RFID門禁系統(tǒng)設(shè)計方案

1、基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計方案班級:學(xué)號:姓名:目錄1 .需求分析12 .術(shù)語與解釋1術(shù)語一：RFID 1術(shù)語二：電子標簽2術(shù)語三：讀卡器23 .產(chǎn)品概述24.產(chǎn)品設(shè)計方案2系統(tǒng)總體架構(gòu)2硬件架構(gòu)3軟件架構(gòu)45.結(jié)語61 .需求分析如今各大高校，都基本面向外界開放，許多社會人士可以自由出入校園，特別是一些公 共場所，魚龍混雜，所以在有些特殊地方就必須限制人員的自由出入。因此，有必要設(shè)置門 禁系統(tǒng)以限制人員流動。門禁系統(tǒng)，又稱為出入口控制系統(tǒng)，是對重要區(qū)域或通道的出入口進行管理與控制的系 統(tǒng)。隨著社會的發(fā)展，它已不局限于簡單的對門鎖或鑰匙的管理，而是集自動識別技術(shù)和現(xiàn) 代化管理技術(shù)與一體

2、的新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，己成為安全防范系統(tǒng)中極為重要的一部分, 被廣泛應(yīng)用中智能大廈、辦公室、賓館等場合。目前，門禁系統(tǒng)的控制手段主要有：指紋識 別、人臉識別、虹膜識別和射頻卡等。前3種方式都屬于生物識別技術(shù)，是以人體某部分的 特征為識別載體和手段，其唯一性和不可復(fù)制性決定了其是最安全的身份驗證方法，但其價 格昂貴，難以普及，且涉及到個人隱私，只適用于高端和絕對機密的場所。RFID技術(shù)在無線電技術(shù)方面得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進行非 接觸雙向通信，以達到識別與數(shù)據(jù)交換的目的。本設(shè)計是基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，利用 其非接觸式無線識別的特點，能夠?qū)M出實驗室的人員進行自動識

3、別，同時自動開啟和關(guān)閉 道閥，將出入口的控制從被動防守變?yōu)橹鲃颖O(jiān)控，從而加強對實驗室，辦公室等重要場所 進出人員的管理，極大提高人員出入的效率，減少管理方面的混亂局面，打約人力成本，并 且為公共場所的安全提供了極大地方便和保障。在生活中有些場合并不是任人自由進出的， 而只允許有進出權(quán)限者通行，這時，就得使用出入口管理系統(tǒng)即門禁系統(tǒng)。傳統(tǒng)的門鎖是最 古老、最簡單的門禁方式，一把鎖配一把鑰匙，幾把鎖就要配幾把鑰匙，使用不便。為了適 應(yīng)信息時代的需要，保證建筑內(nèi)部的安全性，滿足用戶當時的各種需求，智能門禁系統(tǒng)應(yīng)運 而生。2 .術(shù)語與解釋術(shù)語一：RFID射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過

4、無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān) 數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學(xué)接觸。無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去， 以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并 不需要電池：也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場)。 標簽包含了電子存儲的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標簽不需要處 在識別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。術(shù)語二：電子標簽電子標簽又稱射頻標簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器、讀頭、 通信器、讀寫器（取決于電子標簽是否可以無

5、線改寫數(shù)據(jù)）。電子標簽與閱讀器之間通過耦 合元件實現(xiàn)射頻信號的空間（無接觸）耦合：在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳 遞和數(shù)據(jù)交換。術(shù)語三：讀卡器RFID是射頻識別的英文縮寫。通俗地說，RFID讀卡器是一種能閱讀電子標簽數(shù)據(jù)的自 動識別設(shè)備。根據(jù)閱讀標簽頻率的不同分為低頻、高頻、超高頻讀卡器。RFID讀卡器需配 備RFID天線一起使用才能讀取標簽信息。3 .產(chǎn)品概述為了提高門禁系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理和遠程監(jiān)控能力，設(shè)計了一種基于Web技術(shù)的門禁系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用無線射頻技術(shù)，當讀寫器的射頻范圍內(nèi)出現(xiàn)非接觸式IC卡時，讀卡并將信息通過 串口通信傳送給服務(wù)器進行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，并構(gòu)建了基于C/S模式

6、的管理平臺，管理員可 通過Web網(wǎng)頁對門禁控制器查詢和控制，從而有效地實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的任何位置對信息的實時 監(jiān)控。4 .產(chǎn)品設(shè)計方案系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)采用非接觸式IC卡，利用無線射頻識別技術(shù)RFID （RadioFrequencyidentification）檢測IC卡,當IC卡靠近讀寫器時,讀寫器能準確地對 其識別，并將其序列號發(fā)送給主控器和PC機，通過應(yīng)用程序連接后臺數(shù)據(jù)庫獲取與該卡號 對應(yīng)的用戶信息。若該卡已進行注冊，則通過驗證并通知控制器開門，并記錄卡號和開門時間，反之則禁止通 行并告知持卡人離開。系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器、串口通訊、服務(wù)器和用戶終端五部分組成。如圖所示。讀寫 器是系統(tǒng)的核心

