附件4

河北工程大学

毕业设计（论文）指导书

指导教师：                职称：                 单位：                

题目性质一：  实际工程    设计项目    科学研究    理论研究    其他

题目性质二：  真题        模拟题目    其他              

一、 题目：基于以太网门禁系统的设计

二、 毕业设计学生名单： 

三、 技术要求及原始数据：    

1）网络通讯

    网络：RS-485

    传输速率：低于9600BPS

    最远距离：1200米

    支持电缆：屏蔽双绞线

2）最多可带64个门禁控制器控制256扇门

3）每一扇门最多支持1500张卡片

4） 可以选择使用四种智能卡：条形码，磁卡，接触式IC卡及非接触式IC卡

5）电磁门锁

6）在下述情况下报警。

    （1） 机械性非法开门

    （2） 非法卡连续开门3次以上。

    （3）开门时间超出所设置的开门延迟时间（用户自定义：常开，常关。1-256秒可变）

    （4）线路遭到破坏。

7）实时显示当前所有门的开关状态。

8）可以针对某一张卡进行查询

9）建立操作者权限等级 并对操作者的所有操作情况生成日志文件

10）进门方式可以有两种：刷卡方式和键盘方式。

11）可以灵活设定某张卡在哪些时段可以打开哪些门

12）可通过internet授权监控。

四、 内容：（目的、意义、任务、技术路线和具体要求）

1、目的及意义

    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。

本系统能在打开电源并运行上位机后，能自动向下位机发送读卡命令，当有RFID卡进入到读卡器的读卡范围内时，则会自动读取卡序列号，并将卡序列号传送给上位机，上位机判断卡的有效性。若该卡是有效卡，系统会执行开门并在液晶上显示正确的信息；若该卡是非法卡，则会报警并显示错误的信息。本系统能够有效、方便、安全地控制重要场所的出入访问，具有可靠性高、保密性强、方便快捷等特点。 

2、任务

   以LPC2368芯片为主微控制器，对硬件的各个模块（各模块参见硬件技术文档）进行控制，制作一个具有刷卡开门和记录功能的门禁考勤系统，编程实现如下功能：

按时间和权限刷卡开门及在不同时间段内考勤功能；

记录刷卡事件；

记录考勤信息；

添加用户——发卡功能；

与PC机通讯使用RS-485总线，可以将用户数据下载到下位机系统中；

将记录信息导出到SD卡上；

由于系统中加入了液晶显示器，所以，软件也要实现以下功能：

液晶显示功能；

通过按键校对日期和时间；

同时添加了一个恢复原厂设置的功能（系统只有波特率这一个设置参数）：

恢复原厂设置功能。

3、技术路线

    本课题采用具有丰富多片内外设的LPC2368 ARM为微控制器，选用ZLG522S/LT读卡模块为读卡器（使用Mifare卡），外加小晶格OCM12864-9液晶显示器显示日期时间和刷卡信息，并采用HUIGANG继电器作为门锁开关，具有门状态指示灯，同时仿效实际产品引出必要的接口，如门磁检测，门内开关接口，门外铃声按钮接口，RS-485通信接口和电源接口等。

系统通过RS-485总线与上位机进行通信。该系统具有按用户与时间权限刷卡开门和记录功能、添加用户功能、设置时间权限和考勤时间段，还有同上位机时间同步和手动校对时间的功能，并能将记录信息通过SD卡导出。上位机在C#开发环境下编程，具有一些实际电子门禁系统的主要简单功能。

4、具体要求

1）控制器采用ARM 嵌入式工业控制模块T2368中的最小系统，比一般门禁系统采用的MCS51处理器速度更快，质量更可靠；

2）板上复位电路使用带看门狗功能的SP706复位芯片；

3）电源部分采用开关电源芯片LM2575设计，比使用7800系列芯片设计的电源稳定，且省电；

4）实时时钟RTC使用32.768KHz的独立外部晶振，和电池供电；

5）4个独立的按键，门状态和通信指示灯，蜂鸣器控制电路，及继电器控制电路；

6）与PC机通信设计了RS-232C转换和RS-485转换两种串行方式，RS-232C方式便于调试，RS-485方式用于实际应用；

7）读卡器采用ZLG522S/LT读卡模块（UART和I2C两种接口）；

8）OCM12864-9液晶显示屏；

9）SD/MMC卡接口电路；

10）ZLG7290接口，并将可以引出的I/O口通过排针形式都引出来（在实物中没有此接口）。

五、 预备知识：

    目前，国内对门禁系统的研究已经从认识教育和试用阶段进入到了研发阶段，但在门禁系统的设计与制造过程中还有以下几点不足之处，主要表现为：

    (a)采用国外已有的集成模块，像读写器、门禁控制器、天线模板等；

    (b)对国外已有的系统进行仿造；

    (c)产品单一、开发成本较高。

    国外对IC卡的研究和应用较早，特别是在美国和欧洲，但在非接触式IC卡方面的研究使用也只是近几年的事。当今世界上非接触式IC卡主流产品是Philips公司的Mifare技术，己经被制定为国际标准ISO/IEC14443 Type A标准。欧洲一些IC卡及读卡器制造商大都以Mifare技术为标准发展自己的IC卡事业。

