嵌入式门禁系统硬件的设计与实现

论文摘要

随着自动控制技术、计算机技术和通信技术的快速发展,人们要求门禁系统具有更多的功能,许多现有的门禁系统已不能满足人们的生活需求,因此设计一种反应迅速、功能强大、易于扩展的智能门禁系统具有极大的经济效益和市场价值。本文详细地介绍了根据应用需求而设计的这种嵌入式门禁系统,其中最大特点是它结合了嵌入式技术和RFID技术各自的优点。本文在详细分析嵌入式门禁系统项目需求的基础上,给出嵌入式门禁系统的硬件总体设计方案,主要包括电源模块、嵌入式门禁控制器模块和RFID模块。电源模块为满足嵌入式门禁系统不间断工作的要求,特别设计了一个充电电路对蓄电池进行充电,充电电路具有自动充电和自动切断功能。嵌入式门禁控制器模块采用了基于ARM920T内核的微处理器S3C2410,在选择合适芯片的基础上,详细地设计了微处理器、SDRAM、FLASH、Ethenet、USB等电路原理图以及进行相关的讨论。S3C2410支持8/16/32位数据总线带宽,本设计中采用了32位,这样数据传输速率最大,门禁控制器的响应时间最短。在RFID模块中详细地介绍了读卡器电路的设计。在完成电路原理图设计的基础上,进行PCB布局布线,制板焊接,做出产品。最后搭建好ADS1.2调试平台,用传统的硬件调试方法和ADS1.2调试方法一起调试嵌入式门禁系统的硬件,并给出调试报告。经过调试和测试,该产品工作正常稳定,满足设计需求,已交付客户使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 嵌入式微处理器特点简介
• 1.3 RFID 技术优点
• 1.4 门禁系统简介
• 1.4.1 门禁系统的组成
• 1.4.2 门禁系统的发展
• 1.4.3 门禁系统的功能
• 1.4.4 国内外门禁系统研究现状
• 1.5 本课题主要的工作
• 第二章 嵌入式门禁系统的硬件总体设计
• 2.1 嵌入式门禁系统的需求分析
• 2.1.1 目的
• 2.1.2 性能
• 2.1.3 功能
• 2.1.4 I/O 口的设计要求
• 2.1.5 嵌入式门禁控制器的物理要求
• 2.1.6 设计依据
• 2.2 嵌入式门禁系统的组成
• 2.3 嵌入式门禁控制器硬件结构
• 2.3.1 嵌入式微处理器
• 2.3.2 逻辑结构
• 第三章 嵌入式门禁控制器的原理图设计
• 3.1 电源模块的设计
• 3.1.1 电源板的设计
• 3.1.2 嵌入式门禁控制器板上的电源
• 3.2 微处理器的原理图设计
• 3.2.1 启动模式
• 3.2.2 时钟
• 3.2.3 晶振电路
• 3.2.4 JTAG 接口
• 3.2.5 串口
• 3.3 嵌入式门襟控制器的存储器组成
• 3.3.1 SDRAM
• 3.3.2 FLASH
• 3.4 以太网的原理图设计
• 3.4.1 以太网控制器的选择
• 3.4.2 以太网的原理图设计
• 3.5 USB 的原理图设计
• 第四章 RFID 电路设计
• 4.1 RFID 系统组成
• 4.1.1 射频标签
• 4.1.2 读卡器
• 4.1.3 数据管理系统
• 4.2 读卡器电路设计
• 4.2.1 射频模块
• 4.2.2 控制模块
• 4.2.3 读卡器的工作原理
• 4.3 响应电路和其他数据采集电路设计
• 4.3.1 门锁控制电路
• 4.3.2 其他数据采集电路
• 第五章 嵌入式门禁系统的调试过程及结果
• 5.1 嵌入式门禁系统PCB 设计
• 5.1.1 嵌入式门禁系统PCB 布局
• 5.1.2 嵌入式门禁系统PCB 布线
• 5.2 调试准备
• 5.2.1 调试平台准备
• 5.2.2 调试工具介绍
• 5.3 电源板的硬件调试
• 5.4 嵌入式门禁控制器的调试
• 5.4.1 电源、晶振及复位电路的硬件调试
• 5.4.2 JTAG 调试硬件平台构建
• 5.4.3 存储器系统的硬件调试
• 5.4.4 以太网的硬件测试
• 5.4.5 USB 测试
• 5.5 RFID 电路的测试
• 5.6 系统联合调试
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果