7、，其通過射頻信號與IC卡（電子標簽）通信，完成讀卡、存儲和發(fā)送數(shù)據(jù) 的工作，其可以獨立工作，也可聯(lián)網(wǎng)工作，文中采用RS232串口通信與服務(wù)器相連。服務(wù)器和用戶端之間采用C/S結(jié)構(gòu)，應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)庫SQLSERVER2000連接通過ADO對象實現(xiàn)，兩者通過局域網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)。住系統(tǒng)管理員授予權(quán)限的情況下，用戶均可以查詢、統(tǒng)計、打印管理系統(tǒng)的所有相關(guān)記錄。如圖所示硬件架構(gòu)射頻讀寫器是系統(tǒng)的核心，由主控電路、射頻讀寫電路、天線耦合電路和天線等電路組 成，負責(zé)對射頻信號的處理和數(shù)據(jù)的傳輸，完成對IC卡序列號讀取的任務(wù)，如下圖所示。圖電子標簽，即射頻卡，由IC卡片、感應(yīng)天線組成，封裝在一個標準的PVC卡內(nèi)，

8、芯片 及其天線無任何外露部分?？ㄆ瑹o需電源，在一定范闈內(nèi)靠近讀寫器時，通過天線的傳遞來 完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。本文選用Philips公司的Mifarel卡，該卡基于IS014443TYPEA國際 標準，每張卡具有全球唯一的序列號，具有防沖突功能。天線的作用就是產(chǎn)生磁通量，為卡片提供電源，在讀寫器和卡片之間傳送信息。天線的 有效電磁場范圍就是系統(tǒng)的有效工作區(qū)域。讀寫芯片選取Philips生產(chǎn)的用于讀寫Mi fare 1卡的專用芯片MFR500,工作頻率為。主控器由AT89s52單片機及其外用電路組成，負責(zé)控制讀寫模塊、與PC機間的串口通 信和對外部設(shè)備的控制操作，其中單片機對讀寫模塊的操作就是通過

9、控制MFRC500來實現(xiàn)對Mifarel卡的操作。它是單片機與IC卡之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?。為了獲得穩(wěn)定可靠的射頻信號，天線的性能至關(guān)重要，其直接影響了讀寫器的作用距離 和靈敏度。天線的性能與其品質(zhì)因數(shù)Q有關(guān)，Q與天線的幾何形狀、大小、圈數(shù)等因素有關(guān)。系統(tǒng)設(shè)計的是近距離耦合式IC卡，天線制作選用PCB天線，即直接在PCB板上制作天 線電路板，該法穩(wěn)定性較好。天線連接到讀寫芯片時，需要外加匹配電路。如下圖所示。系統(tǒng)對天線進行了大致估算， 并通過改變匹配電路的電容值，以達到最佳的讀寫距離。如圖所示。圖軟件架構(gòu)軟件運行在單片機上，完成對卡號的讀取、門鎖及附屬電路的控制和串口通信"如 下圖所示流

10、程圖。軟件核心是實現(xiàn)MFRC500與Mifarel卡之間的通信，通信需遵循 IS014443TYPEA標準傳輸協(xié)議。讀卡過程必須嚴格按照固定的順序進行，即復(fù)位應(yīng)答防 碰撞選卡認證讀寫卡。由于該卡是可讀式，只需讀出卡的序列號即可，不需對相應(yīng)扇區(qū) 做寫操作。具體流程如下圖所示。圖系統(tǒng)基于SQLSERVER2000進行數(shù)據(jù)庫開發(fā)，管理員進入系統(tǒng)必須輸入帳號和密碼, 以阻止非系統(tǒng)管理員非法登錄系統(tǒng)。之后管理員可完成對卡號信息的注冊、查詢、修改 和刪除等工作，并將來訪信息（用戶和通行時間）記錄在數(shù)據(jù)庫中，以便進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計 和查詢等。監(jiān)控管理軟件的功能模塊如下圖所示。監(jiān)控管理系統(tǒng)圖信息發(fā)布模塊基于實現(xiàn)，實現(xiàn)過程主要是通過讀取SQLServer數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控管理信息表, 做成信息發(fā)布網(wǎng)站部署到HS服務(wù)器，這樣，用戶就可以以訪問網(wǎng)頁的形式在任何位置