基于非接触式IC卡技术的校园门禁系统设计.doc

No.1Big-bit半导体器件应用网 /news/192958_p1.html基于非接触式IC卡技术的校园门禁系统设计 【大比特导读】非接触式IC卡门禁管理系统已广泛地应用于楼宇自动化、重要区域的通行等，校园学生社区的现代化管理，校园非接触式Ic门禁管理系统的应用已成为目前的发展趋势，学生公寓借助门禁管理系统，可实现特定区域的进出管理，防止非本楼人员随意进入学生公寓楼，尤其在夜间便于实现对多门公寓楼的集中管理。引言非接触式IC卡门禁管理系统已广泛地应用于楼宇自动化、重要区域的通行等，校园学生社区的现代化管理，校园非接触式Ic门禁管理系统的应用已成为目前的发展趋势，学生公寓借助门禁管理系统，可实现特定区域的进出管理，防止非本楼人员随意进入学生公寓楼，尤其在夜间便于实现对多门公寓楼的集中管理。门禁系统自发展以来，主要应用于公司和智能小区，其系统自身相对完善，但就目前学校使用的门禁控制系统而言，存在对外数据库共享程度低，自动数据处理程度低等，同时因学生公寓楼设计和管理及学生管理方式存在不同，造成了现有门禁管理系统无法直接应用于学生公寓。本文结合实际提出了一种应用于校园学生公寓楼的分布式、多层管理的门禁管理系统，具有重要的应用价值。1 校园门禁管理的系统要求校园门禁管理系统的卡管理、维护、宿舍楼分配、学籍管理均是分散的，持卡基数量大(万级)，同时对于校园涉及学生、教职工，其门禁数据变化频繁，存在高峰期，在7至9月份学生毕业离校和新生入校，日常还伴有临时住宿调整等，这与通常应用于公司的门禁管理系统的卡管理、维护在同一个部门存在差别，因此也造成了业务处理流程、数据权限、数据修改等一系列的问题。基于以上的特殊性，校园门禁管理系统要求信息化程度高，从学生数据获取、宿舍楼数据分配、门禁数据调整、核对校验、下载等过程均能自动处理完成;可适应门禁数据的频繁变化调整;系统易扩展并稳定可靠。2 系统原理与结构2.1系统原理本文提出的校园门禁管理系统基于数据库技术，自动采集各部门数据形成数据标准库，利用设计通用的标准数据库接口共享标准数据库，各、部门之问的数据库自动处理和调用共享数据库，确保校园所有数据的一致性，也避免了因手工操作门禁数据，造成的人为错误、易漏和更新效率低等问题。基于数据库技术的门禁管理系统如图1所示。No.6Big-bit半导体器件应用网 图1 基于数据库技术的门禁管理系统2.2系统结构本文提出校园门禁系统的基本构架如图2所示，核心结构采用C+B/S群组模式，即浏览器管理、服务器控制、客户端后台程序自动处理的模式，控制器基于目前工业主流的总线联网模式?，实现集中管理，分散维护，系统标准化程度高，模块化程度高，扩容简单，易于维护。图2 校目门禁系统的整体构架和层式结构本文设计的系统由4层结构组成，第1层为设备接入层(读卡器设备、控制器设备)，接口采用标准高速接口，协议公开：第2层传输层，主要是连接控制层与设备层间的数据交互，标准协议公开，协议函数公开;第3层为控制层，主控底层软件，底层接口函数公开，数据库接口函数公开;第4层为管理层，针对应用服务的不同，可进行添加、删除和修改。3 校园门禁系统的组成3.1非接触IC卡技术IC卡按读取方式，可分为接触和非接触式IC卡，目前校园学生IC卡、教工卡以及临时卡，应用最多的是Mitre技术标准，其已成为国际标准，其次也有采用瑞士LEGIC技术标准的，如清华大学的学生卡，技术对比如表1所示，少许公寓楼门禁采用非接触式ID卡，安全性相对较差，Ic卡已渐取代ID卡t6,Iol。MifarelS50卡仅由一个天线和ASIC组成，如图3(a)所示。卡片内无任何电源，仅包含一个LC串联谐振电路，其频率与IC卡读卡器发射的频率均是13.56MHz，用于工作时产生能量，当电压达到2V时，卡片中的芯片将卡内数据发送出去或接收器对卡片的操作，工作距离最高可达100mm，数据传输率达106kb/s，完成一次读写的时间最长不超过0.1s，具有防冲突的功能，能在同一时间处理多张重叠的卡片。Mifare1S50卡内部有1K字节EEPROM存储器，分为16个扇区，每个扇区又分为4个数据存储块，每块16字节如图3(b)所示，读卡器由单片机、专用的读写模块、接口电路组成，专用读卡模块配合13.56MHz的天线可实现对非接触Ic卡的读写，单片机读取数据并作处理，按照标准RS-485/Wiegand26标准输出。图3 Mifare1卡的内部结构图与读卡器结构3.2门禁控制系统门禁控制器在设备接入层，是门禁系统的核心，由单片机、FLASH、接口电路、外围的10和继电器等组成，运行内部的程序和确定的通信协议，并可存储一定的卡号，如SYRIS的SYRIS200NT可存储6000个卡号。控制接收读卡器发送过来的信号，与所存储的卡号进行对比，通过比对确定是否产生动作，如图4(a)所示，门禁控制器可独立运行，保证了系统可靠性和完整性。在系统构架中门禁控制器采用工业总线方式组成私有网络，并配置惟一的ID号码。目前暂时使用RS-485模式4j2传输速率不低于19.2kb/s，连接线缆采用屏蔽双绞线，长度不超过1.2km，其它诸如出门按钮、门磁、电磁锁等均采通用设备。3.3门禁控制软件在国内的很多门禁管理软件均直接采用外国的监控软件，主要原因是国外的软件在使用时间上比国内长，可靠性、稳定性与功能要优于国产软件;其次进入市场的硬件设备多是国外厂家，对于他们的软硬件集成较好，国内的工程商为了降低投入风险，很少采用国产软件，因此造成了数据开放共享程度低、系统无法与学校其它部门产生有效的数据互动和应用服务等。图4 门禁控制器的系统结构与RS485连接结构本文提出的门禁管理软件基于C+B/S整体构架，校内各部门的管理业务流程均通用B/S进行数据提交和处理，并将数据存入服务器的标准数据库，在服务器和工作站均有后台终端程序用于自动地监测数据变化，并及时进行更新。门禁管理软件功能分为数据管理部分和数据通信部分，数据管理部分含系统维护、系统查询及数据报表、卡片及人事管理、权限管理等;数据通信部分含参数设置、控制参数设置、报警等功能。4 结束语本文提出的校园门禁管