RFID (Radio Frequency Identification) 即無線射頻(pín)識别， 是(shì)一(yī)種短(duǎn)距離(lí)無線通(tōng)信©技(jì)術(shù)。與其它短(duǎn)距離(lí)無線通(tōng)信技(jì)術(shù) WLAN、藍(lán)牙、紅(hóng)外(wài)、ZIGBEE、UWB 相(&xiàng)比，最大(dà)的(de)區(qū)别在于 RFID 是(shì)被動工(gōng)作(zuò)模式。RFID 技™(jì) 術(shù)采用(yòng)大(dà)規模集成電(diàn)路(lù)計(jì)算(suàn)>、電(diàn)子(zǐ)識别、計(jì)算(suàn)機(jī)通(tōng)信等技(jì)術(shù)，通(tōn•g)過讀(dú)寫器(qì)和(hé)安裝于載體(tǐ)上(shàng)的(de) RFID 标簽，實現(xiàn)對(duì)載體(tǐ)的(de)非接觸識别和(hé)數(shù)據信息ε 交換，加上(shàng)其方便快(kuài)捷、識别速度快(kuài)、數(shù)據容量大(dà)、使用(yòng)壽命長(cháng)、标簽數(shù) 據可(kě)動态更改等特點， £因此較條碼而言具有(yǒu)更好(hǎo)的(de)安全性、動态實時(shí)通(tōng)信等優點，所以被廣泛應用(yòng)于家(jiā)庭、 賓館α、公司等門(mén)禁系統。

ASR(AutomaTIc Speech RecogniTIon)，即語音(yīn)識别技(jì)術(shù)，其目标是(shì)将人(∞rén)類語音(yīn)中的(de)詞彙內(nèi)容轉換為(wèi)計(jì)算(suàn)機(jī)可(kě)讀(dú)的(de)輸δ入數(shù)據。ASR 技(jì)術(shù)所要(yào)解決的(de)問(wèn)題是(shì)讓計(jì)算(Ωsuàn)機(jī)能(néng)夠“聽(tīng)懂(dǒng)”人(rén)類的(de)語音(yīn)，将語音(yīn)中包含的(de)文(wén)字信↓息“提取”出來(lái)。ASR技(jì)術(shù)在“能(néng)聽(tīng)會(huì)說(shuō)”的(de)智能(néng)計(jì)算(suàn)機(jī)系統中扮演著(zhe®)重要(yào)角色，相(xiàng)當于給計(jì)算(suàn)機(jī)系統安裝上(shàng$)“耳朵”使其具備，“能(néng)聽(tīng)”的(de)功能(néng)，從(cóng)而實現(xiàn)信息時(shí)代利用(yòπng)“語音(yīn)”這(zhè)一(yī)最自(zì)然、最便捷的(de)手段進行(xíng)人(rén)機(jī)通(tōng) 信和(hé)交互。将RFID技(jì)術(​shù)和(hé)ASR技(jì)術(shù)運用(yòng)到(dào)門(mén)禁系統，能(néng)使門(mén)禁系統更π加安全、人(rén)性化(huà)和(hé)智能(néng)化(huà)。

1.總體(tǐ)結構設計(jì)

圖 1 為(wèi)系統總體(tǐ)的(de)硬件(jiàn)結構框圖。系統以淩陽SPCE061A單片機(jī) 為(wèi)核心器(qì)件(jiàn®)、結合射頻(pín)識别(RFID)技(jì)術(shù)和(hé)語音(yīn)識别技(jì)術(shù)實現(xiàn)系統雙重安全性，并采用(yòng)了(l♣e)LCD12864顯示用(yòng)戶刷卡信息。門(mén)禁系統還(hái)通(tōng)過串口與上(shàng)位機(jī)進行(xíng)通(tōng)信。

用(yòng)戶先刷卡，單片機(jī)将獲取的(de)卡号與自(zì)身(shēn)RAM中的(de)卡号進行(xíng)比較，如(rú)果卡号相(xiàng)同，則進行(xíng☆)語音(yīn)識别。若用(yòng)戶的(de)語音(yīn)特征模型與系統已有(yǒu)的(de)語音(yīn)特征模型吻合，系統便打開(kāi)電(diàn) 子(zǐ)鎖。在刷卡時(shí)，單片機(jī)使用(yòng) RS232 串口協議(yì)與上(shàng)位機(jī)通(tōn g)訊，從(cóng)而使上(shàng)位機(jī)能(néng)得(de)到(dào)用(yòng)戶數(shù)據和(hé>)刷卡信息，并且可(kě)以添加、删除用(yòng)戶。

