非接触式IC卡开放实验室管理系统.doc

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1、摘 要：本论文介绍了一种基于非接触式IC卡的开放实验室管理系统，非接触式IC卡是IC卡领域的一项新兴技术，它是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物。射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)技术是最近几年发展起来的一门新的自动识别技术。它利用射频方式在非接触式IC卡和读卡器之间进行无线双向通信，完成目标识别和数据交换。而卡上电路的工作电源由读卡器发出的电磁波能量提供。由于非接触式IC卡具有操作快捷、防碰撞能力强、工作距离远、安全性高、便于“一卡多用”等特点，在身份识别、自动收费和电子钱包等领域具有接触式IC卡所无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。本

2、文所成功设计的非接触式IC卡开放实验室管理系统利用下位机采集数据，借助通信网络，将数据发送到上位机，完成数据的统计分析及报表的生成。该系统采用全智能化管理,可以自动记录学生进入实验室的信息,真正实现实验室开放管理,实验室可以全天候对学生开放,不用有专门的人在时时监督，其为实验室的教学和管理提供科学化、现代化的管理手段，大大节约了人力、物力，所以使实验室管理有了质的飞跃。非接触式IC卡开放实验室管理系统1绪 论1.1引言随着高校教学实行改革以及学生选课系统的运行，传统的实验室管理方式已不能满足教学改革的要求。为适应新人才培养方案的实施，实现实验课程的全面改革，有计划地进行开放性实验是行之有效的教

3、学手段，也是改变传统教学模式，提高实验教学质量，培养学生独立操作能力和创造性思维的必由之路。为提高实验室管理水平，规范有序地做好实验室开放工作且要节约人力、物力，就迫切需要一套与上述现代教学管理相适应的实验室管理系统，以实现开放性实验室管理，开发非接触式IC卡开放实验室管理系统，可以实现实验课程教学的动态、开放式管理。因此，对实验室管理具有重要作用。1.2研究背景20世纪90年代以后，随着计算机和网络技术的飞速发展，特别是Internet应用日益普及的情况下，人类进入了一个崭新的时代，这就是信息时代。有学者指出：“当今社会正面临着以信息技术为核心的科技革命，以提高人力资本增值为核心的管理革命。

4、”此时，如何获取信息和管理信息的技术成为一切的关键。管理的信息化水平已经逐渐成为衡量学校办学水平的重要条件之一，也是学校管理能否达到国内高水平大学的标准。 此外，随着高等教育改革的不断深入和计算机应用技术的普及，社会对毕业生计算机水平和综合素质的要求也越来越高，为适应教育现代化的要求，各高校都不同程度地采用了各种现代化教学手段，兴建电工电子实验室、多媒体电子教室、电子阅览室、计算机实验室等多种实验室，以推进教学方法和手段的改革，培养出具有创新能力的高素质人才。现代教育理论中最重要的一个方面就是最大限度地开发学生的创造性思维，让学生在宽松的学习环境中汲取知识，并扩大实践和动手的机会，让学生去实现

5、自己的想法。在工程类学科中这一点显得尤为重要。高等学校作为人才培养的摇篮，在全面实施素质教育过程中，实验教学处于举足轻重的地位。实验课就成为培养学生动手能力，理论与实践相结合能力和创新能力的重要教学环节。特别是高校实验室的建设与管理水平对实践教学质量影响很大，对科研工作也起着决定性的作用。实验室是完成实验的主要场所。高校实验室的功能已经由过去单一的教学功能，发展成为集教学、科研、开发等多种功能为一体的综合体。实验室也成为规模大型化、结构综合化、系统复杂化、设备高档化的实验群体，由此带来的实验室管理工作也日趋复杂化。所以，提升实验室的管理水平、促进实验室管理现代化是社会对人才培养模式改革的客观要

6、求，也是实验室水平评估的一个重要观测点。如何利用电子信息技术建立适合素质教育的实验教学模块及其管理信息系统，是进行实验室建设和提高实验室投资效益的指导方针。只有实验室设备的现代化，没有实验室管理的现代化，显然不能收到应有的效益。因此合理利用实验室，对现有实验室进行科学、规范的管理，将有利于综合发挥实验室的效益，提高教学与科研水平。为实现上述目的，作者开发了一套非接触式IC卡开放实验室管理系统，该系统已经设计成功，系统运行结果证明，可以在实验室使用，通过在每个实验室配置该系统，实现了实验课程教学的动态、开放式管理。因而，实验管理水平实现了质的飞跃。1.3研究目的和意义 非接触式IC卡开放实验室管

