基于TCPIP协议的非接触式IC卡智能门禁系统

口科研设计成果口

４系统软件设计

系统通电后。开始初始化，温度设定值为ｔ，，室温为ｔ２，被控温度为ｔ３；然后开始采集室温ｔ２和被控温度ｔ３；接着就是ｔ．

圈Ｓ流程圈

设置，若不设置，其值可以由系统提供，例如３０℃；其次就是比较，从而确定电风扇是否加速、减速和保持。ｔ２＞ｔｌ且ｔ３＞ｔ。风

仪器仪表用户扇加速，ｔ２＜ｔ，或ｔ３≤ｔｌ风扇停止，ｔ２＝ｔｌ风扇速度保持；最后就是进入系统循环，若想跳出，就要进行手动复位，从头开始，流程如图５所示。

５结论

使用时，使用者可以根据自身情况设置一个自己认为舒适的温度；然后把传感器ｌ放置在离人体较远的位置，读取室温；而把传感器２——薄膜封装的温度传感器放在电风扇的正面中间的面板上，用于检测被风扇作用区域的温度；接下来就是智能系统进行工作，给使用者一个理想的、舒适的风速和温度。口

参考文献

［１］杨素形．微型计算机系统原理及应用．北京．清华大学出版．社２００３．

［２］张毅钢。彭喜元．姜守达，乔立岩．新编Ｍｃｓ—５ｌ单片机应用设计．哈尔滨．哈尔滨工业大学出版社．２００６．

［３］孙育才．Ｍｃ争＿５ｌ系列单片微型计算机及其应用．南京．东南大学出版社．１９９７．

作者简介：李家墅（１９７９一），男。东南大学自动控制院硕士研究生。主要研究方向：检测技术与自动化装置。

收稿日期：２００８—０３—２３（８０４９）

文章编号：１６７１—１０４１（２００８）０４－００．５０一０３

基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的非接触式ＩＣ卡智能门禁系统

黄科。张诚，容锋．

（天津工业大学信息与通信工程学院，天津３００１６０）

摘要：本论文主要研究和设计基于ＴｃＰ／口协议传输的非接触式Ｉｃ卡智能门禁系统。本门禁系统通过ＴＣＰ／ＩＰ协议实现门禁与远程管理主

机之间的传输数据，并结合９０年代以来飞速发展的射频识别技术．来完成现代化的网络型门禁系统的管理。

关键词：ＴＣＰ／ＩＰ协议；非接触式Ｉｃ卡：门禁系统

中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ

Ｎｏｎ—ｃｏｎｔａｃｔＩＣｃａｒｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｏｏｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ

ｓｙｓｔｅｍｌａｓｅｄｏｎ

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（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，

酬ｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｋＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６０。Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｍｈａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｎｏｎ—ｃｏｎｔａｃｔＩＣｃａｒｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＴＣＰ／ＩＰｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．ＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｂｅｔｗｅｅｎｄｏｏｒｓａｎｄｒｅｍｏｔｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔｈｅｍａｉｎｆｒａｍｅｒｅａｌ－ｉｚｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．ａｎｄｓｉｎｃｅｔｈｅ１９９０ｓｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐ－ｍｅｎｔｏｆｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｔｈｅｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔＩＣＣａｒｄ：ｔｈｅｄｏｏｒａｃｃｅｓｓｓｙｓｔｅｍ

随着科学技术的不断进步，人们对工作、生活的自动化水平也提出了越来越高的要求，为了满足人们对现代化办公和生活场所的更高层次安全管理的需要，一种全新的电子门锁应运而生，这就是基于ＴＣＰ／ＩＰ的非接触式ＩＣ卡门禁系统。最新的电子智能门禁管理系统将Ｊｃ卡电磁锁有机结合，进而由Ｉｃ卡替代钥匙，配合计算机实行智能化管理，给人们带来意５０ＥｌＣＶ０１．１５２００８Ｎｏ．４想不到的方便快捷。

１系统总体设计方案

系统所选用的主要芯片包括ＡＴ８９Ｃ５５单片机、ＲＴＬＳ０１９ＡＳ网卡芯片、ＦＭｌ７０２Ｎ读卡芯片。采用模块化设计，主要包括处理器、读卡模块、液晶模块、网卡模块、键盘模块及电子锁。主要涉及的技术，即射频识别技术和基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的以太网通信技术。

