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高安全性门禁系统的研究

作　者: 王静
导　师: 郁昊
学　校: 南京林业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 门禁 AB门安全地毯 μC/OS-Ⅱ 人机交互界面
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着社会发展和科技进步，门禁系统己经是现代化管理的重要手段之一。人们对门禁系统的安全性要求也越来越高，高安全性门禁系统的研究也就成为了必然。本文首先回顾了传统门禁系统，进而产生对高安全性门禁系统的深入研究。在对传统门禁和所有识别方式的优缺点分析后，本文根据现代化高安全性门禁的发展要求实现了将AB门安全地毯与卡式识别有机结合，创新性地实现了现代化高安全性门禁系统的认证方式设计。通过刷卡、AB门、体重脚印认证三重综合管理的方案顺利实现防尾随、反潜回、防胁迫功能，让门禁系统的安全性有了较大的进步。然后确定了高安全性门禁系统的组成结构以及各部分的通信方式，最后确定了门禁系统的软件设计。在硬件方面，本系统不仅选用了性价比超高的LPC1768处理器，还完美地融入了功能强大的计算机与TCP/IP通信。这样的底层硬件结构让建立一个多层次、高效率、全方位及立体化的高安全性门禁系统成为可能，让门禁系统成为信息化管理不可缺少的重要组成部分。在软件方面，课题首先研究了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ，然后对本系统的上位机界面进行了设计。其中μC/OS-Ⅱ系统的研究又分为系统移植与LCD界面设计两个部分。上位机界面采用支持混合编程的集成开发环境Visual Studio2010开发。良好的人机交互界面使得高安全性门禁系统的操作一目了然，同时管理员登录操作模式也使门禁系统安全得到更好的保障。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 门禁系统概述  9
  1.2 选题背景与意义  9-10
  1.3 门禁系统动态  10-13
    1.3.1 门禁系统发展  10-11
      1.3.1.1 传统门禁系统  10
      1.3.1.2 高安全性门禁系统  10-11
    1.3.2 国内外现状  11-12
    1.3.3 研究现状  12-13
  1.4 门禁系统的安全性分析  13-18
    1.4.1 门禁系统的分类  13
    1.4.2 当前门禁系统的不足  13-16
      1.4.2.1 识别方式  13-14
      1.4.2.2 通信方式  14-15
      1.4.2.3 控制器  15-16
    1.4.3 设计原则  16-17
    1.4.4 门禁系统进出管理法则  17-18
  1.5 课题研究的主要工作  18
  1.6 本章小结  18-19
2 系统框架结构  19-26
  2.1 系统结构  19-21
    2.1.1 整体结构  19-20
    2.1.2 模块组成  20-21
  2.2 身份认证系统的构成  21-23
    2.2.1 身份识别方式  21-22
    2.2.2 身份认证流程  22-23
      2.2.2.1 AB 门安全地毯认证详细流程  22
      2.2.2.2 体重采集系统  22-23
      2.2.2.3 安全地毯脚印认证措施  23
      2.2.2.4 单元门禁认证详细流程  23
  2.3 本设计的优点  23-25
    2.3.1 AB 门安全地毯认证的优点  23-25
      2.3.1.1 防尾随功能  23-24
      2.3.1.2 反潜回功能  24
      2.3.1.3 防胁迫功能  24-25
    2.3.2 其他功能  25
  2.4 本章小结  25-26
3 系统硬件设计  26-46
  3.1 嵌入式控制器设计  26-39
    3.1.1 嵌入式控制器处理器的选择  26-27
    3.1.2 RS-485 通信电路的设计  27-28
    3.1.3 以太网接口电路的设计  28-29
    3.1.4 LCD 显示电路的设计  29-31
    3.1.5 报警电路的设计  31
    3.1.6 SD 卡电路的设计  31-32
    3.1.7 AB 门安全地毯的设计  32-39
      3.1.7.1 传感器的材料选择  32-33
      3.1.7.2 PVDF 压电传感器的设计  33-35
      3.1.7.3 AB 门安全地毯外围电路的设计  35-39
    3.1.8 其他外围电路的设计  39
  3.2 单元门禁控制器设计  39-45
    3.2.1 单元门禁处理器的选择  39-40
    3.2.2 卡式识别系统的设计  40-43
      3.2.2.1 卡式识别系统概述  40-41
      3.2.2.2 读写卡芯片的选择  41-42
      3.2.2.3 RFID 系统的设计  42-43
    3.2.3 RS-485 通信电路的设计  43
    3.2.4 门禁控制电路的设计  43-45
      3.2.4.1 电机控制电路  43-44
      3.2.4.2 门磁电路  44-45
  3.3 本章小结  45-46
4 系统软件设计  46-65
  4.1 嵌入式控制器软件设计  46-56
    4.1.1 嵌入式操作系统的选择  46
    4.1.2 编译器的选择  46-47
    4.1.3 μC/OS-Ⅱ 的移植  47-50
      4.1.3.1 μC/OS-Ⅱ 的软件和硬件结构  47
      4.1.3.2 μC/OS-Ⅱ 在 LPC1768 上的移植  47-50
    4.1.4 安全地毯压力信号采集  50-54
      4.1.4.1 A/D 转换  50-52
      4.1.4.2 数据滤波  52-54
    4.1.5 LCD 液晶显示  54-56
      4.1.5.1 uC/GUI 配置文件  54-55
      4.1.5.2 LCD 显示设计  55-56
  4.2 上位机管理软件设计  56-61
    4.2.1 开发工具的选择  56-57
    4.2.2 界面设计  57-59
    4.2.3 TCP 通信  59-61
  4.3 单元门禁  61-63
  4.4 安全认证流程  63-64
  4.5 本章小结  64-65
5 总结与展望  65-67
  5.1 总结  65
  5.2 展望  65-67
    5.2.1 设计的不足  65-66
    5.2.2 设计的改善  66-67
参考文献  67-69
附录一：嵌入式控制系统部分原理图  69-72
附录二：单元门禁系统部分原理图  72-73
附录三：系统调试图  73

高安全性门禁系统的研究

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