自动门禁控制系统设计

关键词: 门禁系统 指纹识别 智能建筑 系统

自动门禁控制系统设计(精选十篇)

自动门禁控制系统设计 篇1

关键词:自动,门禁,电锁控制,多门联网

门禁现广泛应用于外企、金融机构、写字楼、宾馆、高档住宅小区等各个领域。在应用方面, 除可替代钥匙控制人的进出外, 更增加了分时段控制、消费、考勤、薪资计算等强大的管理功能。而门禁与自动门的配套应用, 及借助网络资源实现网络化作业, 更在方便了使用者的同时, 极大地提升了单位形象, 提升了管理效率, 深受用户喜爱。近年来, 众多金融机构、企事业单位、图书馆等各类场所改造或安装了自动门禁控制系统。

一、设计自动门禁控制系统工作程序

进门:本单位工作人员刷卡后, 读卡机将读取到的数据传输给控制主机, 经控制主机识别、确认身份后, 输出开门信号, 门自动开启, 人员进入, 门自动关闭;

对其他外单位来访人员:按动门框 (或墙壁) 上可视对讲门口机, 经服务台工作人员确认身份后, 服务台工作人员按动可视对讲管理机上的开门按钮, 门自动开启, 来访人员进入, 随后门自动关闭。

出门:在有人走近自动门时, 雷达探头感应到信号后, 将感应到的信息传输给自动门门机, 自动门开启, 待人走出后, 门自动关闭。

自动门门禁控制系统涉及自动门、门禁、可视对讲系统三大专业技术领域, 对提升企业形象, 加强办公现代化收效显著。

二、自动门门禁控制系统应用过程中遇到的问题及解决办法

我们在自动门门禁控制系统应用过程中遇到的第一个问题就是自动门的防盗问题。目前, 市场上绝大多数自动门本身是不加锁的, 一些外部人员在没有卡, 又无法得到内部人员允许的情况下, 甚至产生了用手直接扒开门的行为。自动门禁控制系统本来是具有安防作用的, 但此时却给用户带来了安防上的隐患。而且自动门机反复被强行扒开后也有可能被烧毁。

为解决自动门禁控制系统会被扒开的问题, 我们采取了给自动门加电锁的方法。我们采用的是北京华世佳公司DL016型阳极锁, 这种锁可安装在门框内, 具有安装隐蔽, 安全性高, 美观的优点。

DL016型阳极锁具有以下功能:

1、断电自动开锁。这一功能保证了停电时不会发生自动门禁控制系统将人困在室内出不去的情况, 但同时也产生了安全隐患, 任何人, 无论有无通行权限, 都可以将自动门禁控制系统视为无物, 而通行无阻。自动门禁控制系统此时完全失去了安防的作用。为此, 我们给系统配备了蓄电池, 可保证系统在停电数小时内仍能正常工作。

2、当门未关好再次被打开时, 锁舌自动收回, 避免发生撞碎玻璃的情况。

3、当门关好锁住后, 工作电流下降, 锁体温度较低, 有利于延长锁的使用寿命

安装电锁解决了自动门禁控制系统无锁会被扒开的问题, 但也引发了自动门、锁和门禁的配合问题:

对这一问题, 我们采取了如下方法:拆除入门雷达探头, 改用门禁控制自动门开启, 出门用探头控制锁开关, 并设置门开门延迟3秒, 确保先开锁后开门, 避免产生卡锁现象。

三、自动门禁控制系统结构框图

有些客户会要求对出门也进行身份识别并记录数据, 此时就要设置刷卡出门。这时对出门部分的设置和进门设置完全相同, 只需拆除出门探头, 安装一台读卡机, 读卡机与控制主机实现信息传输, 由控制主机识别持卡者的身份和权限, 判别是否开门。

四、设备配置

S Y R I S S Y 2 1 0 N T 4-F S N控制器或CR3202B、配套读卡机

可视对讲机

松下自动门或在原有自动门上进行改造

华世佳DL016阳极锁

计算机

相应的门禁管理软件包

系统中, 一张卡同时可代替员工工卡、停车卡、考勤卡、饭卡及保安巡更器等, 通过该系统, 可实现对重要办公、生产场所的出入管理, 对员工的考勤管理, 停车场的车辆保安和缴费管理, 内部重要部位的巡更管理、食堂售饭、商务中心的POS消费管理等功能, 使用极为方便, 真正实现内部的“智能一卡通”。

五、多门自动门禁控制系统设计

有些用户因为安装有多个自动门禁控制系统, 分布范围广, 距离远, 使用人数众多, 使用频繁, 不便于统一管理, 这时就需要将多个自动门禁控制系统整合为一个系统。

分析:最早期的多门控制主机采用485技术, 一台控制主机延伸出的RS485传输线最长可至1KM, 由计算机延伸出的RS485传输线最长也可至1KM。可同时控制四门进出, 连接四到八台读卡机, 与自动门禁控制系统连接, 可实现多门自动门禁控制系统的安装、应用。一般来说, 485门禁控制器只支持128台或者256台设备联网。

随着经济发展和现代科技的突飞猛进, 如今安防厂商更推出了TCP/IP门禁控制主机, 借助网络资源, 理论上可以支持无限多台自动门禁控制设备, 设备联网距离可达无穷远。对于大型大面积的门禁系统联网, 配套设备建议选用开尔瑞公司CR-3202 TCP/IP网络型门禁控制器。

门禁系统设计方案 篇2

位: 设计单 编制日期:

门禁系统设计方案

设计单位:

编制日期:

2.3主要设计依据规范

? 《国际综合布线标准》

ISO/IEC11801 ? 《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T 16-92 ? 《中华人民共和国安全防范行业标准》 ? 《中华人民共和国公共安全行业标准》 ? 《监控系统工程技术规范》

GA/T74-94 GA/T70-94

GB/50198-94

2.3主要设计依据规范

? 《国际综合布线标准》

ISO/IEC11801 ? 《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T 16-92 ? 《中华人民共和国安全防范行业标准》 ? 《中华人民共和国公共安全行业标准》 ? 《监控系统工程技术规范》

GA/T74-94 GA/T70-94

GB/50198-94

2.3主要设计依据规范

? 《国际综合布线标准》

ISO/IEC11801 ? 《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T 16-92 ? 《中华人民共和国安全防范行业标准》 ? 《中华人民共和国公共安全行业标准》 ? 《监控系统工程技术规范》

GA/T74-94 GA/T70-94

GB/50198-94

4.门2禁 系统功能原理示意图

4.门3禁 系统组网布线拓扑示意图

RS485 通讯方式的门禁系统拓扑图

26bit)

? 环境湿度:小于

95% 无冷凝

95%无冷凝

? 湿度适用范围:小于

感应厚卡 感应薄卡 感应厚薄卡 异型卡

86mm*54mm*1.8m8m6 m m*54mm*信0用.768m *54mm*1.0一m般m做 成 钥 匙 扣 的 形 白卡,感应性能最好.质地 坚韧,耐用。

卡规格 超薄,美观实用。略厚,性价比好。,状,便于携带,感应距 离偏短。

5.门2禁 控制器

门禁数据存储控制器简称门禁控制器,采用领先国际先进水平的高速运算电路以及 Flash 海量存储技术单片机设计,集处理、存贮、通讯功能于一块印制电路板上,具有同通 讯口终端快速拆除的特点,软件监控每个口的通讯活动,选用记忆接口处理单元,可支持由 上级站装入的微程序控制存贮器。单片机设计具有固有的可靠性,而扩充了瞬态保护功能,自动自检功能更增强了这种可靠性。可以脱机存储感应式

IC 卡读卡器的 wiegand26 格式的

读卡信息、时间信息和当时的状态信息。广泛用于门禁、考勤、签到、会员管理、消费、客 户管理、停车场管理等感应式 IC 卡的应用系统。? 领先国际先进水平的高速运算电路以及 ?