门禁系统的总体设计见图１所示。

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圈１总体设计图

２系统硬件设计方案

本系统主要研究和设计基于ＴＣＷＩＰ协议传输的非接触式ＩＣ卡智能门禁系统。通过ＴＣＰ／ＩＰ协议实现门禁与远程管理主机之间的传输数据，并结合９０年代以来飞速发展的射频识别技术，来完成现代化的网络型门禁系统的管理。

图２给出了５ｌ单片机控制网卡芯片实现以太网通讯的硬件连接框图。用到的主要芯片有ＡＴ８９Ｃ５５，ＲＴＬ８０１９ＡＳ，７４ＬＳ３７３．６２２５６（３２ｋ的ＳＲＡＭ）。

ＦＭｌ７０２Ｎ是复旦电子股份有限公司设计的，基于ＩＳ０１４４４３标准的非接触式读卡机专用芯片，采用０．６微米

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万方数据

仪器仪表用户

ＣＭＯＳＥＥＰＲＯＭ工艺，支持ＩＳ０１４４４３ｔｙｐｅＡ非接触通讯协议，支持ＭＩＦＡＲＥ标准的加密算法。芯片内部高度集成了模拟调制解调电路，只需最少量的外围电路就可以工作，支持ＳＰＩ接口，数字电路具有１’Ｉ＇Ｌ、ＣＭＯＳ两种电压工作模式。特别适用于各类计费系统的读卡器的运用。

ＴＣＰ协议利用网络层ＩＰ协议提供的不可靠的通信服务，解决分组的重传和排序问题，为应用进程提供可靠、面向连接的基于字节流的服务。应用程序采用ＴＣＰ进行通信时，源和目标之间会建立一个虚拟连接，两台计算机就在该虚拟连接中将数据当作一个双向字节流进行交换。ＴＣＰ不仅要维护流入和流出传输层ＴＣＰ模块的每个用户数据流的状态和状态信息，还须负责数据穿过一个或多个网络、到达接收数据的用户应用程序端口的传送任务。每个ＴＣＰ传输字节都有一个序号，接收ＴＣＰ模块用校验和例程来检验是否受损，如检验正确则给出肯定应答ＡＣＫ，否则丢弃该数据报并用序号来通知发送ＴＣＰ模块有关问题。ＴＣＰ是协议栈的关键。但在微控制器这样的系统中，资源十分有限，不可能也没有必要实现协议的所有内容。可对协议进行适当简化以节约硬件成本和提高数据吞吐率。而实现ＴＣＰ协议后，就可以在此基础上完成ＷＥＢ服务器实现Ｈ７丌＿Ｐ的了。ＴＣＰ／ＩＰ网络模块的组成原理图如图３所示，其主要由ＭＣＳ一５１单片机和局域网接口芯片组成。

田２网卡芯片的硬件连接框图

舅控设备的最睦制暖

圈３ＴＣＰ／口网络模块的组成原理结构图

３系统软件设计

读卡器软件编程采用标准ｃ语言程序实现对非接触式Ｉｃ卡的一系列操作，主要有ＡＴ８９Ｃ５５单片机初始化、ＦＭｌ７０２Ｎ读卡芯片初始化、防冲突程序、卡片的读写程序以及对卡片ｂｌｏｃｋ（数据块）操作等。读卡程序的设计思想是上电初始化后，射频界面一旦检测有Ｍｉｆａｒｅ１卡进入射频天线的有效范围，读卡程序按顺序启动防冲突程序和认证程序，验证成功后最后操作卡片读写程序。其软件设计流程图见图４所示。

ＲＴＬ８０１９ＡＳ网卡芯片有两种工作方式，即中断方式和查询方式。这里采用查询方式。主要包括主函数的初始化、定时器１的初始化、网卡的初始化、ＡＲＰ、ＴＣＰ、哪的初始化，最后是主函数的任务循环。

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口科研设计成果口

圈４读卡器软件设计流程图

４软件硬件综合调试

４．１硬件调试

在硬件调试过程中最严重的错误就是地址分配的错误，由于考虑不够周全导致系统无法正常工作，经重新分配后这一问题得到解决。

４．２软件调试

在软件调试过程中对液晶、键盘、读卡器程序的调试相对顺利。对网卡程序的调试主要是ＵＤＰ包的发送和接收。过程如下：

首先网卡芯片通过双绞线与上位机连接，然后通过键盘设定本地ＩＰ地址和上位机ＩＰ地址，再通过上位机软件进行同样设置，最后激活服务器并输入通信内容按发送键进行通信。单片机收到上位机发来的ＵＤＰ包后原样回发，如果通信正常，在上位机聊天记录窗口中就会出现刚才发送的内容。反之则通信出现问题，需要修改程序。上位机软件图如图５所示。