射頻(pín)識别技(jì)術(shù)使用(yòng)的(de)是(shì)射頻(pín)讀(dú)卡模塊和(hé)非接觸式ID卡，這(zhè)樣避免了(le)磁卡刷卡↓時(shí)與讀(dú)卡器(qì)的(de)摩擦，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)硬件(jiàn)的(de)使用(y±òng)壽命。淩陽 SPCE061A 單片機(jī)內(nèi)部含有(yǒu)語音(yīn)功能(néng)，能(néng)夠完成語音(yīn)錄制(zh ì)、語音(yīn)播放(fàng)、語音(yīn)采樣及語音(yīn)識别等任務。同時(shí)，淩陽 SPCE061A £單片機(jī)語 音(yīn)識别的(de)誤辨率低(dī)，可(kě)以彌補卡片丢失後， 不(bù)法分(fēn)子(zǐ)利用&(yòng)卡片開(kāi)啓門(mén)禁進入大(dà)門(mén)的(de)缺陷。

12864液晶顯用(yòng)戶卡号、刷卡時(shí)間(jiān)、 刷卡次數(shù)并顯示卡号是(shì)否錯(cuò)誤。

系統總體(tǐ)硬件(jiàn)結構框圖

2.主要(yào)硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)設計(jì)

本設計(jì)主要(yào)硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)包括射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)≤電(diàn)路(lù)和(hé)電(diàn)子(zǐ)鎖驅動電(diàn)路(lù)。

2.1射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)電(diàn)路(lù)原理(lǐ)及組成

當射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)與卡進行(xíng)數(shù)據傳輸時(shí)，讀(dú)卡器(qγì)發出的(de)信号由兩部分(fēn)疊加組成： 一(yī)部分(fēn)是(shì)載波信号(125K​Hz)該信号由卡接收後，與卡自(zì)身(shēn)的(de)LC電(diàn)路(lù)産生(shēng)一(yī)個(gè)瞬間(jiān)電(diàn)量來(lái)供給卡內(nè₽i)芯片工(gōng)作(zuò);另一(yī)部分(fēn)是(shì)指令和(hé)數(shù)據信号，控制(zhì)卡片的(de)芯片完成數(shù)據的(de)讀(dú)取、£儲存等功能(néng)，并返回信 号給讀(dú)卡器(qì)。

圖2 為(wèi)射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)電(diàn)路(lù)圖。射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)電(diàn)路(lù)由信号計(jì)數(shù)模塊、分(fēn)±頻(pín)模塊、線圈、濾波模塊、放(fàng)大(dà)模塊和(hé)整形模塊組成。分(fēn)頻(pín)模塊和(hé)計(jì)數(shù)模塊産生(sh★ēng)的(de) 125KHz 正弦信号通(tōng)過線圈為(wèi)射頻(pín)卡提供了(le)載波。射頻(pín)卡經線圈的(de)感應後，載波和(hé)數(sh‍ù)據信号一(yī)起進入濾波 模塊。載波和(hé)數(shù)據信号經濾波後，載波被濾除，隻剩下(xià)信号。信号在經 過放(fàng)大(dà)和(hé)整形模塊後，輸出有(©yǒu)效信号。

圖2射頻(pín)卡讀(dú)卡器(qì)電(diàn)路(lù)圖

2.2 電(diàn)子(zǐ)鎖驅動模塊電(diàn)路(lù)組成與原理(lǐ)

圖 3 為(wèi)電(diàn)子(zǐ)鎖驅動模塊的(de)電(diàn)路(lù)圖。該模塊電(diàn)路(lù)由 光(guāng)耦、NPN 三極管和(hé)達林(lín)頓三極管組成。當單片機(jī)IO端為(wèi)高(gāo)電(diàn)平時(shí)，光(guāng)耦導通(¶tōng);同時(shí)Q1的(de)NPN三極管導通(tōng);由于Q1的(de)發射極連接達林(lín)頓管Q2的(de)基極，因此達林(lín)頓管導通(tōng)，從↓(cóng)而驅動電(diàn)子(zǐ)鎖。

圖3電(diàn)子(zǐ)鎖驅動模塊電(diàn)路(lù)圖

3.語音(yīn)識别功能(néng)的(de)實現(xiàn)