外形

通讯方式 名称

TCP/IP 通讯方式 单门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 双门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 四门单向门禁控制器

PCB 尺寸 160mm 长 *106mm 宽 可以管一个门的进门刷卡和 出门按钮,或者进出门都刷卡

160mm 长 *106mm 宽 可以管两个门的进门刷卡 和出门按钮,或者进出门都 刷卡 两对

218mm 长 *106mm 宽 可以管四个门的进门刷卡和 出门按钮 功能

可接读卡器

一对

数量 可控制门输

一组

两组

四组 四个

基本参数

? 控制箱尺寸: ? 配套电源功率: ? 电路板功耗:

273mm*228mm*65mm 12VDC 4-7A 小于 100mA ? 读卡器输入格式: Wiegand 26(兼容该协议下的一切读卡器,例如 Motorola、HID、EM、Mifare one 等。)? 输出继电器最大负载电流: 7A ? 开门延时时间: ? 最大联网数:

器 不限台数。? 运行温度: ? 运行湿度:

-40 至 70 摄氏度 10-90%RH,无冷凝 万张卡权限 10 万条存储记录

高速闪存设计,永不丢失。

米,建议 80 米内。

0-600 秒可调

485 控制器为一条总线 255 台(建议 80 台以内),TCP/IP 网络型控制

? 用户注册卡数量: ? 记录脱机存储数量: ? 停电保护措施:

? 读卡器到控制器最大联机距离: ? 包装组件(购买机箱电源后):

电路板,机箱,电源,电源线,串口通讯线(485 控制器才有),安装软件光盘,简明安装手册,合格证,钥匙(两片),外包装纸箱

外形

通讯方式 名称

TCP/IP 通讯方式 单门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 双门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 四门单向门禁控制器

PCB 尺寸 160mm 长 *106mm 宽 可以管一个门的进门刷卡和 出门按钮,或者进出门都刷卡

160mm 长 *106mm 宽 可以管两个门的进门刷卡 和出门按钮,或者进出门都 刷卡 两对

218mm 长 *106mm 宽 可以管四个门的进门刷卡和 出门按钮 功能

可接读卡器

一对

数量 可控制门输

一组

两组

四组 四个

基本参数

? 控制箱尺寸: ? 配套电源功率: ? 电路板功耗:

273mm*228mm*65mm 12VDC 4-7A 小于 100mA ? 读卡器输入格式: Wiegand 26(兼容该协议下的一切读卡器,例如 Motorola、HID、EM、Mifare one 等。)? 输出继电器最大负载电流: 7A ? 开门延时时间: ? 最大联网数:

器 不限台数。? 运行温度: ? 运行湿度:

-40 至 70 摄氏度 10-90%RH,无冷凝 万张卡权限 10 万条存储记录

高速闪存设计,永不丢失。

米,建议 80 米内。

0-600 秒可调

485 控制器为一条总线 255 台(建议 80 台以内),TCP/IP 网络型控制

? 用户注册卡数量: ? 记录脱机存储数量: ? 停电保护措施:

? 读卡器到控制器最大联机距离: ? 包装组件(购买机箱电源后):

电路板,机箱,电源,电源线,串口通讯线(485 控制器才有),安装软件光盘,简明安装手册,合格证,钥匙(两片),外包装纸箱

外形

通讯方式 名称

TCP/IP 通讯方式 单门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 双门双向门禁控制器

TCP/IP 通讯方式 四门单向门禁控制器

PCB 尺寸 160mm 长 *106mm 宽 可以管一个门的进门刷卡和 出门按钮,或者进出门都刷卡

160mm 长 *106mm 宽 可以管两个门的进门刷卡 和出门按钮,或者进出门都 刷卡 两对

218mm 长 *106mm 宽 可以管四个门的进门刷卡和 出门按钮 功能

可接读卡器

一对

数量 可控制门输

一组

两组

四组 四个

基本参数

? 控制箱尺寸: ? 配套电源功率: ? 电路板功耗:

273mm*228mm*65mm 12VDC 4-7A 小于 100mA ? 读卡器输入格式: Wiegand 26(兼容该协议下的一切读卡器,例如 Motorola、HID、EM、Mifare one 等。)? 输出继电器最大负载电流: 7A ? 开门延时时间: ? 最大联网数:

器 不限台数。? 运行温度: ? 运行湿度:

-40 至 70 摄氏度 10-90%RH,无冷凝 万张卡权限 10 万条存储记录

高速闪存设计,永不丢失。

米,建议 80 米内。

0-600 秒可调

485 控制器为一条总线 255 台(建议 80 台以内),TCP/IP 网络型控制

? 用户注册卡数量: ? 记录脱机存储数量: ? 停电保护措施:

? 读卡器到控制器最大联机距离: ? 包装组件(购买机箱电源后):

电路板,机箱,电源,电源线,串口通讯线(485 控制器才有),安装软件光盘,简明安装手册,合格证,钥匙(两片),外包装纸箱

号,职务,部门等资料输入电脑。执卡人的进出时间也可以通过软件设定。个人进出权限的 设定,即是对本张卡的执有人允许进入门的个人时间表选择: 完成了以上登记的感应卡便有 了固定的(Permanen)t 进出的功能。当执卡人的卡不慎遗失时,软件可以很容易将其注销

作废(Disabled);当有客人来访时,也很容易为其设定临时卡(Temporary)。控制管理软件的特点:

功能强大 :我们的软件以专业的目光为您考虑到您对出入管理控制的各个方面的需要,并结合中国国情选配智能考勤管理系统、就餐管理系统。并可以享受软件的及时升级和扩展 服务,使得您的系统具备更强大的功能。

操作简单 :我们的软件在设计时就重视您在使用时的便捷要求。全中文的操作界面,完 善的说明文档和简洁的操作界面,只要具备基本电脑操作常识即可胜任管理工作。也使得您 的操作者在交接管理工作时方便、快捷。同时也使得培训工作变得轻松快捷而卓有成效。

使用安全 :密码保护的进入程序,避免非授权人员操作和篡改数据。保证您数据的安全 性和可靠性。可以多用户管理,不同权限级别的操作员拥有不同的操作权限和级别,不同部 门的人拥有不同的软件功能。

兼容性强,升级方便。可以兼容 window、Xs、P2V0ist等a微软的操作系统,推荐 您在 XP上安装和操作本系统。可以方便地进行软件升级,获得更新软件版本,功能更加强 大,操作更加方便,界面更加友好。

6.门2禁 管理基本功能、扩展功能和行业性专业功能

本软件已经囊括了市面上 95%的门禁管理功能,并以合理的方式组织起来,使得操作 更加便捷,更容易让操作员管理和学习。当然,我们也将继续留意和重视客户的新的需求,并在合适的时候开发到新的软件版本里去,并且可以保持操作简单便捷的设计风格,让用户 享受更好的软件功能带来的愉悦。

6.2门.禁1管 理的基本功能

灵活的权限管理 可以设置某个人能过哪几个门,或者某个人能过所有的门。也可设置 某些人能过哪些门。设置结果可以按门或者按人来排列,用户可以很清晰地看到 某个门哪 些人能过,或者某个人可以通过哪些门。一目了然,并可以打印或者输出到

Excel 报表中。

时间段权限管理功能 可以设置某个人对某个门,星期几可以进门,每天三个几点到几 点可以进门。

脱机运行 通过软件设置上传后,控制器会记住所有权限和记录所有信息,即使电脑软件和 电脑关闭,系统依然可以正常脱机正常运行,即使停电信息也永不丢失。

实时监控 照片显示 门状态显示功能 可以实时监控所有门刷卡情况和进出情况,可以 实时显示刷卡人预先存储在电脑里的照片,以便保安人员和本人核对。如果接上了门磁信号

线,用户可以一目了然看到哪些门是开着的,哪些门是关着的。合法卡的实时记录以绿色的 方式显示,非法卡的记录以橙色的方式记录,报警记录以红色的方式显示,便于提醒保安人 员注意。如果加装视频门禁设备,还可以在客户刷卡的时候进行实时的照相和录像。

实时提取功能 用户可以边实时监控,边自动提取控制器内的记录,刷一条就上传一条到 电脑数据库里。

强制关门和强制开门功能 如果某些门需要长时间打开的话,可以通过软件设置其为常 开,某些门需要长时间关闭不希望任何人进入的话,可以设置为常闭。或者某些特定时候,例如需要关门抓贼等也可以设置为常闭。

远程开门功能 管理员可以在接到指示后,点击软件界面上的 “远程开门” 按钮远程地打 开某个门。远程开门记录通过设置也是可以形成记录的。

6.2门.禁2管 理的扩展功能

门内人数快速查询 可以查询某个门内,或者某个区域内(有几个门)有多少人数,并 显示这个区域的人员清单。例如:用于矿井,则可以快速知道矿井下有多少人,如果遇到紧 急事故,便于制定营救计划,也可以打印出要营救的人员清单。例如:用于公司管理,老板 或者人事部可以快速知道有多少人已经来公司上班了,如果异常,可以马上去做一个考勤统 计,核查违纪的人员。例如:某些公司是包餐的,可以快速知道公司内部有多少人在公司上 班,可以将人数通知给食堂,做多少人的饭菜,避免浪费。

