办公楼RFID门禁系统设计开题报告

1、课题研究背景

门禁系统是时代快速发展的产物，是信息领域中的新兴产业。最早的传统门锁只是简单的机械原理的运用，是纯粹的机械装置。虽然在数代人的努力下不断的改良，其安全性不断提高，但还是可以通过暴力等非正常手段拆除，安全性较低。随着时代的进步，人们对安全性的要求不度提高，简单的机械锁已经满足不了人们的需求，门禁系统便应运而生。

智能门禁系统如今被广泛的应用，每一个人的生活都或多或少离不开它。作为一个新型智能的安全控制系统，它融合了机械电子、计算机软件编程、无线通信技术等诸多技术，已经能很好地解决重要区域出入口通道在安全上的问题。智能门禁系统被应用在各种对安全要求较高的区域，如酒店房间、公司数据库中心机房、各大银行、国家军火库、数据库中心、居民小区、工厂等等。在科技与网络快速发展的今天，新型智能门禁技术也应运而生，得到了人们的青睐。现在，门禁系统的概念也发生了变化，早已不是简单的门锁和钥匙，在人们不断地补充和完善下，它已经逐渐发展成熟，成为一套稳定性和安全性较高的控制管理系统。如今只要在对工作生活的环境安全有要求和公司需要人事考勤管理等这些地方，智能门禁系统就发挥着不容忽视的作用。

尽管有很多缺点，但是我们相信在不远的将来，在人类的努力和拼搏下，门禁系统将会越来越智能化，以前的种种缺点将会被解决，取而代之是更便捷、更安全、更人性化的特点，因此现代化的生活环境也将变得更加的安全。

2、课题研究目的

为了实现办公楼RFID门禁系统设计的要求，系统设计了输入模块、控制器模块输出模块。控制器选择的是MCS-51单片机以及检测模块选用的是射频RFID。控制器应该要完成的工作是对检测到的射频信号作出相应的控制响应，可以通过继电器来完成对门禁的开与关的控制，而且具备手动处理系统。射频RFID的功能时完成对门禁内外的人员的刷卡的注册信号与开关门的信号采集。办公楼RFID门禁系统设计应该包括以下六大模块：数据采集模块、上位机处理模块、继电器控制模块、显示模块、通信模块、时钟模块等。数据采集模块可以完成对对射频信号的采集，并将结果送至控制器中进行存储和管理操作；上位机模块是对对每次注册与注销以及时钟模块中的各项功能的储存与管理，从而实现上位机与下位机的合理交互；继电器控制模块的主要工作是通过对控制器接受的射频信号来确认是否应该做出正确的各项响应，来实现自动控制；显示模块主要功能就是对采集的实时数据传输至液晶显示屏上；通信模块主要功能时利用通信485总线实现上位机与下位机的信息交互；时钟模块给予时间定位。

3、课题研究意义

当今科技飞速发展，给人们带来利益的同时，也带来了不法份子利用高科技进行盗窃、抢劫和犯罪等问题。怎样才能使人们的安全防范措施跟上科技的发展、有效的阻止这些犯罪行为呢？仅依靠普通的防盗门、门锁和监控是不够的。原始的安防措施就是把门锁上，由人巡逻保证安全，随着科技的进步，智能化的门禁系统已成为现代化管理的重要手段。智能门禁系统是智能建筑楼宇自动化系统中的安全系统，作为一种新型现代化安全管理系统，门禁系统把自动识别技术和现代安全管理措施结合起来。在社会财富不断增长的今天，建筑物内的主要管理区、出入口、贵重物品的库房、设备控制中心、电梯口等重要部门的通道口都需要加强安全防护措施，这就需要开发出与之相对应的智能门禁系统，识别出入口人员的身份，对出入口进行控制。本课题设计了基于射频识别的门禁控制系统。门禁控制系统作为居民人身和财产安全的重要措施，其研究结果具有深远的现实意义。

希望能通过这次办公楼RFID门禁系统的设计，让我更加了解MCS-51单片机和RFID的一些知识，同时可以更好的锻炼自己独立分析和解决问题的能力，为今后工作打下基础。

1.研究内容

设计一个基于MCS-51的办公楼RFID门禁系统设计，实现对出入人员的监控。主要包括以下几个方面：

（1）查阅相关文献，了解本课题的流程及其目的；

（2）系统总体框图设计；系统总体框图如下：

图1 系统的总体结构图

（3）选取系统所需要的RFID射频和控制器并了解其内部结构和特性，进行数据采集模块硬件设计；

（4）配合采集模块进行数据传输模块硬件设计；

（5）系统中的继电器的硬件设计和通信模块的硬件设计

（6）系统数据采集模块的软件设计；

（7）系统显示、通信模块以及上位机模块的软件设计；

（8）系统仿真调试与制作

2.预期目标

（1）实现对所需射频信号的的采集，经过采集信号传输至控制器，在进行后续控制器和上位机模块对继电器的控制；

（2）利用通信模块，实现上位机模块对时钟模块当前时间和当前是否注销或注册信息的存取和读取操作以及实现上位机与下位机之间的交互，利用下位机的控制器的运算实现对继电器的门的控制和显示；

（3）软件编程及功能调试；

（4）论文撰写。

认真研读任务书的各项要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉MCS-51芯片的基本原理，了解MCS-51芯片的硬件组成和结构，同时了解MCS-51各项编程指令以及RFID射频发射和射频接受的基本信息，掌握KEIL软件的基本使用。根据收集的各项资料对系统进行整体方案构思与框架初步设计，验证初步设计方案的可行性后，开始对系统进行下一步准备。设计过程中对方案中的各部分有不理解的，可通过查阅资料和向指导老师请教，也可与同学讨论解决，最终设计一种低成本、低功耗、可靠实用的办公楼RFID门禁系统设计。具体分为以下步骤：

（1）了解MCS-51芯片原理及研究现状，硬件组成及结构、应用概况及熟练使用KEIL软件开发环境；

（2）了解办公楼RFID门禁系统设计的发展及国内外研究现状；

（3）查找设计工具相关资料；

（4）各硬件部分的方案选择对比；

（5）设计整个系统的框架，绘出系统框图；

（6）RFID射频发射和射频接受的硬件设计；

（7）单片机系统的设计；

（8）其他电路的设计；

（9）系统软件模块的设计编程；

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（1）2022.3.04—2022.3.10 查阅资料，撰写开题报告

（2）2022.3.11—2022.3.30 硬件功能分析，熟悉MCS-51系统指令及编程语言

（3）2022.4.01—2022.5.01 设计电路原理图、编制应用程序

（4）2022.5.02—2022.6.01 系统调试及改进，撰写毕业论文

（5）2022.6.02—2022.6.10 提交论文，毕业答辩