淩陽單片機(jī)語音(yīn)識别隻分(fēn)為(wèi) “訓練”“識别”和(hé)兩個(gè)階段。在訓練階段，單片機(jī)對(duì)采集到(≥dào)的(de)語音(yīn)樣本進行(xíng)分(fēn)析處理(lǐ)，從(cóng)中提取語音(yīn)特征信息，建立特征模型。在識别階段，單片機(jī)對(dγuì)采集到(dào)的(de)語音(yīn)樣本進行(xíng)同樣地(dì)分(fēn)析處理(lǐ)， 提取出語音(yīn)的(de)特征信息，然後将這(zh•è)個(gè)信息與已有(yǒu)的(de)特征模型進行(xíng)比較，如(rú)果二者達到(dào)一(yī)定的(de)匹配≤度，則輸入的(de)語音(yīn)被識别。為(wèi)了(le)避免單片機(jī)每次上(shàng)電(diàn)都(dōu)必須重新進行(xεíng)語音(yīn)樣本 “訓練”的(de)缺點，本設計(jì)的(de)語音(yīn)識别功能(néng)在上(shàng)述原理(lǐ)的(de)基礎上(shàng)，加入了(le)←将語音(yīn)樣本模型寫入FlashRom的(de)過程，“訓練”隻需一(yī)次即可(kě)重複進行(xíng)語‌音(yīn)識。

圖 4 是(shì)語音(yīn)識别的(de)程序流程圖， 程序先判斷 FlashRom 中是(shì)否有(yǒu)語 音(yīn)模闆， 若有(yǒu)則進行(xíng)語音(yīn)識α别。若 FlashRom 中沒有(yǒu)語音(yīn)樣本模闆， 則 開(kāi)始進行(xíng)樣本的€(de) “訓練”在 ，“訓練” 結束後，“訓練” 将 得(de)到(dào)的(de)語音(yīn)樣本模 闆存入 FlashRom， 然後開♥(kāi)始語音(yīn)識别。

圖 4 語音(yīn)識别程序流程圖

4.上(shàng)位機(jī)實現(xiàn)

現(xiàn)在有(yǒu)許多(duō)編程語言可(kě)用(yòng)來(lái)編寫上(shàng)位機(jī)，VB、C++、如(rú)C#、JAVA、圖形化(huà‌)語言等等。

考慮到(dào)C#語言含有(yǒu)以下(xià)幾個(gè)優點：

(1) C#語言類似C語言，若有(yǒu)C語言的(de)基礎，那(nà)麽C#編程就(jiù)容易得(de)多(duō)了(le)。

(2) C#語言含有(yǒu)許多(duō)現(xiàn)成的(de)控件(jiàn)可(kě)直接調用(yòng)，減少(shǎo)了(le)軟件 (jiàn)開(kāi)發的(de)周期。

(3) 上(shàng)位機(jī)界面與Windows 操作(zuò)系統內(nèi)出現(xiàn)的(de)界面相(xiàng)同，用(yòng)戶使用(yò€ng)更方便快(kuài)捷。

因此本系統的(de)上(shàng)位機(jī)是(shì)在 VisualStudio 編程環境下(xià)，采用(yòng)C#語言編β寫的(de)。

圖 5 為(wèi)上(shàng)位機(jī)軟件(jiàn)樹(shù)形結構圖，上(shàng)位機(jī)通(tōn≥g)過與下(xià)位機(jī)串口通(tōng)訊，得(de)到(dào)用(yòng)戶卡号、刷卡時(shí)間(jiān)、 用(yòng)戶進門(mén)次數(shù)的(de)數(shù‌)據，并将這(zhè)些(xiē)信息存入數(shù)據庫。上(shàng)位機(jī)還(hái)可(kě)對(duì)卡号進行(xíng)添加/删除以控制(zh£ì)門(mén)禁系統的(de)用(yòng)戶數(shù)。

5.總結

本文(wén)介紹了(le)以淩陽SPCE061A單片機(jī)為(wèi)核心，結合射頻(pín)卡讀✘(dú)卡模塊、語音(yīn)識别模塊、LCD12864顯示模塊和(hé)上(shàng)位機(jī)的(de)智能(néng)門(mén) 禁系統的(de)實現(xiàn)。具體(tǐ)優點如(rú)下(xià)：

一(yī)方面， 該門(mén)禁系統使用(yòng)的(de)是(shì)RFID射頻(pín)識别技(jì)術(shù)，即通(tōng)過非接觸 式∏ ID 卡來(lái)刷卡。避免普通(tōng)磁卡刷卡時(shí)與讀(dú)卡器(qì)的(de)摩擦，提高(gāo)硬件(jiàn)使用(yòng) 壽命。

另一(yī)方面，本設計(jì)還(hái)應用(yòng)語音(yīn)識别功能(néng)。隻有(yǒ​u)特定人(rén)員(yuán)才能(néng)進入門(mén)禁系統，提高(gāo)了(le)門(mén)禁系統的(de)安全性，也(yě)避免了(le§)卡片丢失時(shí)不(bù)法分(fēn)子(zǐ)利 用(yòng)卡片進入門(mén)禁的(de)缺點。從(cóng)實驗結果來(lái)看(kàn)，系統已基本實現(xiàn)了(le)預£期設定的(de)功能(néng)，運行(xíng)較穩定，效果良好(hǎo)