Adgangskontrolstyringssystem baseret på RFID og webtjenester

Adgangskontrolsystem, også kendt som ind- og udgangskontrolsystem, er et system, der styrer og kontrollerer ind- og udgange af vigtige områder eller passager. Med samfundsudviklingen er det ikke længere begrænset til simpel styring af dørlåse eller nøgler, men et nyt moderne sikkerhedsstyringssystem, der integrerer automatisk identifikationsteknologi og moderne styringsteknologi, og er blevet en yderst vigtig del af sikkerhedssystemet. Det er meget udbredt i intelligente bygninger, kontorer, hoteller og andre steder. På nuværende tidspunkt omfatter de vigtigste kontrolmetoder for adgangskontrolsystemer: fingeraftryksgenkendelse, ansigtsgenkendelse, irisgenkendelse og radiofrekvenskort. De første tre metoder er alle biometriske teknologier, som bruger karakteristika for visse dele af den menneskelige krop som identifikationsbærere og -midler. Deres unikke og ikke-replikabilitet bestemmer, at de er de sikreste identitetsbekræftelsesmetoder, men de er dyre og svære at popularisere. Når det kommer til privatlivets fred, er det kun egnet til avancerede og absolut fortrolige steder.

RF-kort er et produkt, der kombinerer trådløs radiofrekvensteknologi og smartkortteknologi. Det har egenskaberne ved enkel brug og bekvem vedligeholdelse.

For at forbedre adgangskontrolsystemets moderne styring og fjernovervågningsmuligheder introduceres et adgangskontrolsystem baseret på webteknologi. Systemet bruger trådløs radiofrekvensteknologi. Når et berøringsfrit IC-kort dukker op inden for læserens/skriverens radiofrekvensområde, læser det kortet og transmitterer informationen til serveren via seriel kommunikation til relateret databehandling og bygger en administrationsplatform baseret på C/S-tilstand. , kan administratoren forespørge og kontrollere adgangscontrolleren via websiden og derved effektivt realisere realtidsovervågning af information hvor som helst på internettet.

1 Systemarkitektur

Systemet bruger berøringsfri IC-kort og bruger radiofrekvensidentifikationsteknologi RFID (Radio Frequency Identification Technology) til at detektere IC-kortet. Når IC-kortet er tæt på læseren/skriveren, kan læseren/skriveren nøjagtigt identificere det og sende dets serienummer til hovedcontrolleren. og pc, opret forbindelse til baggrundsdatabasen gennem applikationen for at få brugeroplysningerne svarende til kortnummeret.

Hvis kortet er blevet registreret, vil det blive verificeret, og controlleren vil få besked om at åbne døren, og kortnummer og åbningstid vil blive registreret. Ellers vil adgang være forbudt, og kortholder vil blive informeret om at forlade.

Systemet består af fem dele: elektroniske tags, læsere og skrivere, seriel kommunikation, servere og brugerterminaler. Som vist i figur 1. Læseren/skribenten er kernen i systemet. Det kommunikerer med IC-kortet (elektronisk tag) gennem radiofrekvenssignaler for at fuldføre arbejdet med at læse kortet, gemme og sende data. Det kan arbejde selvstændigt eller i netværk. I denne artikel bruges RS232 seriel portkommunikation til at oprette forbindelse til serveren. .

C/S-strukturen overtages mellem serveren og klienten. Forbindelsen mellem applikationssoftwaren og databasen SQLSERVER2000 realiseres gennem ADO-objektet, og de to er forbundet via LAN. Med tilladelse givet af systemadministratoren kan brugere forespørge, tælle og udskrive alle relevante poster i ledelsessystemet.

2 Hardware design

2.1 Overordnet hardwaredesign

RF-læseren er kernen i systemet, der består af et hovedstyrekredsløb, et RF-læse-skrivekredsløb, et antennekoblingskredsløb, en antenne og andre kredsløb. Den er ansvarlig for behandlingen af RF-signaler og datatransmission og fuldfører opgaven med at læse IC-kortets serienummer. som vist på billede 2.

