基于RFID门禁系统设计方案

1、響輪粤甲琪# KTQ获届解决琳基于RFID技术的门禁系统产品设计方案班级:学号:姓名:目录1需求分析1.12.1 术语一：RFID12.2术语二：电子标签22.5术语三：读卡器23产品概述2士产品设计方案2*1系统总体架构24.2硬件架构S4.3软件架构士5结语6IS星市項目xrm技冷解决林1.需求分析如今各大高校，都基本而向外界开放，许多社会人士可以自由岀入校园，特别是一些公 共场所，鱼龙混杂，所以在有些特殊地方就必须限制人员的自由出入。因此，有必要设置门 禁系统以限制人员流动。门禁系统，又称为出入口控制系统，是对重要区域或通道的出入口进行管理与控制的系 统。随着社会的发展，它已不局限于简单

2、的对门锁或钥匙的管理，而是集自动识別技术和现 代化管理技术与一体的新型现代化安全管理系统，已成为安全防范系统中极为重要的一部 分，被广泛应用中智能大厦、办公室、宾馆等场合。目前，门禁系统的控制手段主要有：指 纹识別、人脸识别、虹膜识别和射频卡等。前5种方式都属于生物识别技术，是以人体某部 分的特征为识别载体和手段，其唯一性和不可复制性决定了其是最安全的身份验证方法，但 其价格昂贵，难以普及，且涉及到个人隐私，只适用于髙端和绝对机密的场所。RFID技术在无线电技术方面得到广泛应用与发展，其基本原理是利用射频方式进行非 接触双向通信，以达到识别与数据交换的目的。本设计是基于RFID技术的门禁系统，

3、利用 其非接触式无线识别的特点，能够对进出实验室的人员进行自动识别，同时自动开启和关闭 道阀，将出入口的控制从被动防守变为主动监控，从而加强对实验室，办公室等重要场所进 岀人员的管理，极大提高人员出入的效率，减少管理方而的混乱局而，右约人力成本，并且 为公共场所的安全提供了极大地方便和保障。在生活中有些场合并不是任人自由进出的，而 只允许有进出权限者通行，这时，就得使用岀入口管理系统即门禁系统。传统的门锁是最古 老、最简单的门禁方式，一把锁配一把钥匙，几把锁就要配几把钥匙，使用不便。为了适应 信息时代的需要，保证建筑内部的安全性，满足用户当时的各种需求，智能门禁系统应运而 生。21术语一：RF

4、ID射频识別（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特泄目标并读写相 关数据，而无需识別系统与特立目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过凋成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去, 以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并 不需要电池：也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。 标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处 在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。22术语二：电子标签电子标签又称射频标签、应答器、数据载体：阅读器又称为读出装豊、

5、扫描器、读头、 通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦 合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合：在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传 递和数据交换。23术语三：读卡器RFID是射频识别的英文缩写。通俗地说，RFID读卡器是一种能阅读电子标签数据的 自动识别设备。根据阅读标签频率的不同分为低频、高频、超髙频读卡器。RFID读卡器需 配备RFID天线一起使用才能读取标签信息。3 产品概述为了提高门禁系统的现代化管理和远程监控能力，设汁了一种基于Web技术的门禁系 统。系统采用无线射频技术，当读写器的射频范囤内岀现非接触式IC卡时，读卡并将信息 通过串口

6、通信传送给服务器进行相关的数据处理，并构建了基于C/S模式的管理平台，管 理员可通过Web网页对门禁控制器査询和控制，从而有效地实现在互联网的任何位置对信 息的实时监控。弘产品设计方案4.1系统总体架构系统采用非接触式IC卡，利用无线射频识别技术RFID （RadioFrequencyidentification） 检测IC卡，当IC卡靠近读写器时，读写器能准确地对苴识别，并将英序列号发送给主控器 和PC机，通过应用程序连接后台数据库获取与该卡号对应的用户信息。若该卡已进行注册，则通过验证并通知控制器开门，并记录卡号和开门时间，反之则禁止通 行并告知持卡人离开。系统由电子标签、读写器、串口通讯