这部分的调试花费的时间较长，经反复修改才解决各个问题。最后就是将已调试成功的各个模块按顺序连接起来，最终实现了本系统的所有要求；

５系统的实际应用

智能门禁系统已广泛应用于学校，工厂，写字楼，物业小区，商店，金融系统，电信系统，军用系统等多种场合，大大提高了工作效率，保障了系统安全。非接触式ＩＣ卡智能门禁系统是现代化的，功能齐全的门禁系统。不仅能作为出入口管理使用。而且有助于内部的有序化管理，提高企业的整体形象。该系统可以实现对人员权限的明确限定，并可以在提高安全性的同时大大节约人力资源。智能，安全，高效的门禁系统管理已成为社会发展的必然趋势。

圈５上位机软件圈

ＥＩＣＶ０１．１５２００８ＮＯ．４

５１

万方数据

口科研设计成果口

６结论

本论文主要对基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的射频卡门禁系统的设计的研制过程进行的全面总结，主要成果体现以下几个方面：（１）论述了基于ＴＣＷＩＰ协议射频卡门禁系统的设计原理，并提出了总体设计方案。

（２）解决了嵌入式ＴＣＷＩＰ协议单片机网络数据传输问题。使得该系统与旧的通过ＲＳ４８５格式的讯号作数据传输的系统相比，数据传输速率更高，节点数更多，更便于管理者管理。

（３）对射频卡读写技术作了进一步的研究。

此外，本系统还需要进一步完善的功能有集成多种识别技术。就是将磁条码验证技术、指纹识别技术集成到本系统，这样可以让用户根据需要选择不同的门禁子系统，如指纹门禁系统，磁条门禁系统。口

丝壁邀菱旦座

参考文献

【１］张毅，赵国锋．嵌入式Ｉｎｔｅｍｅｔ的几种接入方式比较．重庆邮电学院学报。２００２，１４（４）：８３—８６．

［２］周小兵．嵌入式系统Ｉｎｔｅｍｅｔ方案的设计与实现［Ｄ］．电子科技大学计算机应用技术．２００４．．

［３］罗军舟，黎波涛，杨明等．ＴｃＰ／ＩＰ协议及网络编程技术【Ｍ］．北京：清华出版社，２００４．

［４］万静华．以太网控制器的嵌入式设备网络互连．单片机与嵌入式系统应用，２００１，（７）：２２８—２３０．

［５］Ｗ．ＲｉｃｈａｒｄＳｔｅｖｅｎｓ．ＴＣＰ／ＩＰ详解一卷ｌ：协议［Ｍ】．范建华译．北京：机械工业出版社，２０００．

［６］马忠梅，籍顺心，张凯等．单片机的ｃ应用程序设计．北京：北京航空航天大学出版社．１９９９．

作者简介：黄科（ｔ９８４一），男，天津工业大学在职本科生。

收稿日期：２００８一０３一１４（８０５１）．

文章编号：１６７１—１０４１１２００８）０４—００５２—０３

基于ＰＲＯＴＥＬＣＡＭ文件的ＰＣＢ线路板制作系统设计

刘帆。任家富，林娟

（成都理工大学信息工程学院，成都６１００５９）

摘要：对一种基于ＰＲＯＴＥＬ的ＣＡＭ输出文件。快速、自动、精确地制作印刷电路板的制作机模型进行了研究。探讨了一种基于单片机加ＣＰＬＤ设计模式的全新ＰＣＢ制板方法。分析了传统制板方式和本方法的区别。突出了后者的高精度、操作简便、无环境污染、真正实现快速制板的特点。

关键词：单片机；复杂可编程逻辑器件；ＣＡＭ输出文件；ＰＣＢ板制作；电机驱动电路

中图分类号：ＴＨ８９文献标识码：Ａ

ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰＣＢｂｏａｒｄｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＣＡＭｏｕｔｐｕｔｏｆＰＲＯＴＥＬ