人员快速定位查询 可以快速查询某个人现在在哪里,他在那里逗留了多长时间。用于一 些大的公司,出于保密,不允许开手机,或者手机联系不上,这样可以知道他在大厦的哪个 位置,并找到他。

卡+密码 功能 如果使用带密码键盘的读卡器,系统将具备卡+密码功能。即该门可以 设置为,需要用户刷卡后输入正确的密码,卡和密码都正确后才予以开门。可以一卡一密码,即每个人都拥有自己的密码。该功能可以防止卡被人拣到来开门,或者偷用同事的卡来开门 做不该做的事情等情况。对于同一个门,可以设置某些人要求卡+密码,某些人只需刷卡就 可以进入。密码可以为 1-6 位数。手动输入卡号 +密码 开门功能 如果用户启用该功能,则无需带卡,只需输入 * 卡号* 密码 #,就可以进行开门,并且存储该出入记录。

超级通行密码功能 每个门最多可以设置 4 个通行密码,即用户只要输入这些密码的任意 一个都可以开门,系统不记录该事件和按密码的人。通行密码为

1-6 位数数字。

消防报警及紧急开门功能 如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,就具备 消防开 关信号来的时候,扩展板所接的控制器所辖的门全部自动打开,便于人员逃生。并可以启动 消防警笛和存储记录消防报警记录的时间。

联动输出功能 如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,就具备

门被合法打开时驱

动另外一个继电器同时动作,以控制更多的设备。例如:有客户要求

合法打开门时,路灯

0-600 秒。

会亮或者输出一个开关信号给摄像机等。联动继电器的动作时间可以设置

非法闯入报警 或者叫做强行开门报警。即没有通过合法方式(刷卡 按钮 等)强行开门 或者破门而入。系统软件监控界面会用红色的提示该报警信息的时间和位置,并驱动电脑音 箱提醒值班人员注意。如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器 鸣叫,威慑犯罪人员和提醒保安赶来。该功能需要加装门磁或者选用带门磁反馈信号输出的 电锁并连线到控制器。

门长时间未关闭报警 门被长时间打开(打开多少秒才报警,这个时间可以自定义)忘记 关门,系统软件监控界面会用红色的提示该报警信息的时间和位置,并驱动电脑音箱提醒值 班人员注意。如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器鸣叫,提 醒相关人员关好门。该功能需要加装门磁或者选用带门磁反馈信号输出的电锁并连线到控制 器。可以设置为 报警多少秒或者一直报警直到复位。

非法卡刷卡报警 又叫无效卡刷卡报警。即有人用未授权的卡试图刷卡,系统会在监控软 件界面予以红色提示报警,并驱动计算机音箱,以提醒值班人员注意。如果控制器接了报警 输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器鸣叫,威慑现场有不良企图的人,提醒保安 赶来。

定时上传权限功能 由于上传权限时,控制器无法判断卡权限现在和合法性,需上传完毕 才判断,所以如果大量上传权限时,控制器会有一小段时间不允许还没来得及上传的权限卡 通过,所以采用定时上传权限功能可以使得系统在夜深人静没有人使用门禁时进行自动上 传。该功能需要电脑和软件当时都处于运行状态。

操作员分部门管理功能 某些公司要求分部门管理门禁和考勤,自己部门的操作员管理自 己的部门的门和权限。高级管理员可以管理全公司的门和人。

首卡开门 例如某公司要求: 公司指定的其中几个人拥有首卡开门权限,只有早上拥有首 卡开门权限的人刷卡后,别人才能够合法进入,或者将门保持打开,到晚上门按时关闭。设 置了这个功能后,如果拥有首卡开门权限的人没有来,其他的合法卡也不能进入,必须等拥 有首卡开门权限的来一个人。

6.2门.禁3管 理的行业性高级专业功能

界面锁定功能 操作员临时要离开一下工作岗位(例如去洗手间),可以进行界面锁定,后台软件继续运行和监控,其他人无法趁机进行操作软件,操作员回来后输入密码后重新回 到软件 操作界面。

胁迫报警 当工作人员被人胁迫要求打开门的时候,工作人员可以在密码键盘上输入胁迫 密码,门被打开,工作人员的人身不会受到恼羞成怒的歹徒的伤害,而总控制中心的软件监

动另外一个继电器同时动作,以控制更多的设备。例如:有客户要求

合法打开门时,路灯

0-600 秒。

会亮或者输出一个开关信号给摄像机等。联动继电器的动作时间可以设置

非法闯入报警 或者叫做强行开门报警。即没有通过合法方式(刷卡 按钮 等)强行开门 或者破门而入。系统软件监控界面会用红色的提示该报警信息的时间和位置,并驱动电脑音 箱提醒值班人员注意。如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器 鸣叫,威慑犯罪人员和提醒保安赶来。该功能需要加装门磁或者选用带门磁反馈信号输出的 电锁并连线到控制器。

门长时间未关闭报警 门被长时间打开(打开多少秒才报警,这个时间可以自定义)忘记 关门,系统软件监控界面会用红色的提示该报警信息的时间和位置,并驱动电脑音箱提醒值 班人员注意。如果控制器接了报警输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器鸣叫,提 醒相关人员关好门。该功能需要加装门磁或者选用带门磁反馈信号输出的电锁并连线到控制 器。可以设置为 报警多少秒或者一直报警直到复位。

非法卡刷卡报警 又叫无效卡刷卡报警。即有人用未授权的卡试图刷卡,系统会在监控软 件界面予以红色提示报警,并驱动计算机音箱,以提醒值班人员注意。如果控制器接了报警 输出及消防联动扩展板,还可以现场驱动报警器鸣叫,威慑现场有不良企图的人,提醒保安 赶来。

定时上传权限功能 由于上传权限时,控制器无法判断卡权限现在和合法性,需上传完毕 才判断,所以如果大量上传权限时,控制器会有一小段时间不允许还没来得及上传的权限卡 通过,所以采用定时上传权限功能可以使得系统在夜深人静没有人使用门禁时进行自动上 传。该功能需要电脑和软件当时都处于运行状态。

操作员分部门管理功能 某些公司要求分部门管理门禁和考勤,自己部门的操作员管理自 己的部门的门和权限。高级管理员可以管理全公司的门和人。

首卡开门 例如某公司要求: 公司指定的其中几个人拥有首卡开门权限,只有早上拥有首 卡开门权限的人刷卡后,别人才能够合法进入,或者将门保持打开,到晚上门按时关闭。设 置了这个功能后,如果拥有首卡开门权限的人没有来,其他的合法卡也不能进入,必须等拥 有首卡开门权限的来一个人。

6.2门.禁3管 理的行业性高级专业功能

界面锁定功能 操作员临时要离开一下工作岗位(例如去洗手间),可以进行界面锁定,后台软件继续运行和监控,其他人无法趁机进行操作软件,操作员回来后输入密码后重新回 到软件 操作界面。

胁迫报警 当工作人员被人胁迫要求打开门的时候,工作人员可以在密码键盘上输入胁迫 密码,门被打开,工作人员的人身不会受到恼羞成怒的歹徒的伤害,而总控制中心的软件监

人性化。

物联网智能门禁系统设计 篇3

摘 要:在21世纪信息化的时代中,物联网已成为“信息化”时代的重要发展阶段。随着人们生活水平的不断提高,物物相连的技术已走入人们的生活与工作中。本文阐述的内容是基于RFID射频与安卓终端的智能门禁软件系统的设计,实现家庭与工作区域的安防功能,摆脱钥匙的局限性提高人们的生活质量。

关键词:物联网;智能门禁系统

一、引言

目前传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置,无论结构设计多么合理,材料多么坚固,人们总能通过各种手段把它打开。在出入人很多的通道(像办公室,学生宿舍,酒店客房等)钥匙的管理很麻烦,我们的解决方案是利用RFID射频技术与微计算机终端相连通过感应卡识别输入密码来控制电控锁实现开门的目的。

二、系统设计要求

1.物联网智能门禁系统组成结构

物联网智能门禁系统主要是由感应卡、RFID射频、安卓终端、ZigBee协调器、Zigbee继电器和电控锁组成。图1所示为智能门禁系统的实物模拟连接结构图。

图1-智能门禁系统的实物模拟连接结构图

图2-智能门禁系统的软件流程图

2.物联网智能门禁系统工作原理

①射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,射频一般是微波1-100GHz之间,适用于短距离识别通信。

②安卓端程序将感应卡里的数据与终端数据库中数据进行比对进而发送不同的命令。

③ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

④电控锁——阴极锁,一般的阴极锁为通电开门型,适用单向木门。安装阴极锁一定要配备UPS电源,因为停电时阴极锁是锁门的,当终端给Zigbee继电器发送命令后阴极锁通电进而达到开门目的。

3.物联网智能门禁系统设计要求

①RFID射频感应:利用RFID短距离感应,达到读取感应卡中的数据的目的。

②安卓端程序设计:编写终端程序及数据库,达到识别感应卡进行判断发送命令的目的。

③ZigBee通信:利用ZigBee低功耗,短距离通信的原理达到通信的目的进而控制门的开关。

④电控锁:根据阴极锁的特性来达到开门的目的。

三、系统软件设计

利用eclipse平台编写安卓端程序,运用sqlite编写数據库进而存储注册用户的信息用于开门时的验证,编写RFID与Zigbee模块用于数据的读取与传输。图2所示为智能门禁系统的软件流程图。

四、结论

随着信息时代的到来门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理,已经逐渐发展成为一套完整的出入口管理系统,越来越成为重要部门出入口实现安全防范管理的有效解决措施。

参考文献:

[1]刘云浩 《物联网导论》 科学出版社,2013年.

