一种基于一种基于CPU卡的门禁系统的设计卡的门禁系统的设计
针对传统门禁系统采用普通IC卡存在可被破解的安全问题，设计了一种基于FM1208-10型号CPU卡和新华龙
C8051F340微控制器的门禁系统。该门禁系统集成了MFRC530射频读卡模块和SIM900A GPRS通信模块，采
用CPU卡作为用户验证卡片，解决了传统的门禁系统安全性低、管理人员操作麻烦等缺点。
0 引言引言
随着计算机技术和通信技术的不断发展，门禁系统已经成为企业、学校、公寓出入口管理不可或缺的一部分。目前市场上
大部分的射频卡门禁系统多采用普通IC卡开门，自从2008年德国研究员亨里克·普洛茨和美国弗吉尼亚大学计算机科学在读博
士卡尔斯滕·诺尔破解了恩智浦半导体的Mifare经典芯片的安全算法起，传统射频卡门禁系统在安全性上便具有了巨大的安全隐
患
[1]
。本文设计了一种具有更高安全性的基于CPU卡的门禁系统。
1 系统的功能与结构系统的功能与结构
设计的门禁系统包含门禁终端、发卡器和上位机三部分。门禁系统与上位机通过GPRS网络或串口通信实现门禁终端以及发
卡器的用户信息同步。在硬件上，门禁系统发卡器采用了与门禁终端射频读卡电路类似的设计，本文只介绍门禁终端硬件设
计。门禁终端主要由以下几个部分组成：射频读卡模块、GPRS通信模块、键盘显示模块、存储模块以及功放模块。门禁终端
的结构如图1所示。
当住户需要进出时，可以从键盘直接输入住户号以及密码开门或者刷CPU卡开门。当用户通过键盘输入住户号及密码或通
过刷CPU卡时，微控制器从键盘或射频读卡模块读取用户的信息，并与存储器内的用户信息进行比对，如信息验证成功则打
开电磁锁，否则门禁终端通过功放模块进行语音提示。若是来访人员则仅需要通过门禁终端直接拨打住户的电话，住户可以用
手机远程操控门禁开门。对于管理人员，可通过上位机或者手机短信将用户的信息从门禁终端存储器写入或擦除来实现门禁系
统的管理。
2 硬件设计硬件设计
门禁终端的硬件部分主要为射频读卡电路、微控制器电路、GPRS通信电路以及键盘显示电路等。
2.1 射频读卡电路设计射频读卡电路设计
MFRC530是一款由NXP公司生产、工作在13.56 MHz频率且支持ISO14443A协议的射频芯片，其有效识别距离能达到10
cm
[2]
。该芯片可以兼容SPI接口，可以有效节省微控制器的GPIO资源。在与CPU卡的通信过程中，芯片支持的CRC校验和奇
偶校验能有效增加通信的准确性。采用了三电源设计，对于芯片的数字部分、模拟部分和驱动部分用不同的电源供电。具体硬
件电路如图2所示。
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