基于RFID門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于RFID技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名： 目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)1.需求分析如今各大高校，都基本面向外界開(kāi)放，許多社會(huì)人士可以自由出入校園，特別是一些公共場(chǎng)所，魚(yú)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(mén)禁系統(tǒng)以限制人員流動(dòng)。門(mén)禁系統(tǒng)，又稱(chēng)為出入口控制系統(tǒng)，是對(duì)重要區(qū)域或通道的出入口進(jìn)行管理與控制的系統(tǒng)。隨著社會(huì)的發(fā)展，它已不局限于簡(jiǎn)單的對(duì)門(mén)鎖或鑰匙的管理，而是集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代化管理技術(shù)與一體的新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，已成為安全防范系統(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(chǎng)合。目前，門(mén)禁系統(tǒng)的控制手段主

2、要有：指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別和射頻卡等。前3種方式都屬于生物識(shí)別技術(shù)，是以人體某部分的特征為識(shí)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(yàn)證方法，但其價(jià)格昂貴，難以普及，且涉及到個(gè)人隱私，只適用于高端和絕對(duì)機(jī)密的場(chǎng)所。RFID技術(shù)在無(wú)線(xiàn)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(jìn)行非接觸雙向通信,以達(dá)到識(shí)別與數(shù)據(jù)交換的目的。本設(shè)計(jì)是基于RFID技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)，利用其非接觸式無(wú)線(xiàn)識(shí)別的特點(diǎn)，能夠?qū)M(jìn)出實(shí)驗(yàn)室的人員進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，同時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉道閥，將出入口的控制從被動(dòng)防守變?yōu)橹鲃?dòng)監(jiān)控,從而加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室，辦公室等重要場(chǎng)所進(jìn)出人員的管理，極大提高人員出入的效率，減少

3、管理方面的混亂局面，節(jié)約人力成本，并且為公共場(chǎng)所的安全提供了極大地方便和保障。在生活中有些場(chǎng)合并不是任人自由進(jìn)出的，而只允許有進(jìn)出權(quán)限者通行，這時(shí)，就得使用出入口管理系統(tǒng)即門(mén)禁系統(tǒng)。傳統(tǒng)的門(mén)鎖是最古老、最簡(jiǎn)單的門(mén)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(shí)代的需要，保證建筑內(nèi)部的安全性，滿(mǎn)足用戶(hù)當(dāng)時(shí)的各種需求，智能門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。2.術(shù)語(yǔ)與解釋2.1術(shù)語(yǔ)一：RFID射頻識(shí)別（RFID）是一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。無(wú)線(xiàn)電的信號(hào)是通過(guò)調(diào)成無(wú)線(xiàn)電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)

4、簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身?yè)碛须娫?，并可以主?dòng)發(fā)出無(wú)線(xiàn)電波（調(diào)成無(wú)線(xiàn)電頻率的電磁場(chǎng)）。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線(xiàn)之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。2.2術(shù)語(yǔ)二：電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽又稱(chēng)射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體；閱讀器又稱(chēng)為讀出裝置、掃描器、讀頭、通信器、讀寫(xiě)器（取決于電子標(biāo)簽是否可以無(wú)線(xiàn)改寫(xiě)數(shù)據(jù)）。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間（無(wú)接觸）耦合；在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)交換。2.3術(shù)語(yǔ)三：讀卡器RFI

5、D是射頻識(shí)別的英文縮寫(xiě)。通俗地說(shuō)，RFID讀卡器是一種能閱讀電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別設(shè)備。根據(jù)閱讀標(biāo)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(xiàn)一起使用才能讀取標(biāo)簽信息。3.產(chǎn)品概述為了提高門(mén)禁系統(tǒng)的現(xiàn)代化管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，設(shè)計(jì)了一種基于Web技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)。系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)，當(dāng)讀寫(xiě)器的射頻范圍內(nèi)出現(xiàn)非接觸式IC卡時(shí)，讀卡并將信息通過(guò)串口通信傳送給服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，并構(gòu)建了基于C/S模式的管理平臺(tái)，管理員可通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)對(duì)門(mén)禁控制器查詢(xún)和控制，從而有效地實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的任何位置對(duì)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。4.產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案4.1系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)采用非接觸式IC卡，利

6、用無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)RFID（RadioFrequencyIdentification）檢測(cè)IC卡，當(dāng)IC卡靠近讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器能準(zhǔn)確地對(duì)其識(shí)別，并將其序列號(hào)發(fā)送給主控器和PC機(jī)，通過(guò)應(yīng)用程序連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取與該卡號(hào)對(duì)應(yīng)的用戶(hù)信息。若該卡已進(jìn)行注冊(cè)，則通過(guò)驗(yàn)證并通知控制器開(kāi)門(mén)，并記錄卡號(hào)和開(kāi)門(mén)時(shí)間，反之則禁止通行并告知持卡人離開(kāi)。系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、串口通訊、服務(wù)器和用戶(hù)終端五部分組成。如圖所示。讀寫(xiě)器是系統(tǒng)的核心，其通過(guò)射頻信號(hào)與IC卡（電子標(biāo)簽）通信，完成讀卡、存儲(chǔ)和發(fā)送數(shù)據(jù)的工作，其可以獨(dú)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(hù)端之間采用C/S結(jié)構(gòu)，