[2]殷德军《现代安全防范设计与工程系统》电子工业出版社,2008年.

自动门禁控制系统设计 篇4

关键词:智能建筑,门禁系统,指纹识别,自动化技术

1 引言

智能建筑是行业发展的趋势, 采用多种科技融入建筑区域, 为用户提供了更加智能化的操控平台。门禁系统是智能建筑不可缺少的一部分, 将其用于建筑区内设施调度具有诸多先进性, 体现了信息技术在建筑功能优化方面的作用。指纹识别技术是门禁系统自动控制的关键, 适用于建筑区自动控制与调度工作, 改变了传统门卡识别方式, 是人工智能技术推广的必然趋势。

2 智能建筑安全隐患

现阶段, 智能建筑并非完全实现人工智能化控制, 部分配套设施依旧处于半人工半智能状态, 导致建筑区内面临着较大的安全隐患。早期门禁系统功能缺失, 不仅对建筑区管理造成较大难度, 也影响了整个区域内环境的安全系数, 不利于智能建筑信息化功能的发挥与应用。主要的安全隐患包括:

2.1 设备隐患

智能建筑所用设备具有较高的自动化水平, 若设备控制不当则会影响到建筑区的稳定性, 破坏建筑结构的可利用价值。设备隐患主要是门禁系统自身结构存在的隐患, 如:设备质量不合格、安装工艺不达标等, 这些都会对智能建筑性能产生不利影响。此外, 建筑区为了节约成本投资额度, 减少建筑区配置的设备装置, 也是智能建筑潜在的隐患之一。

2.2 功能隐患

功能隐患主要表现在可操控性, 建筑内部设施功能无法正常发挥, 导致系统功能受损而出现异常状况。其中, 门禁系统功能缺失是比较常见的问题, 门禁系统对外来人员识别准确性不足, 以及门禁设施调控方法不当, 不仅无法正常执行门禁操作, 对门禁设备功能也造成了损坏, 这些都是智能建筑面临的安全隐患。

2.3 控制隐患

智能建筑是工程建设的发展趋势, 利用智能技术完善区域调控模式, 为区域人员提供了诸多便捷性。但智能建筑控制也存在着诸多隐患, 导致建筑区内控设施达不到预定效果, 设备功能失效是普遍存在的问题, 这些都会影响到建筑区设施控制情况, 不利于建筑自动化控制体系的形成, 大大降低了建筑物的综合使用性能。

3 智能门禁系统基本特点

随着人们对建筑物使用功能要求越来越高, 智能技术用于建筑设施改造是必然趋势。门禁系统作为建筑结构中不可缺少的部分, 其利用智能技术实施优化改造具有可行性。智能门禁系统采用多种可控制技术及多功能设备, 对建筑区执行信息化调度, 满足了建筑区用户操控设备的应用要求。从实际应用情况分析, 智能门禁系统具有可靠性、技术性、功能性等诸多特点。

3.1 可靠性

对于使用者来说, 建筑区必须配备专用设施作为控制平台, 及时调整建筑内外区域的控制流程, 减少人工参与设备调试难度。新门禁系统具有多方面的可靠性, 解决了传统门禁设施应用存在的不足。例如, 智能门禁系统由人工识别技术为基础, 选配微型控制器完成设备操控。因此, 门禁安防系统在设计、施工、使用的各个阶段, 必须实施可靠性设计和可靠性管理, 以保证产品和系统使用价值的充分体现, 为建筑区创造更加安全的控制环境。

3.2 技术性

人工智能控制是信息技术应用典范, 采用多元化技术执行设备控制方案, 取代人工参与门禁设备操控, 具有广泛的灵活性。智能建筑区门禁系统自动化识别中, 利用人工智能技术完成操控指令, 摆脱了传统设备控制模式不足。例如:在系统的设计、设备选取、调试、安装等环节上都严格执行国家或行业上有关的标准, 以及公安部门有关安全技术防范的要求, 产品须经过多项权威认证, 且具有众多的典型用户, 多年正常运行。

3.3 安全性

安全控制是门禁系统升级改造的基本思想, 一切改造必须立足于门禁设施的安全功能。在工业控制技术快速发展的趋势下, 门禁系统安全性能得到充分体现, 其设计规划也要注重安全原则。对于智能门禁系统来说, 其智能化控制是指产品或系统的自然属性或准自然属性, 应该保证设备、系统运行的安全和操作者的安全, 对建筑区设施起到相应的保护作用, 增强设备的抗故障能力。例如:设备和系统本身应配置防高温、低温、温热、烟雾、霉菌、雨淋等功能。

3.4 功能性

现代建筑区逐渐走向集群化模式, 多种建筑共同组合成新的区域, 为人居生活、工业生产等创造了可利用空间。智能建筑功能性特点主要涉及到多个控制功能。例如, 门禁系统不仅可用于智能大厦或智能社区, 主要功能包括:门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等, 也可根据需要结合其它功能模块, 实现门禁系统联动控制等多种控制功能。借助智能化控制平台, 加快了建筑区功能建筑的自动化发展, 为区域门禁控制创造有利条件。

4 指纹识别系统构成

我国智能建筑主要用于人居环境, 住宅类建筑设施改造建设日趋频繁, 提高建筑人工智能利用率是住户的一致需求。指纹识别系统是智能建筑的新科技, 以住户个人指纹作为识别标志, 这种唯一性的安全识别元素可起到多项防护作用。近年来, 指纹识别系统结构逐渐精细化发展, 主要涉及到指纹验证、指纹识别等两大模块。

4.1 验证模块

对出入建筑区人员进行身份认证, 这需要利用指纹识别系统的验证模块, 确定外来人员属于小区业主或管理人员后放行入内。指纹验证技术就是通过把一个现场采集到的指纹, 与一个已经登记的指纹进行一对一的比对, 如图1, 智能识别系统采用数字化验证模式, 建筑区进出人员指纹经过自动化扫描后实现验证处理, 据此确定身份。

4.2 辨识模块

指纹辨识是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比, 从中找出与现场指纹相匹配的指纹。一般来说, 智能建筑选用多功能辨识系统作为处理中心, 从建筑区内部系统功能完成智能扫描, 进而提高系统结构层次的可操控性, 避免系统设施出现各种异常损耗。

4.3 存储模块

随着人工智能技术不断发展, 门禁系统开始添加智能存储模块, 主要用于建筑区内人员识别与记录控制, 为后期扫描识别提供准确依据。存储模块是由微型数据库构建的录入平台, 完成对人员指纹识别与存储工作, 进而提升存储器结构的可利用空间。智能存储是不可缺少的一种技术, 可针对不同建筑区提供相应的存储模块, 也能利用大数据库空间实现数据流量处理。对于高档建筑区而言, 智能识别与动态存储是不可缺少的技术内容。

5 门禁系统自动化识别技术

门禁系统应用于智能建筑是技术创新的产物, 利用门的权限控制技术提高安全防备, 为居民建筑区创造优越的生活环境。随着智能技术的快速发展, 门禁系统控制模式进一步升级, 指纹识别系统是门禁系统控制的先进技术之一, 具有人工智能、自主识别、快速控制等特点。基于控制技术条件下, 门禁系统自动化识别技术应用包括:

5.1 身份识别

早期门禁卡识别方式并不具有唯一性, 一旦门卡丢失也会造成不必要的安全隐患。身份识别单元部分是门禁系统的重要组成部分, 起到对通行人员的身份进行识别和确认的作用, 实现身份识别的方式和种类很多。现代门禁系统以个人指纹识别为中心, 主要有卡证类身份识别方式、密码类识别方式、生物识别类身份识别方式以及复合类身份识别方式, 门禁系统可灵活应用多种方式对人员身份进行识别。

5.2 处理控制

提高门禁系统自动化识别水平, 必须优化数据识别处理模式。门禁控制器还负担着运行和处理的任务, 对各种各样的出入请求做出判断和响应, 其中有运算单元、存储单元、输入单元、输出单元、通讯单元等组成。数据处理与控制是门禁系统的核心部分, 也是门禁系统最重要的部分, 如图2。数据处理是否准确直接关系着门禁系统的功能, 对建筑区结构安全控制具有决定性的作用。

5.3 传感报警

在智能建筑中, 门禁系统对异常信号具有告警功能, 这需要借助智能传感器完成操作控制。例如, 传感与报警单元部分包括各种传感器、探测器和按钮等设备。门禁系统还可以监测出以下报警状态:报警、短路、安全、开路、请求退出、噪声、干扰、屏蔽、设备断路、防拆等, 避免建筑区电气系统被破坏。利用传感报警器完成安全监控, 大大降低了人工操控的难度。

6 结论

早期门禁系统采用门禁卡识别技术, 这种识别方式也具有安全防护作用, 但不是唯一性的识别标准, 一旦用户门禁卡丢失则会埋下安全隐患。智能建筑区采用指纹识别技术, 可全面提升建筑区安全防护系统, 避免出入口识别失误造成的安全隐患。智能建筑设计自动化识别系统, 应详细规划指纹识别系统功能结构, 提出切实可行的识别技术方案, 体现人工智能技术在建筑区中的可利用功能。

参考文献

[1]王永忠.人工智能技术在智能建筑中的应用研究[J].科技信息, 2009, (03) .

自动门禁控制系统设计 篇5

【关键词】CAN总线;智能小区门禁;指纹识别

一、指纹的门禁系统概述

我们设计的目的当然是为了实用,为使它具有实际的工程意义,我们采用了基于总线的对讲系统,用了具有生物特征的指纹方式。我们原来最初的小区对讲系统是需要密码打开或者IC卡片的方式,这种给我们带来了很多的不方便,为此我们改成了指纹识别的方式。原来我们经常会碰到卡片用久了没磁,卡片丢失、被盗或者外借泄密等等危险情况,现在的指纹系统完全涵盖了原来的系统特点,而且更加的好,相较而言性价比大大的提高了,同时由于我们每个人的指纹是不一样的,所以我们在门禁系统的对讲中用了它,安全性得到了保证,也大大的为人们提供了方便,使系统更加的可靠。所谓的门禁系统是为了有效安全的控制出入的人员物品而设定的。这样对于我们的人身财产安全提供了保障,现在的门禁系统都是电子的能自动识别的,这归功于电子信息技术的发展,现在几乎所有的建筑物的出入口都安装了这种系统。门禁控制通过持有表征身份的卡片管理系统,楼宇系统来对人(或物)的进出自动识别,之后显示允许进入或者拒绝,这样的智能的系统为我们绝大多数的公司单位、物业小区安全方便的出入控制提供了安全性,可以快速的记录详细状况。安全防护系统很多,我们的门禁系统是一种弱电的控制系统,它集中了多种学科比如电子技术,机械方面,计算机控制系统还有生物方面的知识,为现代的安全管理必不可少的系统。

就现在而言,刷卡的系统是用的比较多的,还有一种是生物识别的门禁系统。后者越来越受到欢迎,因为它的安全性,这种系统是在出入门放入卡片,在这个卡片中有些信息可以作为进出人员的身份证明,当然这种卡片的种类很多,不同的读卡器用到不同的类别,可以是磁性卡片或者智能卡还有其他的功能卡片。但是我们发现多数的磁卡、ID卡雖然价格便宜,而且保密性还差,不安全容易被盗取信息。现在市场上有一种新型的卡片由于它具有非常大的内存,不受外界的干扰,超强的数据可靠性,同时还很安全,系统没有太高的要求且可以容易的扩展等等众多的优点被越来越多的用户喜爱。我们知道所谓的在生物识别门禁系统有很多的类型,其中有声音类的、面部的、手型的还有指纹类的等等。因为这种系统目前是最最可靠地、最最便利的、没有任何伤害而且价钱还非常便宜的。在生物识别系统中我们知道除了指纹意外其他的性征很容易被复制,所以它作为人们的独一无二的特点,在保密性方面是比较好的,并且是我们可以随身携带的不容易被复制,还有它的复杂性是足以能够用来证明的。系统拓朴结构采用管理拓朴结构层和控制拓朴结构层两层,我们把主机放置在物业管理中心,我们每户的单元门口安放用来门禁的控制器,这种控制器是由主要的系统芯片还有对比用的模块以及我们能够实时看到的液晶显示器,用来存放程序的内存存储器,当然键盘、电源、控制锁等等组成的。实施门禁控制器通过控制层网络最大便利的允许主机可以轻松在线增减所用的设备,其系统的稳定性和灵活的结构,为系统控制层网络的实施和维护信号传输带来最大便利。该系统设置管理主机采用每栋楼的分布智能式控制防盗系统,节点故障控制层网络中任一节不影响系统监控正常运行和节点故障信号传输,从而保证独立的智能化了大型系统的权限稳定性。管理层各系统之间的网络设置控制层分站,除了将小区对讲设备人指纹档案连接起来外,还将小区实时监控防盗、智能化监控共享权限等。存储在门禁其他相关系统和独立的分站智能化系统连接起来分站,实现各系统之间访问权限的数据通信、管理主机信息共享。TCP/IP协议管理主机,物业中心存储在门禁控制设置管理主机,在每栋楼的个人指纹各单元门档案建立设置控制层分站,实时的进行监控发生的状况。

二、门禁控制器的设计

1、指纹采集模块

总线CAN控制网络层两层结构中为组网升级改造提供了中央管理主机最大便利。门禁系统中的决定权也就是是否允许的关键在于,我们把采集到的现场数据利用控制器去和我们的单元存储器中的指纹信息进行比较,最后根据比对结果决定可否出入。它的传输距离是很远的,一般1200米,我们为了保证稳定性和质量,在系统中设置了两层结构,分别是管理层和控制层,虽然这样它们之间是存在资源信息共享的。我们还有预防故障发生的系统,如果主机发生了故障,我们各单元的系统仍可以正常工作。

2、分级管理模块

这个分级是指的我们的管理控制处和各个用户之间的关系。为了体现分级我们在管理者中逐级设定管理权限。每个用户的指纹采集了以后都存放在中央管理主机上,我们用到的时候读取存储在中央管理主机上的信息内容使用。主机系统会分别传到每个相应的用户门上,给用户相应的开门权限。在系统里我们指纹采集仪器采集后还需要用指纹处理板处理完成后才能构成我们的指纹识别模块。其中指纹采集头利用嵴和谷的压力,依赖于微型三棱镜灰度处理的全反射原理,光源从棱镜指令的控制反射到光学指纹处理传感器上。微型三棱镜获得图像预处理,反射光的数量依赖指纹图像特征值于比对,采集压在玻璃表面比对指纹的嵴和谷的图像的采集深度。指纹的图像是经过微细的缜密的过程,将所得到的图像进行预先处理、之后译成计算机是别的数字化加以灰度化处理,最后利用图像增强形成了。以上过程的核心是指纹处理板部分,内嵌指纹能够在指令的控制下,通过指纹处理传感器完成指纹内嵌图像的提取和比对采集、指纹处理和特征值提取的具体原理直接使用,内嵌反复擦写指纹识别微型算法。

3、指纹识别用芯片和显示模块的特点

在我们设计的门禁控制器内我们使用了单片机控制,我们知道单片机的能耗很低,性能非常好,我们选取了八位的片子,我们用的是AT89S52,因为它具有可以重复利用的内存,内容可以被反复擦除,还可以多次读取使用。程序存储器器件采用八个字节的片内随机程序存储器,随机存取数据存储器是选用的256个字节的,用来进行通信的输入输出接口我们有32个被用到了。单片机程序中我们采用了中断型程序,我们设立了5个中断级别,分为两层嵌套来进行。

门禁的液晶显示模块当然通过与中央处理器连接后还可以显示汉字,最多可显示32个汉字,在这个液晶屏幕中含有数据总线和控制线及电源线。有了汉字的显示功能我们用户操作起来就更加方便、更加容易了。考慮到使用的寿命等问题方面,我们可以在电路中加一个可变电阻用来调节背光的效果,之所以加电阻,我们是为了限制电流的过大。