7、理系统，是针对开放实验室管理工作而开发的，用以帮助开放实验室工作人员利用该系统对学生使用实验设备进行快速方便的管理，彻底改变传统的人工方式，消除人工管理所带来的各种弊端，降低开放实验室管理人员的工作成本，且能充分利用高校有限的实验室资源。 开发非接触式IC卡开放实验室管理系统，使之实现对实验室的自动化管理，提高了教学质量，为实验室规范化、科学化管理提供了切实可行的方案，对推进高校实验室自动化建设具有重要作用。 本系统具有很好的市场推广应用价值，无论大小实验室都可以使用该系统。 该系统已设计成功，且运行效果良好，可以安装在各大小实验室使用。1.4 论文的结构本文针对高校实验室传统的实验室管理方式

8、的种种弊端，对开放实验室管理方式进行研究与分析，提出非接触式IC卡开放实验室管理系统的设计目标，进行了系统的分析与设计，最后对该系统的应用前景作了说明。本文分为七章，第一章绪论，简要介绍本文的研究背景、目的意义。第二章介绍课题总体研究和涉及的主要技术，包括射频识别技术、Wiegand协议等。第三章介绍非接触式IC卡开放实验室管理系统的功能与结构框图。第四章介绍非接触式IC卡开放实验室管理系统的硬件设计。第五章介绍非接触式IC卡开放实验室管理系统的下位机软件设计。第六章介绍非接触式IC卡开放实验室管理系统的上位机软件设计。第七章结论。最后是参考文献和致谢。 2课题总体研究和涉及的主要技术2.1非

9、接触式IC卡开放实验室管理系统组成 非接触式IC卡开放实验室管理系统由非接触式IC卡、非接触式IC卡读卡器、人体红外感应模块、单片机和开放实验室管理软件组成，此外还包括液晶显示屏及一些外部电路。（1）非接触式IC卡：相当于门的钥匙，它是通过磁力线圈产生感应电流向读卡器发射卡内信息，完成读卡操作的。 （2）读卡器：是开放实验室管理系统的主要设备，它与单片机相连。通过单片机对读出的卡内信息进行处理，只要有非接触式IC卡进入读卡器射频能量范围，读卡器便通过射频信号与IC卡通信，读取卡中数据，并将其送给单片机处理。 （3）人体红外感应模块：这是基于红外线技术制作的人体传感模块，利用它可以检测是否有人进

10、入其范围，并作出相应的判断。 （4）单片机：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。 （5）开放实验室管理软件：这是一个上位机软件，它把从下位机采集的数据，借助通信网络，将数据发送到上位机，完成数据的处理及统计分析。2.1.1非接触式IC卡 非接触IC卡，又名感应卡、射频卡。诞生于90年代初，由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，使之一经问世，便立即引起广泛的关注，并以惊人的速度得到推广应用。

11、 非接触式IC卡由IC芯片，感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分。非接触式IC卡的读写过程，通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。 非接触型IC卡本身是无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等，并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统，无论是硬件结构，还是操作过程都得到了很大的简化，同时借助于先进的管理软件，可脱机的操作方式，都使数据读写过程更为简单。非接触式IC卡

12、应用快捷、灵活，易于保管，可靠性高的众多方面赢得了国内人士的信心，可以预测，在不远的将来，非接触式IC卡会在更大范围的加以推广应用。 非接触式IC卡克服了接触卡的缺点，向零缺陷迈进了一大步。具有以下主要特点： （1） 可靠性高、使用寿命长、维护成本低 非接触式IC卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如: 由于粗 暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外, 非接触式IC卡表面无裸露的芯片,无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏而使卡片失效等问题, 适应各种恶劣环境。因此，在正常使用的情况下，可以保证IC卡的使用寿命，在10年以上。 （2） 操作

