实验题目：门禁 RFID 系统仿真实验

1. 课程简要信息

课程名称：物联感知与技术应用
课程学时： 48
项目学时： 3
适用专业：物联网应用技术
学生年级：二年级第二学期

2. 实验内容与任务（限 500 字，可与“实验过程及要求”合并）

1）理论知识学习，了解和熟悉典型门禁系统组成，常见门禁系统、低频RFID卡；2）利用仿真软件提供各个资源模块独立完成系统设计和搭建；3）小区门禁应用实验，完成 RFID 低频卡，发卡，刷卡开门，挂失，销卡四项操作实验。

3. 实验过程及要求（限 300 字）

如对学生在实验过程中在需求分析、资料查询、自学预习、思考讨论、方法设计、进程规划、软件仿真、平台构建、器件选择、表格设计、现象观察、数据测试、问题分析、总结报告、验收答辩、演讲交流等各方面的要求。

1） 学习了解典型智能门禁控制器、读卡器、电控锁以及其它设备；
2） 通过自己上网查询相关产品，完成前期工程需求分析。
3） 尽可能多地结合实际工程案例，了解 RFID门禁系统的工作原理；
4） 充分思考实际工程中的电源，报警，卡安全加密等功能如何实现；
5） 能够区分低频 RFID卡和IC卡;
6） 在系统设计中充分完成RFID卡选型；
7） 构建小区门禁应用实验，1：在仿真系统中，运用读写器(ISO125K 读写器)识别低频卡，并将此卡的卡号信息反馈于案例界面中，再输入业主信息进行登记 2：运用此卡演示门禁操作 3：挂失此卡 4：注销此卡；
8）撰写设计总结报告，并通过自评和互评演讲，学习交流现有门禁系统优缺点，对系统设计提出自己的改进意见。

4. 相关知识及背景（限 150 字）

“门禁系统”通常是对出入口通道进行管制的系统，相比较传统的电子锁，此类感应卡式门禁系统，它在安全性，方便性，易管理性等方面优势显著，该类型系统是现实生活和工程实际中的典型案例，结合实际工程应用场景，通过仿真平台实验RFID低频卡的操作实现发卡，刷卡开门，挂失，销卡等操作。涉及到卡读写，门禁系统工作原理，门禁控制器设备的参数设置及合理使用等相关知识和技术。

5. 实验环境条件

6. 教学目标与目的（限 150 字）

如学习、运用知识、技术、方法等；培养、提升技能、能力、素质等。在较为完整的工程项目实现过程中引导学生了解现代测量方法、传感器技术，实现方法的多样性及根据工程需求比较选择技术方案；引导学生根据需要设计电路、选择元器件，构建测试环境与条件，并通过测试与分析对项目作出技术评价。通过对实际工程项目的仿真引导学生了解智能门禁系统的各模块功能，从应用场景实际出发设计电子产品；引导学生根据需求完成实际系统设计选择技术方案，掌握门禁控制器的基本工作原理；引导学生合理利用RFID 技术做出更多创意电子产品。

7. 教学设计与实施进程

课堂知识讲解、方法引导、背景解释；实验中的方法指导，问题设置、思路引导等。教学模式、实验渠道、研讨主题、观察节点、验收重点、质询问题等方面设计等。实验实施进程的各个环节（如任务安排、预习自学、现场教学、分组研讨、现场操作、结果验收、总结演讲、报告批改等）中教学设计的思路、目的，教师、学生各自需要完成的工作任务，需要关注的重点与细节。

本实验的过程主要是一个比较完整的工程实践工程，需要经历产品需求分析，学习研究、方案论证、系统设计、仿真调试、功能验证、设计总结等过程。在实验教学中，应在以下几个方面加强对学生的引导：

1）学习RFID的基本工作原理，了解认识低频 RFID 卡在门禁系统中的使用方案。
2）对门禁系统各个主要功能组织研讨，让学生完成系统初步设计，最终引导完成整个系统设计。
3） 可以简略地(韦根)门禁控制器做出简单介绍，要求学生自学完成门禁控制器输入输出接口控制系统设置。
4） 需要根据仿真软件，通过实验室所能够提供的条件，合理选择系统模块，搭建收发两端功能，通过串口调试常见系统错误，完成基本功能验证和系统测试。
5）在实验完成后，可以组织学生以项目评讲的形式进行交流，了解不同解决方案及其特点，拓宽知识面。

在整个仿真实验中，要注意系统设计与模块构成，接口方式，器件电源选择等是否合理；在调试中，要注意连线和电源极性选择，以及常用的实验操作和实验安全规范。

8. 实验原理及方案

实验的基本原理、设计依据、完成任务的思路方法，可能采用的方法、技术、电

路、器件。

1）系统结构

门禁系统示意图

系统连线图

2）门禁系统主要功能实现流程图

首先，利用仿真软件主要功能模块（ISO125K 读写器、125K 控制器，串口线、9V，2A 电源、125K 卡片）完成门禁系统设计,包括:仿真软件安装、软件操作指导、熟悉各模块的使用方法、参数设置。

其次针对发卡功能完成操作：

打开发卡读写器串口、打开门禁控制器串口、读取卡号、填写用户信息、确定发卡。

刷卡开门操作：

读取卡号、存储刷卡时间挂失、查询记录、确定开门
挂失操作：查询记录、确定挂失
销卡操作：读卡、确定销卡

9. 实验报告要求

实验报告主要完成工作：

$\textcircled{1}$ 门禁系统实验模块构成
$\textcircled{2}$ 设计方案流程图
$\textcircled{3}$ 方案仿真连线图
$\textcircled{4}$ 主要功能实现方法
$\textcircled{5}$ 实验操作记录
$\textcircled{6}$ 实验成果展示
$\textcircled{7}$ 实验结果总结

10.考核要求与方法（限 300 字）

1）实物验收：仿真平台完成门禁系统搭建。主要门禁功能、模块选择、连线图及流

程图完成程度，完成时间。

2）实验质量：设计方案是否可行，模块组件选择是否正确，仿真实验过程是否严格按照操作规范。

3）自主创新：基本功能、方案设计的实用性和创新性，自主思考与独立实践能力。

4）实验成本：可以利用台式机实际操作或者远程在线直播方式完成实验演示。

5）实验故障：是否发生故障，如何解决的。

6）实验报告：实验报告的规范性与完整性。

11.项目特色或创新（可空缺，限 150 字）

项目的特色在于：课程知识实现完整应用，贴合实际工程，对学生进行综合应用能力、创新能力和科研方法训练，激发学生创新热情和参与创新活动的积极性。