三、系统程序设计

在设计程序之前我们先弄清楚整个流程,对于门禁系统而言,我们对于中心管理人员和使用的每个用户都分别设定不同的权限,因为只有通过了指纹验证才能进出门,只有符合要求的指纹才能够通过验证,才能够进出自由。在后台门禁记录系统控制软件中上传和下载生成报表,将用户的数据指纹数据比对后分配到有权限进出入的门禁记录中。追查相应的单元控制器中还可管理和生成实时门禁记录上传,这需要数据线或者USB接口来进行。把下载的数据进行处理分配然后翻译成数值记录到报表中,这些都可以为以后的事故追查提供依据。门禁程序的设计流程大体上是:设定输入输出的参数定义,开始程序初始化之后,进入到启动指纹识别程序,随后将程序编译后上传进行指纹比对,如果比对后正确吻合就可以开锁,人员就能够进来了,否则再重新比对指纹,直到正确为止才能开门。以上是程序的流程,除此之外,我们还做了报警等功能,当系统出现了非正常的进入或者故意损坏系统时会启动报警功能,我们在附近安装了摄像机可以随时记录情况。当然我们还可以利用程序的扩展功能实现更多的附加功能。所以这种系统在工程应用中有非常大的优势。

四、结束语

我们的门禁指纹识别对讲系统具有非常好的安全性,能可靠的的保证人员的生命财产安全。在系统中我们利用了总线,这样可以实时在线、实时监控,当我们遇到问题时不存在延时,它还可以一块收取系统中所有单元监测点的数据,可以同时处理它们,这样充分的体现了实时监控系统的优越性。我们知道指纹识别系统的运行时间是系统设计的一个关键因素,由于我们这个系统的运行时间很低,并且其运作的成本也是较低的。我们可以根据客户不同需求,通过程序硬件用到更多样的系统中去,这样就可以解决大型建筑群门禁系统的联网工程,具有广阔前景极其广阔。

参考文献

[1]田志宏.《多门控制及图像实时采集系统的设计》.2014年8期

[2]孙萍.《基于指纹识别技术的智能小区门禁系统的设计》.2010年1期

[3]梁小龙.《基于三维重建的三维指纹识别技术研究》.2012年

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智能门禁系统设计要点探讨 篇6

1 传统门禁系统存在的主要问题

密码门禁系统是通过输入正确密码来驱动电锁。它的优点是只需记住密码, 成本低。缺点是读取速度慢、输入密码浪费时间, 如果进出人流量较大, 就会很耗时;安全系数低, 一旦密码泄露, 就可能会带来严重后果。

生物识别门禁系统根据人体的生物特征差异来识别身份。正由于生物特征不能仿冒, 具有独特性和唯一性, 所以该系统安全系数最高, 成为高机密场所和信息中心的第一选择。常见的有指纹识别、脸谱识别、虹膜识别等。但是, 生物识别门禁系统的成本太高, 因此应用的范围很窄。

感应式IC卡门禁系统又分为接触式和非接触式。接触式卡容易磨损, 使用次数有限;而非接触式卡凭其耐用性好、读取的速度快、安全系数高等优势, 迅速成为主流。但是传统的感应式IC卡式门禁系统存在功能单一、携带不方便、成本高、信息存储介质易损坏、使用温度范围窄、不能适应恶劣环境等缺点。针对这些不足, 本文设计了一种新型的具有时间显示、身份识别、开锁、储存信息等功能的智能门禁系统。

2 系统的硬件设计

本文设计的门禁系统硬件主要由身份识别电路、主控单元、存储电路、LED显示电路、时钟电路和继电器控制电路六大模块构成。

2.1 主控单元模块

本设计采用AT89C51作为系统的主控模块, 实现出入控制、时间显示、报警控制、出入人员信息记录等功能, 并在系统中预留有相应的IO接口, 便于系统根据不同场合的需要扩展功能, 例如扩展摄像功能、危险品检测功能等。

2.2 继电器控制模块

在设计中, 继电器的驱动是由三极管来控制的。三极管的基级一端通过一个电阻与单片机引脚相连接。当该引脚输出高电平时, 三极管导通, 继电器线圈通电使常开触点闭合, 提示灯亮, 此时表明电子锁打开, 可以通行。

2.3 身份识别模块

本设计选用第三类IC卡, 即触碰卡 (touchmemory, 简称“TM卡”) , 又称为ibutton, 它是美国DALLAS公司的产品, 采用单线协议通讯, 只有单根信号线。TM卡既传输时钟信号, 又传输数据内容, 而且数据的传输是双向的, 其线路简单, 便于总线扩展, 具有抗撞击、耐腐蚀、抗电磁干扰、防折叠、防爆、防潮、防煤尘、具有唯一的64位光刻标识号、使用温度范围宽且便于携带等特点, 所以存储于其中的数据信息具有相当高的安全可靠性, 大幅提高了门禁考勤系统的性能, 成本低且便于维护使用。

TM卡在读写数据的时候是通过一个切换开关K来切换5.0×106Ω和50Ω两个阻抗, 从而借助信号被拉低的时间长短表示逻辑电平“0”和“1”。TM卡与单片机的硬件连接如图1所示。

工作原理:ibutton的探头与单片机引脚间加上了一个10 kΩ大小的上拉电阻, 当ibutton与该引脚所连接探头接触后, 命令信号和双向数据经过该引脚输入或输出。身份识别时, 严格按照先ROM命令再存储器命令的顺序, 只有当TM卡成功完成ROM命令后, 才能执行存储器命令, 保障读取数据的正确性。使用时, 将ibutton与探头瞬间接触, 单片机就可以在短时间内与ibutton进行通信, 并发送ibutton能够识别的命令字读出ibutton内64 bits数据, 然后再与设定的64位码进行比较, 完成身份的验证。当两个码比较一致后, 单片机继电器控制引脚输出高电平, 三极管导通, 使得继电器常开触点闭合, 启动门禁控制, 提示灯亮, 允许通行。

2.4 显示模块

本设计中, 为了节省IO资源, 单片机与LED的连接采用串行方式, 并采用MAX7221芯片驱动LED共阴极数码管, 通过动态扫描的方式实时显示出入时间。

2.5 存储模块

设计中采用AT24C02芯片来存储出入人员的信息及时间、报警记录等, 并可在功能扩展的情况下记录出入人员图片信息、危险品和非法携带品情况等。AT24C02信息存取采用了I2C总线。I2C总线是一种串行数据总线, 只有两根信号线, 一根是双向的数据线SDA, 另一根是时钟线SCL。在本设计中, 单片机用两根I/O口线来模拟I2C总线接口, 两根信号线经过上拉电阻接电源。硬件连接如图2所示。

3 系统的软件设计

软件采用C51进行设计, 并利用Keil和Proteus软件进行了仿真。系统的程序流程图如图3所示。

程序初始化时, 要先对DS1302及内部定时器T0进行初始化。启动程序后, 单片机读取识别卡内部的64位ROM, 并与已设定的64位码进行比较。如果64位码比较结果一致, 系统将闭合继电器的常开触点, 同时启动定时器T0, 此时, 数码管将会显示“---”。当用户取下识别卡后, 会重新恢复为显示时间的状态。如果继电器常开触点闭合10 s, 系统将自动断开常开触点。如果两个码不同, 系统直接调用显示时间的程序。

4 系统的仿真测试

本设计在没有人通行时, 系统只有时钟电路工作, LED显示时间;当有人通行, 身份识别通过之后记录来访者信息, 同时继电器线圈通电, 提示灯亮, 表示此时允许通行;定时器开始计时, 定时结束之后, 继电器恢复断开状态, 提示灯灭, LED继续显示时间。

系统的仿真和测试结果表明当出入人员通过ibutton正常通行时, 继电器闭合, 提示灯亮, 定时10 s, 同时记录来访者的通行时间。定时时间到后, 继电器断开, 提示灯灭。仿真和测试结果表明本设计实现了预期的功能。

5 结束语

综上所述, 上文所提及的门禁系统的设计具有许多功能, 能满足大部分建筑的使用要求, 并通过预留扩展功能的接口, 使系统具备了刷卡和输入密码这两项功能, 有效地提高了保密性能, 有着设计简单、功能完善、性价比高、有效提高建筑安全性能等优点, 值得我们推广使用。

摘要:门禁系统是建筑使用安全性的基础和保障, 使用先进技术对智能门禁系统进行设计有利于提高建筑的安全性能。探讨了一种基于TM卡技术的智能门禁系统设计, 阐述了传统门禁系统存在的主要问题, 综合说明了智能门禁系统的硬件设计和软件设计, 并对系统进行了仿真测试。

关键词:MCU,门禁系统,主控模块,仿真测试

参考文献

[1]夏月平.基于单片机门禁系统的电路设计[J].电脑知识与技术, 2010 (30) .