Det elektroniske mærke, det vil sige radiofrekvenskortet, består af et IC-kort og en induktionsantenne og er pakket i et standard PVC-kort. Chippen og dens antenne har ingen udsatte dele. Kortet kræver ikke strøm. Når den er tæt på læseren inden for et bestemt område, læses og skrives dataene gennem antennens transmission. Denne artikel bruger Philips' Mifare1-kort, som er baseret på den internationale standard ISO14443TYPEA. Hvert kort har et globalt unikt serienummer og har en anti-kollisionsfunktion.

Antennens funktion er at generere magnetisk flux, levere strøm til kortet og overføre information mellem læseren og kortet. Det effektive elektromagnetiske feltområde for antennen er effektensystemets arbejdsområde.

Læse- og skrivechippen vælger den specielle chip MFR500 produceret af Philips til læsning og skrivning af Mifare1-kort, og arbejdsfrekvensen er 13,56MHz.

Hovedcontrolleren er sammensat af AT89S52 mikrocontroller og dens perifere kredsløb. Den er ansvarlig for styring af læse-skrive-modulet, seriel kommunikation med pc'en og styring af eksterne enheder. Blandt dem er operationen af læse-skrive-modulet af mikrocontrolleren at realisere driften af Mifare1-kortet ved at styre MFRC500.

Det er en bro til datatransmission mellem mikrocontroller og IC-kort.

2.2 RF-kredsløbsdesign

Kernen i radiofrekvenskredsløbet er læse-skrive-chippen MFRC500, som er broen til datatransmission mellem mikrocontrolleren og IC-kortet.

Mikrocontrolleren anvender afbrydelseskontroltilstand for læse-skrive-chippen, og afbrydelseskontrolporten INT0 er forbundet med IRQ-stiften på MFRC500. Der er 64 registre inde i MFRC500. Mikrocontrolleren konfigurerer og betjener den ved at skrive kontrolkommandoer ind i registrene. Power-down-detekteringsbenet RSTPD er forbundet til P2.0-benet på mikrocontrolleren, NCS-benet er forbundet til P2.7-benet, og NWR og NRD er forbundet hhv. Tilslut til WR- og RD-benene på læse-skriveporten på mikrocontrolleren. Dataportene D0~D7 er forbundet til P0-porten på mikrocontrolleren. Kvartskrystaloscillatoren genererer en driftsfrekvens på 13,56MHz. Lavpasfilteret bestående af L1, L2, C5 og C6 bruges til at undertrykke krystaloscillatorkredsløbet på samme tid. De højere harmoniske produceres. Det modtagende kredsløb er sammensat af R1, R2, C3 og C4. Den bruger VNID-potentialet genereret internt i MFRC500 som inputpotentialet for RX-stiften. For at reducere interferens er VIND-stiften forbundet til en kondensator C3 til jord, og der skal forbindes en gren mellem RX og VNID. spændingsregulator (R1), er det bedst at tilslutte en kondensator (C4) i serie mellem antennespolen og spændingsomformeren. For bedre ydeevne bør disse komponenter placeres tæt på MFRC500-chipantennebenene RX, TX1 og TX2, når printkortet dirigeres.

2.3 Antennekredsløbsdesign

For at opnå stabile og pålidelige radiofrekvenssignaler er antennens ydeevne afgørende, hvilket direkte påvirker læserens rækkevidde og følsomhed. Antennens ydeevne er relateret til dens kvalitetsfaktor Q, som er relateret til antennens geometri, størrelse, antal drejninger og andre faktorer.

Systemet er designet til et tætkoblet IC-kort. PCB-antennen bruges til antenneproduktion, det vil sige, at antennekredsløbet er lavet direkte på printkortet. Denne metode har bedre stabilitet.

Når antennen er forbundet til læse-skrive-chippen, kræves der et ekstra matchende kredsløb. Som vist i figur 4. Systemet lavede et groft estimat af antennen og ændrede kapacitansværdien af det matchende kredsløb for at opnå den bedste læse- og skriveafstand.