13、方便、快捷 由于非接触通讯,读写器在510cm甚至更远的范围内就可以完成对卡片的操作, 非接触式IC卡使用时非常简单，不需固定方向和位置，没有方向性,卡片可以任意方向掠过读写器表面,即可完成操作,大大提高每次使用的速度。 （3） 加密性能好、安全可靠 每张卡片在出厂时都写有不可更改的唯一编号（全球唯一的序列号，制造厂家在卡片出场前已将此序列号固化，不可再更改），并可为第一用户设定卡与读写设备相对应的唯一的密钥，卡和读写设备均无法 （5） 广泛适用性 非接触式IC卡可应用于不同的系统、不同的场合。每张卡片出厂时有唯一的序列号，用户可以根据不同的应用设定不同的密码和访问条件，可实现企业管理一卡多用

14、的需要。同一张卡片经个人化处理后，既可作为工作证、胸卡、巡更卡、门禁钥匙卡，也可作为企业内部食堂、咖啡厅和其它消费用的电子钱包，并可实现企业内部医疗管理、停车管理等诸多功能。 （6） 提升企业形象： 由于非接触读写的特性，非接触ID卡的经个人化处理后，可以塑 封使用,使图案不褪色,方便的应用和轻松的管理,有利于公证,公开性的办公,对内激励员工,对外提高公司的商业形象.有助于企业降低管理成本和提高工作效率和经济效益。 （7） 性能价格比最优 由于上述的性能特点，采用非接触ID卡实现一卡通管理，是一种性能价格比最优的方案。 （8） 多种权限级别管理 可设置多个权限级别，增加了整个系统运行的安全性。

15、2.1.2非接触IC卡读卡器感应式IC卡读卡器，又叫非接触IC卡读卡器，是射频非接触（感应式）IC卡读卡器的一种，其中由于PHILIPS 的 Mifare One 读卡器占有率最高，所以也是这种读卡器通俗的称呼，由于该系列的卡片具备可读写功能，可以一卡多用，分区加密，所以广泛用于一卡通领域，性价比弱于ID卡，由于采用高频原理，读卡距离偏短。优点：抗金属屏蔽和读卡器相互干扰能力强。性能稳定，先进的防死机电路设计，防浪涌保护，防错接保护。使用纯数字式进口射频基站芯片，无误码设计。智能化声音和灯光控制模式符合国际标准的接线方式蜂鸣器声音清脆响亮，不会受干扰变调。传输距离长 可达100米。无环氧树脂封

16、胶。接线方式：BEEP线（蓝色）：接低电平蜂鸣器长鸣LED线（棕色）：接低电平绿灯亮DATE0（绿色） DATE1（黄色） 数据线：输出标准Wiegand26bit数据电源线输入（红色正极 黑色地线）：914VDC 建议12VDC2.2非接触式IC卡开放实验室管理系统涉及的主要技术2.2.1Wiegand协议 Wiegand26是广泛应用于非接触IC卡读写控制的一个协议。系统中的读卡器也是使用Wiegand协议。Wiegand26协议是由美国工业安全委员会SIA（Security Industry Association）的隶属组织访问控制标准子委员会制定的一个关于存取控制的标准协议。它是一个

17、关于非接触式IC卡读写器接口和输出的协议。协议中定义了经常应用于控制访问、安全和其他相关工业领域中读卡器和控制器之间的接口。这个标准的规范使得读卡器的设计者和控制器的生厂商们的工作得以标准化。中控科技系列指纹门禁机也遵照此协议设计。Wiegand协议是国际上统一的标准，有很多格式，标准的26-bit 应该是最常用的格式。此外，还有34-bit 、37-bit 等格式。格式的含义如下：当给出这一串数字02888888888，用户并不知道这串数字的含义，但如果说这是一个电话号码的时候，那么你可能就会说： 哦，028是成都的区号，而88888888是电话号码。呵呵，不错，这正是四川航空的服务热线。但

