渐地离不开卡,毫不夸张地说,人类将走向“卡”的世界。卡是实现智能化管理和自动化管理工作的一种重要手段。在需要控制人员出入情况的场所,比如人员阶段性流动的实验室,宾馆的客房,有特殊需求的保密部门等等,如果使用卡开启门,代替传统的出入证和钥匙,就能使管理工作实现自动化、智能化。不但用者方便,管理者也方便,而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介绍的环保型IC卡门禁系统就是一个安全、可靠的电子门锁系统。使用该系统,可以方便地管理和控制应用场所的人员进出情况,验明出入人员的身份和出入权限。在IC卡应用日益广泛的今天,IC卡门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便,已逐步取代其他现有各类门锁,成为目前门禁系统的主流方式。
2系统功能设计
◆必须输入正确密码才能进入系统菜单设置各项功能,如:增加新的IC卡、删除已有的IC卡、修改密码等。
◆能增加新的IC卡,最多可以发卡83张。
◆能删除已有的IC卡
◆能识别IC卡并提示卡号
◆能识别不正确的插卡并提示
◆能读出IC电话卡内的余额,并能按设置减去卡内相应的余额(为防止人为误操作,每次最高只能减去0.9元)
◆以绿灯亮代表开门信号
3系统硬件原理
3.1 系统原理图
系统原理图如图1所示:
 图1  系统原理图
3.2  主控芯片:ATmega8
ATmega8是ATMEL公司推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中,Atmega8是一种非常特殊的单片机,它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具备AVR高档单片机MEGA系列的全部性能和特点。Atmega8是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起,所有的工作寄存器都与ALU(算术逻辑单元)直接相连,实现了在一个时钟周期内执行一条指令同时访问(读写)两个独立寄存器的操作。这种结构提高了全码效率,使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此,Atmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能,运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
Atmega8的部分主要性能如下:
● 高性能、低功耗的8位AVR微控制器,先进的RISC精简指令集结构
◇ 130条功能强大的指令,大多数为单周期指令
◇ 32个8位通用工作寄存器
◇ 工作在16MHz时,具有16MIPS的性能
◇ 片内集成硬件乘法器(执行速度为2个时钟周期)
● 片内集成了较大容量的非易失性程序和数据存储器以及工作存储器
◇ 8K字节的Flash程序存储器,擦写次数:>10000次
◇ 支持可在线编程(IPS)、可在应用自编程(IAP)
◇ 带有独立加密位的可先BOOT区,可通过BOOT区内的引导程序区(用户自己写入)来实现IPA编程。
◇ 512个字节的EEPROM,擦写次数:100000次
◇ 1K字节内部SRAM
◇ 可编程的程序加密位
● 特殊的微控制器性能
◇ 可控制的上电复位延时电路和可编程的欠电压检测电路
◇ 内部集成了可选择频率(1/2/4/8MHz)、可校准的RC振荡器、外部和内部的中断源18个
◇ 最多23个可编程I/O口,可任意定义I/O的输入/输出方向;输出时为推挽输出,驱动能力强,可直接驱动LED等大电流负载;输入口可定义为三态输入,可以设定带内部上拉电阻,省去外接上拉电阻
◇ 宽工作电压:2.7V~5.5V(Atmega8L)
本系统使用Atmega8作为主控芯片,主要作用为:使用其I/O口读写IC电话卡内的全部信息,并将卡内的全部信息存储在Atmega8的EEPROM内,一张卡占用6个字节,一共可存储83张IC电话卡的信息,存储地址为EEPROM(0~497);验证插入的IC卡是否允许通行,可通行则绿灯亮;验证输入的登录密码是否与EEPROM(地址为:504~511)内存储的密码相同;检测3x4键盘是否有按键按下;将各类信息显示到液晶1602,以进行人机交换操作。
3.3  IC电话卡
90年代的初期IC电话卡的出现,就已经取代了当时独霸一时的电话磁卡了,由于电话磁卡存在严重的安全性问题,所以推出不久就被黑客破解,所以讫今亦彻底淘汰了。IC电话卡实质是一个带串行输出的128位的EPROM,片内的前64位已经写了保护,在出厂时已经编程而且其熔丝位已被加密,所以无法更改片内的数据,。而其后的40位计数单元是受内部逻辑控制的,在读写时卡片内只能作减法计数,不能作加法计数,直至存储单元内装入的预置值减到0为止,因为IC电话卡是一种一次性的计数卡片,所以卡片内的存储单元减至空,卡片也就用完了,也就是作废了。
很多人都会把用完的IC卡扔掉,但是电信公司发行的IC电话卡不计其数,这样一来就会对环境造成污染。本文介绍的门禁系统使用的IC卡就是电信公司的IC电话卡,无论IC电话卡内有无余额都能作为门禁的IC卡使用,完全符合环保的概念,并能很好的解决门禁IC卡成本高和难购买的问题。
IC电话卡消费计数的单位价格是根据各种应用系统设定的,例如:30元面值的IC电话卡,对应的片内的存储单元的预置是#300,那每单位值就是0.1元了,IC电话机以每分钟产生一个扣费脉冲信号,扣费值是由当地IC电话管理系统设定的。一般是0.3元和0.8元,卡片内被减值是3次或8次了。而其它国家的IC电话卡也是如此。一般IC电话卡的引脚如图2所示:
 图2  IC电话卡引脚图1062

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