射頻識別技術，主要是一種非接觸式的自動識別技術，在其應用的過程當中，需要在電磁原理的基礎上利用射頻信號來對目標對象進行信息的獲取，由于其應用的廣泛，可以實現(xiàn)在不同區(qū)域內(nèi)的應用，因此被廣泛的應用在了各種環(huán)境的作業(yè)當中。在射頻識別系統(tǒng)當中，射頻讀卡器的輸出數(shù)據(jù)需要嚴格遵守Wieggand格式當中對其作出的規(guī)定，也就是利用兩根傳輸分別為0和1的數(shù)據(jù)線進行傳輸。

基于單片機和射頻識別技術的門禁系統(tǒng)是基于單片機STC89C52和IC射頻卡設計的射頻識別鎖系統(tǒng)，可用于實驗室、機房、辦公樓、檔案室、財務室等安全性要求較高的場所.

1、系統(tǒng)設計方案

此門禁系統(tǒng)由安裝在門上的客戶端和對新卡進行授權寫入的授權端兩部分組成.客戶端由電源模塊、單片機最小系統(tǒng)、串行通信模塊、刷卡模塊、蜂鳴器模塊和電磁鎖模塊組成，如圖1。在客戶端，當用戶需要開門的時候，需要把IC射頻卡放在讀卡器的感應區(qū)對卡內(nèi)信息進行讀取，當讀取出來的信息驗證成功時，則在蜂鳴器“嘀”一聲的同時，門鎖打開，延遲一秒后重新上鎖;若信息驗證失敗，則蜂鳴器會發(fā)出四聲連續(xù)短促的鳴叫.授權端用于對每一張IC卡進行授權信息寫入.整個系統(tǒng)使用單臺刷卡機就能工作，操作方便。

圖1 硬件系統(tǒng)模塊框圖

2、系統(tǒng)硬件設計

2.1、電源模塊電路設計

電源模塊的作用為整個系統(tǒng)供電.在系統(tǒng)中，刷卡模塊要用到3.3V的供電電壓，電磁鎖模塊需要用12V的電壓，而單片機最小系統(tǒng)部分則需要用到5V的電壓，因此，電源模塊需要提供的電源種類有12V、5V和3.3V三種.該模塊通過LM7805和AMS1117兩個芯片分別實現(xiàn)12V向5V和5V向3.3V電壓的轉換.如圖2為系統(tǒng)電源模塊電路設計.

圖2 電源模塊電路

2.2、刷卡模塊電路設計

射頻讀寫芯片MFRC522是NXP推出的一款低功耗、封裝小、高度集成的非接觸式(13.56MHz)讀寫卡芯片，它利用調制和解調的原理，完全集成了在13.56MHz下所有類型的被動非接觸式通信方式和協(xié)議.支持ISO14443A的多層應用.其內(nèi)部發(fā)送器部分可驅動讀寫器天線與ISO14443A/MIFARE卡和應答機的通信，無需其他的電路.接收器部分提供一個堅固而有效的解調和解碼電路，用于處理ISO14443A兼容的應答器信號.數(shù)字電路部分處理ISO14443A幀和錯誤檢測(奇偶&CRC).此外，它還支持快速CRYPTO1加密算法，用于驗證MIFARE系列產(chǎn)品.MFRC522支持MIFARE系列更高速的非接觸式通信，雙向數(shù)據(jù)傳輸速率高達424kbit/s.它與主機間的通信采用連線較少的串行通信，且可根據(jù)用戶的不同需求，選取SPI、I2C或串行UART(類似RS232)模式之一，有利于減少電路連接，縮小電路板體積，降低生產(chǎn)成本.MFRC522在刷卡模塊中的應用電路如圖3.

圖3 刷卡模塊電路

2.3、蜂鳴器模塊電路設計

當用戶刷卡時，如果信息驗證成功，則單片機的P2.0引腳被賦予低電平(軟件設置)，三極管Q2(PNP型)導通，蜂鳴器發(fā)出一聲蜂鳴.當信息驗證不成功，蜂鳴器發(fā)出四聲連續(xù)短促的鳴叫.該模塊電路設計如圖4.

圖4 蜂鳴器模塊電路