7、應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)SQLSERVER2000連接通過(guò)ADO對(duì)象實(shí)現(xiàn)，兩者通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。在系統(tǒng)管理員授予權(quán)限的情況下，用戶(hù)均可以查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、打印管理系統(tǒng)的所有相關(guān)記錄。如圖4.1-1所示圖4.1-14.2硬件架構(gòu)射頻讀寫(xiě)器是系統(tǒng)的核心，由主控電路、射頻讀寫(xiě)電路、天線(xiàn)耦合電路和天線(xiàn)等電路組成，負(fù)責(zé)對(duì)射頻信號(hào)的處理和數(shù)據(jù)的傳輸，完成對(duì)IC卡序列號(hào)讀取的任務(wù)，如下圖4.2-1所示。圖4.2-1電子標(biāo)簽，即射頻卡，由IC卡片、感應(yīng)天線(xiàn)組成，封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PVC卡內(nèi)，芯片及其天線(xiàn)無(wú)任何外露部分?？ㄆ瑹o(wú)需電源，在一定范圍內(nèi)靠近讀寫(xiě)器時(shí)，通過(guò)天線(xiàn)的傳遞來(lái)完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。本文選用Philips公司的M

8、ifare1卡，該卡基于ISO14443TYPEA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，每張卡具有全球唯一的序列號(hào)，具有防沖突功能。天線(xiàn)的作用就是產(chǎn)生磁通量，為卡片提供電源，在讀寫(xiě)器和卡片之間傳送信息。天線(xiàn)的有效電磁場(chǎng)范圍就是系統(tǒng)的有效工作區(qū)域。讀寫(xiě)芯片選取Philips生產(chǎn)的用于讀寫(xiě)Mifare1卡的專(zhuān)用芯片MFR500,工作頻率為13.56MHz。主控器由AT89S52單片機(jī)及其外圍電路組成，負(fù)責(zé)控制讀寫(xiě)模塊、與PC機(jī)間的串口通信和對(duì)外部設(shè)備的控制操作。其中單片機(jī)對(duì)讀寫(xiě)模塊的操作就是通過(guò)控制MFRC500來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Mifare1卡的操作。它是單片機(jī)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(hào)，天線(xiàn)的性能至關(guān)重

9、要，其直接影響了讀寫(xiě)器的作用距離和靈敏度。天線(xiàn)的性能與其品質(zhì)因數(shù)Q有關(guān)，Q與天線(xiàn)的幾何形狀、大小、圈數(shù)等因素有關(guān)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是近距離耦合式IC卡，天線(xiàn)制作選用PCB天線(xiàn)，即直接在PCB板上制作天線(xiàn)電路板，該法穩(wěn)定性較好。天線(xiàn)連接到讀寫(xiě)芯片時(shí)，需要外加匹配電路。如下圖所示。系統(tǒng)對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行了大致估算，并通過(guò)改變匹配電路的電容值，以達(dá)到最佳的讀寫(xiě)距離。如圖4.2-2所示。圖4.2-24.3軟件架構(gòu)軟件運(yùn)行在單片機(jī)上，完成對(duì)卡號(hào)的讀取、門(mén)鎖及附屬電路的控制和串口通信。如下圖所示流程圖。軟件核心是實(shí)現(xiàn)MFRC500與Mifare1卡之間的通信，通信需遵循ISO14443TYPEA標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議。讀卡過(guò)程必

10、須嚴(yán)格按照固定的順序進(jìn)行，即復(fù)位應(yīng)答防碰撞選卡認(rèn)證讀寫(xiě)卡。由于該卡是可讀式，只需讀出卡的序列號(hào)即可，不需對(duì)相應(yīng)扇區(qū)做寫(xiě)操作。具體流程如下圖4.3-1所示。圖4.3-1系統(tǒng)基于SQLSERVER2000進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，管理員進(jìn)入系統(tǒng)必須輸入帳號(hào)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(duì)卡號(hào)信息的注冊(cè)、查詢(xún)、修改和刪除等工作，并將來(lái)訪(fǎng)信息（用戶(hù)和通行時(shí)間）記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)等。監(jiān)控管理軟件的功能模塊如下圖4.3-2所示。圖4.3-2信息發(fā)布模塊基于A(yíng)SP.net實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要是通過(guò)讀取SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)的監(jiān)控管理信息表，做成信息發(fā)布網(wǎng)站部署到IIS服務(wù)器，這樣，用戶(hù)就可以以訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)的形式在任何