
RFID(射频识别)或射频识别是一种短距离无线通信技术. 与其他短距离无线通信技术WLAN,蓝牙,红外,ZIGBEE,UWB相比,最大的不同是RFID是一种被动工作模式. RFID技术利用集成电路计算,电子识别,计算机通信等技术,通过读取器和安装在载体上的RFID标签,实现载体的非接触式识别和数据信息交换,加上其便捷性,速度,识别能力速度快,数据容量大,使用寿命长,标签数据可以动态更改等,因此它比条形码具有更好的安全性和动态实时通信,因此被广泛用于家庭,酒店等门禁系统中以及公司.
ASR(自动语音识别),即语音识别技术,其目标是将人类语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入数据. ASR技术要解决的问题是使计算机能够“理解”人类语音并“提取”语音中包含的文本信息. ASR技术在可以“听和说”的智能计算机系统中起着重要的作用,这等效于在计算机系统上安装“耳朵”,使其具有“听”的功能,以实现语音中的“语音”使用. 信息时代人机交流和交互的最自然,最便捷的手段. RFID技术和ASR技术在门禁系统中的应用可以使门禁系统更加安全,人性化和智能化.
1. 整体结构设计
图1是系统整体硬件结构的框图. 该系统以凌阳SPCE061A单片机为核心设备,结合射频识别(RFID)技术和语音识别技术,实现了系统的双重安全性,并使用LCD12864显示用户刷卡信息. 访问控制系统还通过串行端口与主机通信.
用户首先刷卡,然后单片机将获得的卡号与自己RAM中的卡号进行比较. 如果卡号相同,则执行语音识别. 如果用户的语音功能模型与系统的现有语音功能模型匹配,则系统将解锁电子锁. 刷卡时,单片机使用RS232串行口协议与上位机通信,使上位机可以获取用户数据和刷卡信息,并可以添加和删除用户.
射频识别技术使用射频读卡器模块和非接触式ID卡,避免了刷卡时磁卡与读卡器之间的摩擦,大大提高了硬件的使用寿命. 凌阳SPCE061A MCU包含语音功能,可以完成语音记录,语音播放,语音采样和语音识别等任务. 同时,凌阳SPCE061A单片机的语音识别误识率低,可以弥补卡片丢失后使用卡开门进门的缺陷.
12864液晶显示屏显示用户的卡号,刷卡时间,刷卡时间,并显示卡号是否错误.


系统整体硬件结构框图
2. 主要硬件电路设计
本设计的主要硬件电路包括射频卡读取器电路和电子锁驱动电路.
2.1射频卡读写器电路原理与组成
当RF读卡器与卡进行数据传输时,读卡器发送的信号由两部分叠加组成: 一部分是载波信号(125KHz). 卡接收到信号后,就会通过卡自身的LC电路生成信号. 即时为卡中的芯片供电;另一部分是命令和数据信号,它控制卡的芯片以完成数据读取和存储的功能,并将该信号返回给读卡器.
图2是RF卡读取器的电路图. 射频读卡器电路由信号计数模块,分频模块,线圈,滤波模块,放大模块和整形模块组成. 分频模块和计数模块生成的125KHz正弦信号通过线圈为RF卡提供载波. 线圈感应出射频卡后,载波和数据信号一起进入滤波器模块. 载波和数据信号经过滤波后门禁读卡器原理,载波被滤出,仅留下信号. 信号经过放大整形模块后,输出有效信号.


图2射频电路图
2.2电子锁驱动模块的电路组成和原理
图3是电子锁驱动器模块的电路图. 模块电路由光耦合器,NPN晶体管和Darlington晶体管组成. 当微控制器的IO端为高电平时,光耦合器打开;同时,Q1的NPN晶体管导通. 因为Q1的发射器连接到Darlington管Q2的基部,所以Darlington管被打开,从而驱动了电子锁.

图3电子锁驱动器模块的电路图
3. 语音识别功能的实现

L阳单片机的语音识别仅分为“训练”和“识别”两个阶段. 在训练阶段,单片机对收集到的语音样本进行分析处理,从中提取语音特征信息,建立特征模型. 在识别阶段,单片机以相同的方式分析收集的语音样本,提取语音的特征信息,然后将该信息与现有特征模型进行比较. 如果两者达到一定程度的匹配,则输入语音已识别. 为了避免微控制器每次上电时必须重新训练语音样本的缺点,此设计的语音识别功能根据上述原理增加了将语音样本模型写入FlashRom的过程,并且“训练”只需要一次即可重复语音识别.
图4是语音识别程序的流程图. 该程序首先确定FlashRom中是否有语音模板,如果有,则执行语音识别. 如果FlashRom中没有语音样本模板,则开始对样本进行“培训”. 经过“训练”后,“训练”将获得的语音样本模板保存到FlashRom中,然后开始语音识别.

图4语音识别程序流程图
4. 通过主机实现
有许多编程语言可用于编写主机,VB,C ++,例如C#,JAVA,图形语言等.
考虑到C#语言具有以下优点:

(1)C#语言类似于C语言. 如果您具有C语言的基础,那么C#编程会容易得多.
(2)C#语言包含许多可以直接调用的现成控件,从而缩短了软件开发周期.
(3)主机的界面与Windows操作系统中出现的界面相同,用户可以更加方便快捷地使用它.
因此,该系统的上层计算机是在VisualStudio编程环境下用C#语言编写的.
图5是上位机软件的树状. 上位计算机与下位计算机通过串行通信进行通信,以获得用户卡号,刷卡时间和用户进入门的次数的数据,并将这些信息存储在中. 主机还可以添加/删除卡号以控制门禁系统的用户数量.

图5主机软件的树形结构
5. 摘要
本文介绍了以凌阳SPCE061A单片机为核心,结合射频读卡器模块,语音识别模块,LCD12864显示模块和上位机的智能门禁系统的实现. 具体优势如下:
一方面,访问控制系统使用RFID射频识别技术,即通过非接触式ID卡刷卡. 刷卡时,应避免普通磁卡与读卡器之间的摩擦,从而提高了硬件的使用寿命.
另一方面门禁读卡器原理,此设计也使用语音识别. 只有某些人员才能进入门禁系统,从而提高了门禁系统的安全性,避免了卡丢失时使用卡进入门禁系统的分子的弊端. 从实验结果来看,系统基本实现了预期的设定功能,运行相对稳定,效果良好.
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将用导弹迎接之