18、是安防行业并不愿意把这些格式公开，而安防公司也常常 变化这些格式来保证产品的保密性。而标准26-bit 格式是一个开放式的格式，这就意味着任何人都可以购买某一特定格式的HID卡，并且这些特定格式的种类是公开可选的。26-Bit格式就是一个广泛使用的工业标准，并且对所有HID的用户开放。几乎所有的门禁控制系统都接受标准的26-Bit格式。（1）Wiegand（韦根）接口Wiegand接口通常由3根线组成，它们是：数据0（Data0），数据1 （Data1）和 Data return。这3条线负责传输Wiegand信号。D0，D1在没有数据输出时都保持+5V高电平。若输出为0，则D0拉低一段时间，

19、若输出为1，则 D1拉低一段时间。如图：两个电子卡韦根输出之间的最小间隔为0.25秒。（2）标准26位Wiegand通讯协议 在de facto工业标准中，Wiegand 26bit组成格式：8 bits的机器号、16 bits的ID号。8 bits的二进制代码可以表示256（0255）个机器号，16bits的二进制代码可以在每一个机器号中表示65,536 (0 to 65,535)个不同的ID号。标准韦根输出是由26位二进制数组成，每一位的含义如下：1 2 910 2526EP FCCCOP 表二 字段定义 字段 含义EP偶校验位（Even Parity bit），EP是由2到13bit位来

20、判断的。如果是偶数个“1”，EP为0；相反则为0。 FC(bit2-bit 9)机器代码（Facility Code，0-255)Bit 2 为MSB（高位有效位） CC (bit10-bit 25)卡号（Card Code，0-65 535），其中bit10为MSB OP奇校验位（Odd Parity bit），OP值由14到26bit决定的。如果是偶数个“1”，OP值为1，相反则为0。 第1位为213位的偶校验位第29位对应与电子卡HID码的低8位第10-25位对应电子卡的PID号码第26位为14-25位的奇校验位这26位数据在读出器的韦根输出线D0，D1上输出。（3）HID和PIDHID

21、号码即Hidden ID code 隐含码，PID号码即Public ID code 公开码。 PID很容易在读出器的输出结果中找到，但HID在读出器的输出结果中部分或者全部隐掉。HID是一个非常重要的号码，它不仅存在于卡中，也存在于读卡器 中。如果卡中的HID与读卡器中的HID不同的话，那么这张卡就无法在这个读卡器上正常工作。（4）Wiegand接口硬件设计可以将Wiegand接口的Data0和Data1两个输出接到MCU的两个IO脚上，采用查询的方式接收数据，但这样接收并不可靠。比较好的方法是将Data0和Data1接到MCU的两个中断引脚上，采用中断的方式接收数据。如图：2.2.2射频识

22、别技术射频识别技术（Radio Frequency Identification，缩写RFID），射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递)，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频卡

23、具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。（1）RFID系统的组成 最基本的RFID系统由三部分组成： 电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；当受无线电射频信号照射时，能反射回携带有数字字母编码信息的无线电射频信号，供阅读器处理识别。 阅读器(Reader)：有时也被称为查询器、通讯器或称为读出装置，用以产生发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电射频信号，经处理后获取标签数据信息

24、，有时还可以写入标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 微型天线(Antenna)：在标签和阅读器间传递射频信号。 （2）RFID系统的工作原理 RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面，电子标签中保存有约定格式的电子数据。阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。 图1图1就是RFID感应技术的基本原理图。在电磁场系统中，阅读器（Reader）发出一个电磁（EM）波，电磁波以一个球形波向

25、前传播。电子标签位于电磁场中，淹没在这样传播的电磁波中并从电磁波中收集一些能量。在任何一个点上， 可用的能量的大小与该点距发射机的距离有关。 由上可知，阅读器必须在可阅读的距离范围内产生一个合适的能量场以激励电子标签。(3) 射频卡的标准及分类目前生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。目前，可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用最多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。按照不同得方式，射频卡有以下几种分类： 按供电方式

26、分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限、体积较大、成本高，且不适合在恶劣环境下工作；无源卡内无电池，它利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电，其作用距离相对有源卡短，但寿命长且对工作环境要求不高。 按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和134.2kHz两种，中频射频卡频率主要为13.56MHz，高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的

27、应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。 按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频卡使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30米)。 按作用距离可分为密耦合卡(