3 Softwaredesign

Systemsoftwaren omfatter to dele: den nederste computer og det øverste computerstyringssystem. Blandt dem bruger den nederste computer AT89S52 mikrocontrolleren som kernen til at realisere læsning af læseren, adgangskontrol og seriel kommunikation. Det anvendte programmeringssprog er C-sprog, og compileren er KeilC51. Værtscomputerstyringssoftwaren kører på serveren ved hjælp af Visual C++6.0 og SQLSever2000 til systemstyring og databaseudvikling, herunder seriel kommunikation, overvågningsstyring og informationsfrigivelse. Overvågnings- og administrationssoftwaren bruges til at implementere brugerregistrering, registreringsforespørgsel, sletning og andre opgaver, og informationsfrigivelse bruges til at administratorer kan se adgangskontrollogposter via websider.

3.1 Lavere computersoftwaredesign

Softwaren kører på mikrocontrolleren og afslutter læsning af kortnumre, kontrol af dørlåse og hjælpekredsløb og seriel kommunikation. Flowdiagrammet er vist i figur 5. Kernen i softwaren er at realisere kommunikationen mellem MFRC500 og Mifare1-kort. Kommunikationen skal følge ISO14443TYPEA standard transmissionsprotokol. Kortlæsningsprocessen skal udføres i nøje overensstemmelse med den faste sekvens, det vil sige nulstillingsrespons, valg af anti-kollisionskort, godkendelse og læsning og skrivning af kort. Da kortet er læsbart, behøver du kun at læse kortets serienummer og behøver ikke at skrive til kortettilsvarende sektorer, så godkendelsestrinnet kan ignoreres. Hovedkoden er som følger:

3.2 PC software design

I VC++6.0-programmeringsmiljøet bruges CSerialPort-klassen til at implementere seriel kommunikation, modtage det sendte IC-kortserienummer og derefter få adgang til databasen gennem ADO-teknologi for at få de brugeroplysninger, der svarer til kortet, til verifikationsbehandling.

Systemet er baseret på SQLSERVER2000 til databaseudvikling. Administratorer skal indtaste deres konto og adgangskode for at komme ind i systemet for at forhindre ikke-systemadministratorer i at logge ulovligt på systemet. Herefter kan administratoren gennemføre registrering, forespørgsel, ændring og sletning af kortnummeroplysninger og registrere besøgsoplysningerne (bruger og passagetid) i databasen til datastatistik og forespørgsel. De funktionelle moduler i overvågnings- og administrationssoftwaren er vist i figur 6.

Informationspubliceringsmodulet er implementeret baseret på ASP.net. Implementeringsprocessen er hovedsageligt at læse overvågnings- og styringsinformationstabellen i SQLServer-databasen gennem ado.net, oprette en informationspublicerende hjemmeside og implementere den til IIS-serveren. På denne måde kan brugere få adgang til websider hvor som helst. Se systemoplysninger og adgangskontrolposter.

4. Program kører

Ved at tage laboratorieadgangskontrolstyringen fra School of Electronic Engineering ved Guilin University of Electronic Science and Technology som eksempel, blev software- og hardwaredesignet af systemet realiseret. Efter at administratoren har indtastet kontonummeret og adgangskoden, går han ind i hovedgrænsefladen for overvågnings- og administrationssoftwaren som vist i figur 7.

Efter test er den effektive arbejdsafstand for IC-kortet 6 cm. Når IC-kortet reagerer, viser systemet automatisk kortnummer, kortbrugeroplysninger og indgangstidspunkt og gemmer dem automatisk i baggrundsdatabasen. Da Mifare1-kortet har et globalt unikt serienummer, kan medlemsoplysningerne samles med IC-kortets serienummer og gemmes i databasen, når medlemmerne tilmelder sig. På denne måde kan du, når du tjekker oplysninger, søge præcist på tid eller direkte på navn.

  5 Konklusion

Det foreslåede adgangskontrolstyringssystem baseret på RFID og webtjenester giver intelligent kontrol og fjernstyringsmekanismer til adgang til vigtige afdelinger. Den bruger trådløs radiofrekvensteknologi RFID for at opnå nøglefri adgang, som ikke er let at miste og kan genbruges; den bruger SQL-database og webtjenester til at opnå fjernovervågning af adgangskontrol, som er nem at betjene, fleksibel og sikker. Det har brede applikationer i smarte hjem, kontoradgang, logistik og andre lejligheder. Ansøgningsmuligheder.