7、、服务器和用户终端五部分组成。如图所示。读写 器是系统的核心，其通过射频信号与IC卡（电子标签）通信，完成读卡、存储和发送数据 的工作，其可以独立工作，也可联网工作，文中采用RS2S2串口通信与服务器相连。服务器和用户端之间采用C/S结构，应用软件与数据库SOLSERVER2000连接通过ADO对 象实现，两者通过局域网实现互联。在系统管理员授予权限的情况下，用户均可以查询、统 计、打印管理系统的所有相关记录。如图土 1-1所示天线电子标签图土 1-14.2硬件架构射频读写器是系统的核心，由主控电路、射频读写电路、天线耦合电路和天线等电路组 成，负责对射频信号的处理和数据的传输，完成对IC卡序

8、列号读取的任务，如下图4.2-1 所示。电子标签 Mifarc I电源电路MAX232 I电子标签，即射频卡.由IC卡片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡内，芯片及其天线无任何外露部分。卡片无需电源，在一立范羽内靠近读写器时，通过天线的传递来完成数据的读写操作。本文选用Philips公司的Miforel卡，该卡基于ISO1W5TYPEA国际 标准，每张卡具有全球唯一的序列号，具有防冲突功能。天线的作用就是产生磁通量，为卡片提供电源，在读写器和卡片之间传送信息。天线的 有效电磁场范用就是系统的有效工作区域。读写芯片选取Philips生产的用于读写Mifarel卡的专用芯片MFR500,工作

9、频率为 lS.56MHz主控器由ATS9S52单片机及其外惘电路组成，负责控制读写模块、与PC机间的串口通 信和对外部设备的控制操作。英中单片机对读写模块的操作就是通过控制MFRC500来实现 对Mifarel卡的操作。它是单片机与IC卡之间数据传输的桥梁。为了获得稳左可靠的射频信号，天线的性能至关重要，其直接影响了读写器的作用距离 和灵敏度。天线的性能与其品质因数Q有关，Q与天线的几何形状、大小、圈数等因素有 关。系统设讣的是近距离耦合式IC卡，天线制作选用PCB天线，即直接在PCB板上制作 天线电路板，该法稳定性较好。天线连接到读写芯片时，需要外加匹配电路。如下图所示。系统对天线进行了大致

10、估算, 并通过改变匹配电路的电容值，以达到最佳的读写距离。如图土2-2所示。图 土 2-2 1丄丄二丄;(口丄；丄f i 1 r r -L. * fn 1 ：Ir r r ji一厂u厂 tillr r-rBI l ?f t PT TV * .JL L C 一 JL- !Txir:riljii： j ：*.i?!；1 r TOND:/ i i1 j vff.1141 二：!；* i i r-*-V软件运行在单片机上，完成对卡号的读取、门锁及附属电路的控制和串口通信匚如響餡星甫項目KFID获斥解决海下图所示流程图。软件核心是实现MFRCoOO与Mifarel卡之间的通信，通信需遵循 ISOlSTY

11、PEA标准传输协议。读卡过程必须严格按照固左的顺序进行，即复位应答 防碰撞选卡认证读写卡。由于该卡是可读式，只需读出卡的序列号即可，不需对相应扇 区做写操作。具体流程如下图土5-1所示。图 4.5-1系统基于SOLSERVER2000进行数据库开发，管理员进入系统必须输入帐号和密 码，以阻止非系统管理员非法登录系统。之后管理员可完成对卡号信息的注册、查询、 修改和删除等工作，并将来访信息（用户和通行时间）记录在数据库中，以便进行数据统汁和查询等。监控管理软件的功能模块如下图4.5-2所示。響鱒密审琪耳KFLD技虑解决碎监控俘理系统记录管理-C卡管理系统登录用户注册管理员登录图 4.S-2信息发布模块基于ASP.net实现，实现过程主要是通过读取SQLServer数据库的 监控管理信息表，做成信息发布网站部署到IIS服务器，这样，