目前，由于国内外市场不断发展变化，竞争也越来越激烈，对于门禁市场及技术发展已呈多元化、集成化发展趋势，针对门禁功能的应用已不再局限于单一门禁控制应用的需求，门禁技术也需要适应市场需求得到进步、革新。 

    如在门禁控制器方面，传统的8位单片机技术已升级为32位嵌入式ARM技术，升级后的产品具有高性能、低成本和低功耗。

    生物识别技术的主要应用于门禁及考勤，有人脸识别、指纹识别、虹膜识别、掌形识别以及最新的DNA识别。人体所固有的不可复制的唯一性，这一生物密钥是无法复制、失窃或被遗忘，利用生物识别技术进行身份认定，是一种安全、可靠、准确的门禁解决方案。

网络化门禁是指基于TCP/IP通讯的门禁系统。采用TCP/IP通讯协议的门禁系统优点在于通信速度快、网络不受距离限制、网络资源容易获得、系统可管理的控制器数量庞大等，市场表明，采用该协议作为联网模式的门禁设备已经成为大型门禁系统项目和远程管理门禁系统项目的主流产品。

六、 进度安排：

序号	设计阶段工作内容	时间分配（起止日期）
1	查阅文献及资料，完成开题报告的相关工作	2012.3.1-2012.3.10
2	查阅资料，掌握各个电路模块的设计	2012.3.11-2012.3.1
3	灵活运用相关模块，并进行相关程序编写、调试、仿真对照分析	2012.4.1-2012.4.15
4	实验总结和论文撰写，论文PPT制作， 准备答辩	2012.4.16-2012.5.1

七、 主要参考文献：

[1] 周立功.深入浅出ARM7——LPC2300(上下册).广州: 广州致远电子有限公司

[2] 周立功.ARM嵌入式系统应用技术笔记——基于LPC2300（上下册）.广州: 广州致远电子有限公司

[3] 赵星寒, 周春来, 刘涛. ARM开发工具ADS原理与应用. 北京: 北京航空航天大学出版社,2009

[4] 孙秋野, 孙凯, 冯健. ARM嵌入式系统开发典型模块. 人民邮电出版社, 北京: 2008

[5] 杜春雷.ARM体系结构与编程. 北京: 清华大学出版社, 2003

[6] 马忠梅,马广云,徐英慧,田译. ARM嵌入式处理器结构与应用基础. 北京: 北京航空航天大学出版社,2008

[7] 赵星寒, 刘涛. 从51到ARM——32位嵌入式系统入门. 北京: 北京航空航天大学出版社,2008

[8] 周立功.ARM嵌入式系统基础教程. 北京: 北京航空航天大学出版社,2004

[9] 周立功.ARM嵌入式系统实验教程（一）. 北京: 北京航空航天大学出版社,2004

[10] ARM公司. Lpc2364.lpc2366.lpc2368. 2008

[11] ARM公司. user.manual.lpc23xx. 2008

[12] 毛小平,王小华,卢小勇主编.微型计算机原理与接口技术. 北京:清华大学出版社,北方交通大学出版社,2008

[13] 龙忠琪,贾立新编著.数字集成电路教程. 北京:南京大学出版社,1999

[14] 蔡美琴主编. MCS-51系列单片机系统及应用. 北京: 高等教育出版社, 1992

[15] 何立民编著. MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2000

[16] 朱宇光等编著. 单片机应用新技术教程  北京：电子工业出版社， 2000

[17] 李广弟，朱月秀，王秀山编著  单片机基础  北京：北京航空航天大学出版社，2001

[18] 冯建华，赵亮主编 单片机应用系统设计与产品开发 北京：人民邮电出版社，2004

[19] 肖洪兵，胡辉，郭速学主编 跟我学单片机  北京：北京航空航天大学出版社，2008

[20] 孟凤果，曹振军编著  单片机应用自学通 北京：中国电力出版社， 2008

[21] 周坚编著  单片机轻松入门  北京：北京航空航天大学出版社，2004

[22] 刘秋艳,刘景文等编著 Protel 99 SE电路设计 北京:中国铁道出版社2008

[23] 刘建清 主编. 从零开始学单片机技术 北京:国防工业出版社 2009

指导教师（签字）：             

系主任  （签字）：             

院 长   （签字）：