论文总字数：14322字

摘 要

近场无线通信技术（NFC）是以RFID技术为基础形成的新技术，它可以在几厘米的范围内进行设备之间的数据交换。NFC技术具有低价格、低功率、兼容性强等特点，同时由于NFC具有天然的安全性，使得它成为了很有竞争力的近距离无线通信互联领域技术，它的发展非常适用于门禁系统。由此，本文研究了这种基于NFC技术的门禁系统的开发设计（硬件部分）。

此门禁系统设计了以STM32最小系统为核心的主控电路，包含了LCD显示电路、读卡器模块与天线部分、蜂鸣器部分、继电器输出电路部分以及存储电路部分等硬件电路，制作出了电路的原理图以及PCB板，完成了元器件的选材，并且成功的焊接调试了电路板。

关键词：NFC 门禁系统 STM32

Abstract

Near-field wireless communication technology (NFC) is a new technology based on RFID technology, which can exchange data between devices within the range of a few centimeters.NFC technology has characteristics of low cost, low power and strong compatibility, because the NFC has natural safety, which can make it become a very competitive in the short distance wireless communications connectivity technology, this is very suitable for the development of access control systems. Thus we investigated this access control system based on NFC technology (hardware).

This access control system designed to minimize STM32 system as the core of the main control circuit. The circuit includes a LCD display circuit, the reader module and the antenna portion, the buzzer section, replay output circuit section and a memory circuit section and other hardware circuit. The schematic diagram and PCB board of the circuit are produced, and the selection of the components is finished, and the circuit board is successfully welded.

Key words: entrance guard system; NFC; STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 研究项目的背景与现实意义 1

1.2 研究项目的现状 1

1.2.1 国内现状 1

1.2.2 国外现状 2

1.3 本文的主要研究内容 2

第二章 NFC技术标准的解析 4

2.1 NFC的基本知识 4

2.1.1 NFC的基本概念 4

2.1.2 NFC的发展过程 4

2.1.3 NFC的现实应用 4

2.2 NFC的基本原理 5

2.3 NFC的技术规范及技术标准 6

2.3.1 NFC的核心技术规范 6

2.3.2 NFC的技术标准解析 6

2.4 NFC技术的优越性 7

第三章 基于NFC技术的门禁系统开发的总体架构 9

3.1 门禁系统的设计要求 9

3.2 门禁系统的总体架构 10

第四章 系统硬件的设计 11

4.1 主控模块的硬件设计 11

4.1.1 主控芯片的介绍 11

4.1.2 存储电路的设计 14

4.1.3 蜂鸣器电路的设计 15

4.1.4 继电器输出电路的设计 16

4.2 读卡器与外围天线模块的设计 16

4.2.1 读卡器芯片的介绍 16

4.2.2 外围天线电路的设计 17

第五章 系统调试 19

5.1 读卡器串口调试 19

5.2 系统实现的功能 21

第六章 总结与展望 23

6.1 总结 23

6.2 展望 23

参考文献 25

致谢 27

第一章 前言

1.1 研究项目的背景与现实意义

NFC技术是由Philips发起，由NOKIA、SONY等著名厂家一起推出的一项无线射频技术。

和非接触式射频识别技术相比，NFC技术具有双向连接和双向识别的特点，工作频率为13.56MHz，作用距离大约为10厘米，虽然在传输范围方面比RFID略小，但是传输方式却更加安全。与红外技术相比，NFC技术的传输速度则相对较快。

NFC技术在短距离内的数据交换内，极大简化了整个认证的识别过程，这样设备之间的相互访问就更加直接、更加安全和更加清楚。同样，由于NFC技术价格十分便宜，而且使用起来简单方便—————它只需要几个控制芯片、一个天线还有一些相关的软件就可以用来在很小的空间内进行通信了。

综合上述的种种特点，NFC功能在当今的社会中将会有着非常广泛的应用，在未来NFC技术必将有着重大发展。

1.2 研究项目的现状

1.2.1 国内现状

早在2006年，国内就有了NFC技术的相关研究。不过那时还仅仅存在于厦门的公交上，而且仅仅支持某单一的手机型号，这在根本上制约了NFC技手机功能在国内的普及。

现在，中国移动北京分公司又提供了具有NFC功能的SIM卡，手机用户可以到指定的营业厅办理这种具有NFC技术的SIM卡，人们只要使用这种手机就可以进行消费等活动。

纵观现有的NFC技术，移动支付是NFC技术中最有发展前景的功能之一。移动支付技术虽然在国内有一定程度上的应用，但是目前未能广泛普及。尽管在2012年底国家工信部就已经给各大运营商发放了移动支付牌照，但是由于各运营商都想掌控NFC手机支付的主导权，这就导致了到目前为止还不能产生一个通用的规定。

同时，由于国内相对封闭的金融环境，第三方支付需要支出较高的手续费。还有国内信用卡使用不够普及等各种相关原因，这些都大大制约了NFC手机移动支付技术在国内的迅速普及。

总体说来，NFC技术在国内起步较晚，还具有很大的发展潜力，我们有理由相信在未来的时间里NFC技术能够给我们创造出更加便利与精彩的生活。

1.2.2 国外现状

在日本，日本的运营商在很久以前就着手于在民众之间普及NFC技术的工作，再加上日本这个国家本身就是一个相对看重效率的国家，因此在日本的大城市中，几乎所有店铺或者是VEM都支持NFC手机支付，换句话说就是你平常出门的时候只需要带一个手机就能够进行消费了。在进行交易之后，你所消费的金额将会以话费的形式扣除，这就像是使用信用卡一样等到月末再统一的结清账单。

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