摘 要

近年来，物联网概念不断被社会所关注，RFID技术作为物联网核心技术之一，也随着物联网的关注提高，有着越来越多的应用。在智能建筑概念中，RFID技术在其中扮演着重要角色，智能门禁系统在这种大潮流下得到广泛的应用。本文通过对RFID技术的前期学习，提出一种基于Linux系统的RFID智能门禁系统的设计方案。通过对此方案的研究，目的在于加强物联网技术的应用，促进物联网技术的发展。本文门禁设备的硬件使用嵌入式ARM为主控器件、RFID读写模块、LCD显示模块。系统的软件部分利用嵌入式Linux的Ubuntu系统。在对系统硬件ARM，RFID读写器，LCD显示屏的串口，接口电路进行分析后提出其硬件设计方案；在VMware工作站中搭建Ubuntu开发环境，对RFID的工作流程进行详细分析后，设计了RFID读写器与IC卡通信应用程序；最后对门禁系统的嵌入式ARM主控器件进行了Ubuntu系统、驱动系统的移植。

本文提出的门禁系统结合了Linux操作系统，RFID射频识别技术，很有效的满足了物联网的大环境下，智能建筑对门禁系统的要求。本设计方案可以广泛应用于小区，学校，企业等现代场景中。

关键字：物联网；智能建筑；Linux；Ubuntu；RFID

Abstract

In recent years, the concept of Internet of things has been paid more and more attention by the society. RFID technology, as one of the core technologies of Internet of things, has more and more applications with the increasing attention of Internet of things. In the concept of intelligent building, RFID technology plays an important role, and intelligent access control system is widely used in this tide. Through the study of RFID technology, this paper proposes a design of RFID intelligent access control system based on Linux system. Through the research of this program, the purpose is to strengthen the application of Internet of things technology and promote the development of Internet of things technology. The hardware of the access control equipment in this paper uses embedded arm as the main control device, RFID reading and writing module, OLED display module. The software part of the system uses the Ubuntu system of embedded Linux. After analyzing the system hardware arm, RFID reader, serial port of OLED display screen and interface circuit, the hardware design scheme is put forward; the Ubuntu development environment is built in VMware workstation, and the RFID workflow is analyzed in detail, the RFID reader writer and IC card application program are designed; finally, the Ubuntu system and driver system are carried out for the embedded arm main control device of access control system The transplantation of the system.

The access control system proposed in this paper combines Linux operating system and RFID technology, which effectively meets the requirements of the access control system of intelligent building in the environment of the Internet of things. The design of this paper can be widely used in nine points, universities, factories and other modern scenes.

Key words: Internet of things; intelligent building; Linux; Ubuntu; RFID

目 录

第1章 绪论 5

1.1 研究背景 5

1.2 研究意义 2

1.3国内外研究现状及发展趋势 2

1.4本文研究内容 4

第2章 嵌入式技术与RFID技术概述 5

2.1 嵌入式技术概述 5

2.1.1嵌入式技术基本概念 5

2.1.2嵌入式技术的主要特点 6

2.1.3嵌入式技术硬件型号选择 7

2.1.4嵌入式操作系统选择 7

2.1.5嵌入式产品设计的一般方法 8

2.2 RFID技术介绍 9

2.2.1 RFID技术概述 9

2.2.2 RFID读写器 9

2.2.3电子标签 11

2.2.4天线 12

第3章 硬件电路 13

3.1硬件电路系统架构 13

3.2 ARM主控制器 13

3.3通信模块 15

3.4电源模块 16

3.5存储器 17

3.6 LCD显示模块 20

3.7 RFID读写模块 22

3.7.1 读写器原理 22

3.7.2 天线原理 23

第4章 软件部分 24

4.1 软件开发环境 24

4.1.1在Ubuntu中利用以下命令搭建FTP 24

4.1.2安装vim编译器 25

4.2 门禁系统软件框架设计 26

4.2.1主程序 26

4.3 Ubuntu系统移植 28

4.3.1嵌入式操作系统Ubuntu 28

4.3.2 Ubuntu内核移植流程 29

4.4 LCD驱动程序 31

4.5 RFID运行程序 33

4.5.1驱动程序 33

4.5.2读卡程序 35

第5章 结论 37

参考文献 38

致谢 39

第1章 绪论

1.1 研究背景

门禁系统在现代建筑管理中起着极其重要的作用，例如企业及工厂对员工的出勤、工作时长、工作效率等数据的采集，都有物联网技术的参与，物联网技术的发展对智能建筑的意义重大。智能建筑系统分为三层^[1]：感知层、通信层和应用层。智能建筑最基本的一层即传感层，是以各种传感器为基本元件，利用RFID等技术对建筑中的人和物进行感知和实时管理。在智能建筑中，数据采集是整个系统的数据源和重要环节。传统的访问控制系统需要人力来监督和编写访问记录。在这一过程中，往往需要大量的人力、物力和财力，效率相对较低。因此，传统的访问控制系统的缺点是显而易见的。因此，需要一种新的访问控制系统，它不仅可以取代传统的访问控制系统，而且可以提高客户记录的效率，节约物质资源，促进社会信息化进程。

射频识别技术的数据传输形式是无线电波，它是一种半双工的通信技术。无线电波的优势在于可以进行短距离的传输，使得数据可以不接触传播，电波传输也使数据更快速，效率更高，在数据传输的终端，系统更是联通了数据库，完成了数据的快速交换和比对。在整个系统的运行过程中，电波传输过程中的损耗是极小的，能达到节能、时间和效率的要求。随着物联网技术的快速发展，人们认识到RFID技术的优势和巨大的应用潜力，可以极大地推动物联网技术的应用和社会信息化建设^[2]。