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（ｏ峥ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥａｇｉｎｍ＇妯ｇ０ｆＣＬＯＵＴ，ａ嘲ｌｇｄｌＩ６１００５９。Ｃｌｆｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｓｅａｍｈｏｆａｍｏｄｅｌｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰＣＢｂｏａｒｄｉｎａｆａｓｔａｕｔｏｍａｔｉｃａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｗａｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．ＡｎｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰＣＢｂｏａｒｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＭＣＵａｎｄＣＰＬＤｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｙａｎｄｔｈｅｗａｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｔｏｈｉｇｈｌｉｇｈｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｔｔｅｒｏｎｅ：ｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ、ｅａｓｙ－ｏｐｅｒａ－ｔｅｄ、ｎｏｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆａｓｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＰＣＢｂｏａｒｄｔｈｏｒ－ｏｕｇｈｌｙ．。

Ｋｅｙｗｅｒｄｓ：ＭＣＵ；ＣＰＬＤ；ＣＡＭｏｕｔｐｕｔｆｉｌｅｓ：ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＰＣＢ

ｂｏａｒｄ：ｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ

随着电子行业的快速发展，电子线路板的制作需求越来越大，对电子线路板的要求也越来越高。从事电子线路设计的人都深有感触，当把设计好的ＰＣＢ板图交给线路板厂后，需等待３—７天的时间。新的设计灵感往往因这种烦、等而流逝。本文针对此情况介绍了能根据ＰＲＯＴＥＬ的ＰＣＢ输出文件快速、自动、精确地制作印刷电路板的线路板制作机模型。用户只需在计算机上完成ＰＣＢ文件的设计后传送给机器，机器就能自动完成雕刻、钻孔、切边等功能，输出一张或多张符合要求的印刷电路板。在实验室花几分钟就可以完成一张线路板的制作，方便省事，加快电子线路设计的速度。

这种全新的制板方式已经在美国和台湾地区出现，但其５２日ＣＶ０１．１５２００８Ｎｏ．４线路板制作机的价格十分昂贵，在对ＰＣＢ底层数字信息的处理上也较为复杂，需要经过多次格式转换才能得到加工文件，对操作者的专业知识要求较高。据此，本设计直接采用ＰＲＯ－ＴＥＬ的ＰＣＢ文件格式，在不需要将其转换为其它任何格式的情况下，直接通过联机自带Ｗｉｎｄｏｗｓ应用软件翻译成单片机可识别的运动指令，完成雕刻、钻孔和切边的工作。

１传统制板与数控制板方法的比较

传统制板方法主要有物理方法和化学方法两大类。

物理方法：通过利用各种刀具和电动工具，手工把线路板上不需要的铜刻去。这种方法由于全是手工操作，其最主要的缺点是费卫费时、精度不易控制、双面板的钻孔难以对齐，且存在不可恢复性，对操作要求很高。目前，传统物理方法已较少有人采用。

化学方法：通过在空白覆铜板上覆盖保护层，在腐蚀性溶液里把不必要的铜蚀去，是使用最广泛的方法。覆盖保护层的方法多种多样，主要有最传统的手工描漆方法、粘贴定制的不干胶方法、胶片感光方法以及近年才发展起来的热转印打印ＰＣＢ板方法。其缺点为：ａ）打印精度取决于所采用的打印机墨盒的精度。性能较差的打印机打印出来的线条不均匀，腐蚀过程中容易造成断线、粘连。ｂ）腐蚀过程的控制难度高：单片腐蚀用板不可能配备线路板厂大批量生产所用的专业控制设备，而腐蚀溶液的温度、浓度、酸碱度都会对腐蚀质量有较大影响。ｃ）感光板对环境要求较高，必须在全黑低温条件下保存，曝光过程也必须在暗房条件下进行。ｄ）银盐（感光材料）及铜盐（腐蚀产物）均有毒性，腐蚀过程中操作要十分小心，沾上人身或衣物很难清洗，且由于环保原因，腐蚀后废液处理比较麻烦。ｅ）蚀刻出来的成品板必须利用手工打孔，而手工打孔要控制精度很困难。．．综上所述可知，要实现快速制板，传统的化学方法过于复杂与麻烦，物理方法又太过费工费时，且两者对学习与操作技巧要求都较高，快速制板的“快速”二字并未得到真正的体现。

本文就是以此为出发点，以计算机控制电机的精确运动来操作，兼容国内使用率最高的ＰＲＯＴＥＬ软件，直接利用ＰＲＯ?

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万方数据