28、作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米，甚至更远)。 按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。 3非接触式IC卡开放实验室管理系统的功能与结构框图3.1系统功能非接触式IC卡开放实验室管理系统可以二十四小时对学生开放，学生进出实验室必须刷卡并可以累计学生做实验所用的时间且记录学生的相关信息。根据学生所在班级的不同，该系统可识别不同类别的卡，控制不同使用者的允许进出的时间及允许进出的实验室。可以完成制卡操作，也可对失效或遗失的IC卡进行挂失，防止过期或者丢失的卡被继续使用，以有效地管理实验室。在开放的实验时间判断实验学生进

29、出是否有刷卡，没刷卡则报警，刷卡是否有效，无效则报警，有效则记录实验学生刷卡的时间和卡号等相关信息；系统的总服务器端的管理软件，可完成查询、统计和自动生成报表等功能，方便管理人员按学生姓名或日期查询统计学生出勤、请假等各种记录，这些记录数据库存储。整个系统利用下位机采集数据，借助通信网络，将数据发送到处理和计算能力强大的上位机，完成数据的统计分析、报表的生成。3.2结构框图非接触式IC卡开放实验室管理系统由读卡器、单片机控制器、液晶显示模块、报警电路、人体红外感应模块及通信模块组成。非接触式IC卡开放实验室管理系统结构框图如图3-1所示。 单片机 读 卡器人体红外传感器液晶显示报警模块通信模块

30、 图3-1 4非接触式IC卡开放实验室管理系统的硬件设计4.1读卡器与AT89S52单片机的接口设计非接触式IC卡开放实验室管理系统的关键部件是读卡器，这里本人选用了Wiegand WG1200 Mifare one读卡器，该读卡器技术指标如下：（1）输入格式: Mifare one （2）输出格式: 标准wiegand 26bits（3）传输距离: 100米 （4）读卡距离: 4-6 cm （5）工作电压: +12 VDC（6）静态电流：小于40毫安（7）动态电流：小于100毫安（8）环境温度：40 至 70 摄氏度（9）环境湿度：小于 95 无冷凝（10）内置线路板尺寸(含天线): 100

31、mm*38mm*17mm（11）接线方式： BEEP线（蓝色）：接低电平蜂鸣器长鸣 LED线（棕色）：接低电平绿灯亮 DATE0（绿色） DATE1（黄色） 数据线：输出标准Wiegand26bit数据 电源线输入（红色正极 黑色地线）：914VDC 建议12VDC整个硬件部分中，读卡器模块是核心，其他模块都是为其服务的。根据Wiegand26协议生产的感应卡读卡器,它的输出是标准的26 bits Wiegand格式，并且它有两个数据输出端DATA0 和 DATA1。根据 Wiegand26协议，DATA0 和DATA1 上产生脉冲时，为低电平。AT89S52的两个外部中断INTO 和INT1

32、 也是低电平产生中断，所以将读卡器的两个数据输出端DATAO 和 DATA1 直接和AT89S52的INT0 和INT1 相连。读卡器与AT89S52单片机的连接如图4-1所示。 图4-14.2控制器的选择At89s52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案

33、。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。本系统以这种高效廉价的单片机来作为终端管理系统的核心部件，在其他相关电子器件的配合下，主要完成读卡和显示相关信息的功能。

34、其管脚结构如图4-2所示。图4-24.3传感器的选择 本系统选用人体红外感应模块来检测是否有人进出实验室门。它是基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高，可靠性强，广泛应用于各类自动感应电器设备。（1）功能特点:全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。光敏控制（可选择，出厂时未设）：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。两种触发方式：（可跳线选择） a.不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变为低电平； b.可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，

35、直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点).具有感应封锁时间(默认设置:0.2秒)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒几十秒钟)工作电压范围宽：默认工作电压DC5V-20V(可订做范围DC3V-24V)微功耗:静态电流70微安(可以定制50微安），特别适合干电池供

36、电的电器产品。输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。 外接示意:典型应用:1.电源正极；2.高低电平输出;3.电源负极;H:可重复触发;L:不可重复触发;CDS:光敏控制（2）技术参数：工作电压:DC4V-24V(可订做范围DC3V-DC24V)。静态功耗:70微安(可以定制50微安)。电平输出:高3.3V(其它电压值需订做);低0V。延时时间:可调（0.3秒18秒），也可定做范围零点几秒-十几分钟。封锁时间:可定做范围零点几秒-几十秒（默认0.2秒）。触发方式:L不可重复;H可重复。感应范围:=2&n=17) dm=dm|0x0000; dm=dm=18&n=25) tm=tm|0x00

37、; tm=tm=26) n=0; t=1; EA=1;void data1() interrupt 2 using 2/卡数据接收 EA=0; n+; if(n=2&n=17) dm=dm|0x0001; dm=dm=18&n=25) tm=tm|0x01; tm=tm=26) n=0; t=1; EA=1;接收的数据放到缓冲寄存器dm,还需要对dm进行数据处理才能送给上位机和单片机处理，读卡处理函数为kachuli()，其程序为：void kachuli()/读卡处理 i=dm;/数据缓冲 i&=0xff00; i=8; dm1=i;/数据缓冲 a=dm1; a&=0xf0;/数据缓冲 a=

38、4; led0=a;/数据处理完成 a=dm1; a&=0x0f; led1=a;/数据处理完成 j=dm;/数据缓冲 j&=0x00ff; dm2=j; /数据缓冲 a=dm2; a&=0xf0; a=4; led2=a;/数据处理完成 a=dm2; a&=0x0f; led3=a;/数据处理完成 k=tm;/数据缓冲 k&=0xf0; k=4; led4=k;/数据处理完成 c=tm;/数据缓冲 c&=0x0f; led5=c;/数据处理完成5.2.2液晶显示模块子程序的设计液晶显示程序的设计必须严格按液晶程序的时序图来写，否则会造成错误，液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令前

39、一定要确认模块的忙标志为低电平淡，表示不忙，否则此指令失效。忙处理函数为shfbusy()，其程序为：BOOL shfbusy()/判断是否忙 BOOL busy; RS=0; RW=1; E=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); busy=(BOOL)(P2&0X80);/读出忙BF的值且进行类型转换 E=0; return busy;液晶显示初始化函数为chshhua()，其程序为：void chshhua() /初始化子程序 wcode(0x38);/8位数据口,两行显示，5*7点阵 delay(1); wcode(0x0f);/显示开，光标关，闪

40、烁关 delay(1); wcode(0x06);/光标增+画面不动 delay(1); /*wcode(0x14);/画面平移一个字符，右移 delay(1);*/ wcode(0x01);/清屏 delay(1); 开始初始化上位机有命令响应上位机命令是否刷卡是否有效红外检测红外检测信息处理是否刷卡是否有效信息处理信号报警有人处理处理报警图5-1NNNYNNNN进出5.2.3报警驱动程序的设计报警电路由单片机的P1.0引脚控制，当P1.0输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P1.0输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程

41、序控制P1.0脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。程序中改变单片机P1.0引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。另外，改变P1.0输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小，这些我们都可以通过编程来实现。6非接触式IC卡开放实验室管理系统的上位机程序设计6.1上位机系统的软硬件配置（1）PC机：PC机是系统能正常运行的前提条件，因此应尽量选择性能稳定可靠的品牌，兼容机应该考虑硬件配置的兼容问题。系统可以运行在Windows98、 Windows2000、 Windows XP等多个操作平台。一般为了保证系统正常运行的速度，建议最低配置如下：CPU:

42、奔腾以上。内存：128MB以上。硬盘：10G以上。（2）上位机编程语言：上位机采用VC+语言编程。（3）后台数据库：系统的开发离不开后台数据库的支持，选择何种数据库也是关键，这里我们Access数据库作为后台管理系统。6.2上位机程序设计6.2.1数据库设计 系统构建的数据库包含如下信息：（1）刷卡人信息表：刷卡人的详细信息，包括：学号、姓名、班级、性别、卡号等。（2）时间表：进出时间、累计时间等。6.3界面设计6.3.1登录界面登录界面要求管理员输入用户名和密码才可以进入系统，否则不能进入。登录界面如图6-1所示。 图6-16.3.2修改密码该系统可以通过系统设置进行密码修改，以提高安全性，其密码修改界面如图6-2所示。 图6-26.3.3系统主界面系统主界面如图6-3所示。图6-36.3.4系统录入学生界面该系统可