自动门禁控制系统设计 篇7

关键词:GSM模块,通信协议,PIC16F876,门禁服务器

引言

近年来,随着门禁系统的广泛应用,伴随而来的问题也越来越多。目前的门禁多采用刷卡方式验证,不仅制卡成本高、管理成本高、安全性较低,同时门禁卡多用PVC材料制成,每年因此消耗的门禁卡达亿张以上,而PVC材料难降解,背离了节能环保的理念,也引来了越来越多环保人士的关注。

随着无线通信事业的迅速发展以及手机的逐渐普及,基于手机的应用也越来越广泛,使用手机终端来完成日常生活中的基本事务已成了大多数人的梦想。

本文设计了基于G S M网络的新型门禁控制系统。它利用最可靠、最成熟的GSM移动网络,完全舍弃门禁卡,采用拨号开启门禁,利用现有的GSM网络的短消息服务与上位机或管理员通信,同时具有远程管理、实时安保,记录查看以及防拆报警等功能。

1 新型手机门禁控制系统概述

如图1所示,新型门禁控制系统由门禁控制器、手机终端、通信信道、门禁服务器4大部分组成

2 门禁控制器硬件设计

如图2所示,安装在门禁旁的门禁控制系统主要由GSM功能模块、微处理器模块、门禁电磁锁电路组成。其中微处理器PIC16F876与GSM模块之间通过RS-232串行接口传输数据。采用通用AT指令进行通信。

2.1微控制器模块

单片微控制器采用8位的PIC16F877,PIC16F876与GSM模块之间的通信采用标准串行通信方式,将处理器的T X D和R X D引脚信号通过M A X 2 0 2 E电平转换后与G S M模块的串口连接实现双向数据传输。

2.2 GSM模块

G S M模块是门禁用户通过语音呼叫开启门禁的入口,同时也是上位机与门禁处理器、管理员手机与门禁处理器进行无线远程管理的数据接口,通过短信方式实现权限信息,历史记录,报警信息的收发。该装置采用由Wavecom公司生产的带有S I M卡接口的G S M模块M 1 2 0 6。

2.3 门禁电磁锁驱动电路

门禁电磁锁与微控制器PIC16F876的3号管脚相连,当发出开启门禁信号时,管脚输出3s高电平使门禁锁开启并维持3s。门禁开启信号由两类信号产生:一是直接在门禁内部通过开关开门,该信号通过光耦隔离与控制器相连,从而将信号输入处理器中(如图3所示)。另一种则为经无线模块提取后输入控制器产生相应的驱动信号。

2.4 语音提示电路

语音提示电路采用专用的语音芯片ISD1700,该芯片与PIC16F876相连,并在开门时发出提示信号,而在非法拆除门禁或非法入侵时发出报警语音提示。

3 门禁控制器软件设计

3.1 主程序

门禁控制器的软件设计采用PIC16F876作为核心。基于通信协议,整个程序的流程如下:

图4为门禁控制的主程序流程图,主程序完成的功能主要是门禁控制器对通过短信和电话两种方式接收到的信息的处理,整个门禁系统上电后,首先程序初始化,这时开启一个计数器及串行口中断,计数器不断计数,一旦接收到信息(短信和电话两种方式),触发串行口中断,并通过检测计数器来判断数据是否接收完成。该主程序确保了数据接受的准确性和完整性,并根据通信协议的格式采用了先进行字符校验再进行号码校验的算法,使得门禁控制器能高效稳定的工作。

3.2 门禁控制器的工作原理

门禁控制器的另一重要组成是X1226实时时钟芯片,该芯片主要起到了门禁信息对时、外扩展EEPROM的作用,用PIC单片机和X1226时钟芯片可以对接收到的每一条信息进行实时对时,实时存储,即时调用。合法用户的号码信息都是存在X1226当中,一旦接受新的信息,PIC先判断信息的合法性,非法信息直接抛弃,合法信息则先将其号码信息提取出,将其与X1226中存储的号码比对,一旦是合法号码信息,则反馈给PIC以做出相应开门动作;另一方面将信息对时,通过无线模块上传至门禁服务器的数据库中,有利于安全管理。如果是非法号码信息,反馈给PIC报警提示,同时也对时后上传给到门禁服务器数据库。

3.3 门禁控制器与门禁服务器的通信

门禁控制器与门禁服务器的通信基于W A V E无线模块和成熟的G S M网络,通过通信协议,门禁控制器和门禁服务器可以实现互相收发的全双工通信。门禁服务器的管理员可以在门禁控制器上更改权限后下传给门禁控制器,也可以直接通过管理员手机通过短信的方式更改门禁控制器上的合法号码。门禁控制器则会将所有接受到的号码信息对时后上传给门禁服务器,整个过程稳定快速,而且理论有效范围是G S M覆盖的所有区域。

4 远程通信协议制定

门禁控制器和门禁服务器之间以短信形式传送指令,因而需要以统一格式的短信为载体,经过解析后方可得知需要执行哪一操作。为了保证操作的可靠性,要求收信一方在收到指令后发送回馈信息,因此每条指令成对设置,分别用于下传和反馈(防撬报警除外)。所制订通信规约需要实现的功能如下:用户通过短信或拨号向模块发送请求进入的信息后,处理模块提取用户号码,发送至门禁电路以便其通过检查该用户是否合法来做出开门或报警的反应。在门禁系统要求查看某用户进出记录时,提取该用户SIM卡号对应的时间信息上传。由于本系统门禁服务器部分在重新上电后会重新计时,处于与门禁控制器同一时钟的考虑,设有对时指令。指令传送格式为:<指令码,数据部分>,依照该指令传送格式,信息传送时先转换为ASCII码格式;数据解析时,再将ASCII码转换为十六进制码。

5 门禁服务器数据库规划及软件开发

上位机由3个模块组成:两个数据库、用户界面、通信程序。

两个数据库分别存储用户信息和门禁记录;前者可以在后台数据库直接增删或修改,也可利用通信程序加以改变,后者则以短信形式由通信程序存入数据库,以供实时查看。软件运行之前首先进行组件事件的初始化,将AT指令依次下传,并等待模块回馈端口正常的信息。确认工作状态正常后即可进行权限的下发和门禁记录的召唤操作。操作界面如图5所示。检测初始化状态正常后即按照规约中规定的形式,进行用户权限的批量下发。为了实现远方管理,上位机还需实现对存储在下位机中的门禁记录进行实时的调用及查看。门禁记录以短信形式发送后,存储在上位机数据库中,通过数据库的启用查看这些记录。

6 测试与结论

自动门禁控制系统设计 篇8

1 门禁系统整体设计

本设计的门禁系统主要由单片机最小系统控制电路,FM1702读卡电路,继电控制电路,存储电路与蜂鸣器报警等组成。系统结构成图如图1所示,通过单片机系统与外围电路对读卡电路进行控制,读卡电路将RFID射频卡信息读取进系统中,通过继电控制电路实现对门的开启或者报警[2]。

本设计采用STC89C52单片机控制射频卡,通过天线对Mifare卡进行读写操作;将读取的数据通过RS485通信模块与上位机PC进行通信,传输所获取的数据。

2 系统硬件电路图设计

2.1 STC89C52的电路连接

本系统中,STC89C52单片机最小系统电路连接图如图2所示,采用串行通信,与FM1702读卡器电路相连。其中单片机的P0口与FM1702芯片的控制总线相连,上电成功后进行射频卡的数据读取。

2.2 天线设计

射频卡读写器采用电感耦合方式连接,通过产生的磁通量,建立读卡器与射频卡传递信息的环境,由于本射频卡是无源卡片,该磁通量还负责向射频卡提供电源。因此,本设计的读卡器天线不但需要具备较大的线圈电流,以产生较大的磁通量,还要求尽量在额定功率下工作,减少磁通量的耗损。另外,为了适应多种载波信号的,还需要有较大的带宽[3]。天线匹配电路主要包括一个EMC低通滤波器,一个接收电路,天线匹配电路和天线线圈,其工作过程为:

通过天线读取的数据经过电路送到FM1702芯片的RX脚。FM1702通对驱动管脚进行数据的检测和解调,并根据配置的寄存器进行处理。单片机通过P3口读取数据。天线的直接连接的匹配电路如图3所示。

2.3 继电控制电路

继电控制电路通过单片机输出端输出与三极管相连,驱动继电器开关。继电器的输出端一端与线圈相连,另一端接地。继电器线圈产生磁场,使继电器的常开节点和公共点相闭合,而这两个点与电子锁的两根控制线相连,使得继电器的两节点的断开和闭合可以控制电子锁的开门和锁门。因此,当单片机输出端产生低电平时,三极管处于导通状态,此时三极管做开关,处于饱和导通,输出信号为反相的高电平。继电器线圈通电,触电开关吸合,电子锁控制线接通开门。反之,单片机没有输出时为高电平,三极管截止,输出为低电平,继电器线圈没电,触电开关打开,电子锁控制线断开锁门。电路图如图4所示。

3 射频卡读卡器的软件设计

射频卡读卡器的程序主要由主程序,调制解调操作程序和通信程序三部分组成。通过初始化系统实现对单片机各引脚和寄存器的设置,以及对读卡器的各寄存器设置初值、开启射频环境、看门狗复位及对串口进行初始化等。主要流程如图5所示。

读卡器主程序主要实现对读卡器电路的初始化,射频卡的检测中断处理程序,以及与上位机的通信处理程序,主要流程图如图6所示。

3.1 读卡过程及程序设计介绍

读卡过程的程序主要实现对射频卡的读取操作,主要包括卡片的初始化程序,防碰撞程序,卡片数据的读取操作等。通过对卡片初始化后,在射频天线的检测范围内,一旦有卡片进入,就会被检测到。当有多张卡片时,会运行防碰撞程序。被检测的卡片在进行识别后,就进入卡片数据的读写程序。

3.2 识别卡片

对卡片的识别就是读取卡片内保存的编码,然后将保存在存储器中的卡片编号与检测到的卡片进行对比,对比无误后,之后进入卡片数据的读取。尽管这个过程比较简单,但却是整个卡片读取过程中最重要的,只有正确选中卡片,之后的操作才能正确进行。

3.3 读取卡片

在完成了卡片式别后,就确认该卡片是有效的卡片,接下来就进行对射频卡的数据读写。读卡函数从已通过密码验证的扇区中读取一个数据块,共16个字节,其中前面几个字节即为卡号,所以需要前面5个字节。

4 总结

本文主要针对门禁控制系统的应用进行设计,采用STC89C52芯片通过与射频模块进行通信,控制继电器的接通和断开,实现了门禁系统的进出入的管理。通过验证,用该单片机控制的门禁控制系统可以达到预期的要求,同时根据门禁系统的特殊要求,设计并实现了对射频卡的选择、读取以及报警电路,实现了门禁控制系统功能,达到了较为理想的效果[4]。

参考文献

[1]朱嵘涛.STC15单片机和n RF2401的无线门禁系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2014,17(6):57-59.

[2]张永宏.基于51单片机与n RF24L01无线门禁控制系统设计[J].江苏科技大学学报,2013,27(1):64-67.

[3]周斌.基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J].计算机测量与控制,2007,15(12):1788-1790.

智能门禁控制器的设计与实现 篇9

智能门禁系统是现代门禁管理的重要手段,可以节约管理成本,安全性能高,应用广泛。门禁控制器是门禁控制系统的核心,它根据权限直接控制门锁动作。智能门禁控制器的设计复杂,主要由读卡模块、主控器模块、通信模块和门锁驱动模块构成。其中读卡模块设计复杂,开发周期长。现有很多成熟的读写设备,本文利用现有的读写设备再加上主控器、通信接口电路和控制驱动电路及键盘等外围电路很容易地实现了门禁控制器的设计。本文设计的门禁控制器主要由RFIC卡读卡器MF RC500、主控芯片STC12C5A60S2、门锁驱动电路、显示电路和输入电路构成。设计简单,实用面广,功能升级便捷。

1 硬件设计

该门禁控制器硬件框图如图1所示,主要由主控芯片STC12C5A60S2、读卡设备MF RC500、门锁驱动电路、显示器、键盘、通信接口电路MAX485和MAX232构成。

1.1 射频卡RFID与读卡设备MF RC500

射频识别卡(简称射频卡、RFID卡),也被称作非接触式IC卡,诞生于20世纪90年代初。RFID卡由IC卡芯片、感应天线组成,完全密封在一个标准PVC卡片中,无外露部分。芯片具有存储、加密及数据处理等功能。RFID卡读写设备的基本任务就是启动RFID卡,与RFID卡建立通信,在应用系统和卡片间传递数据。RFID卡读写器将要发送的信息编码后加载到一固定频率的载波上,当RFID卡(卡片内有一个谐振电路,其频率与读写器发送的载波频率相同)进入读写器的有效工作区域后,RFID卡中谐振电路的振荡频率与该频率相同,谐振电路将产生共振并产生电荷积累,当电荷积累到一定数值时,就能为RFID卡内的电路提供工作电压,使IC卡内的芯片开始正常工作,射频卡将与读卡设备建立数据通信,并处理读写器发送的数据信息。

本文利用MF RC500读卡器建立RFID卡与主控芯片的桥梁,实现主控芯片与射频卡间的通信,实现主控芯片对射频卡的读写操作。

1.2 主控芯片STC12C5A60S2

单片机STC12C5A60S2是门禁控制器的主控芯片,具有ISP/IAP编程功能、2个全双工异步串行口(UART),通用I/O口可设置成4种模式,高速/低功耗/超强抗干扰,指令代码完全兼容传统8051。

主控芯片主要有以下3个作用:读取射频卡信息分析持卡人权限,发送控制信号驱动门锁动作,并显示门锁状态;根据键盘输入身份信息和密码,发送控制信号驱动门锁动作,并显示门锁状态;根据上位机PC发送的控制命令实现门锁的控制,并显示相应的控制命令。

1.3 门锁驱动电路

门锁驱动电路由8路达林顿管集成芯片ULN2803和固态继电器构成,主控芯片通过驱动电路控制门锁动作。

1.4 通信接口电路

MAX232电路是单片机与电脑串口的通信接口电路。单片机信号电平是TTL电平,其电平电压为0和+5 V,而电脑串口电平是RS 232电平,其电平电压为-10~10 V。MAX232电路实现TTL电平与电脑串口电平的转换,从而实现单片机与电脑串口通信的电路连接。MAX485电路是单片机与读卡设备的通信接口电路,读卡器电平是RS 485电平,远远高于单片机的TTL电平。MAX485电路实现了TTL电平与RS 485电平的转换,从而实现单片机与读卡器设备的硬件连接。同时MAX485总线可以连接128个RS 485设备,因此一个控制器,可以控制128个门控锁,基本满足一般小型小区的需求。

2 软件设计

2.1 射频IC卡开锁操作流程

射频卡操作流程如图2所示。主控芯片STC12C5A60S2向读卡器发送寻卡命令,MF RC500在天线的有效工作范围内寻找卡片。如果有MIFARE卡片,将分别与每一张卡片进行通信,读取卡片类型,并传递给主控芯片STC12C5A60S2识别处理。如果有多张卡片在读写器工作范围内,则执行防撞操作,返回一张卡片的序列号作为本次操作的对象,其他卡片处于等待状态。成功防冲撞后,选中一张卡建立通信,将读取卡片信息进行权限分析处理,并把信息发送主机PC存储,开启门锁,LCD显示门锁状态。

2.2 键盘开锁操作流程

键盘开启门锁操作流程如图3所示。本门禁控制器设置了密码方式开启门锁。具体流程是,先按下键盘上“开锁”按键,主控芯片接受到该命令后,在LCD上显示要求输入射频卡号进行身份验证,当验证通过,输入门锁密码,然后按“确定”按键,主控芯片接受到密码后,进行验证,验证成功后开启门锁,LCD显示门锁状态。

2.3 主机PC开锁操作流程

主机PC开锁方式是为特殊情况提供方便的。当丢失射频卡,又记不住卡号和密码时,可以向小区管理员提供身份证明,通过验证后,小区管理员通过主机PC向控制器发送开锁命令,在控制器接受开锁命令后开启相应门锁。当遇到火灾或地震等情况时,管理员通过主机发送开启小区所有门控锁命令,打开小区所有门控锁,以最快速度开启安全通道。

3 结 语

本文采用的门禁控制器设计方法简单可行。设计的门禁控制器有多种开门方式,使用方便灵活,每种开门方式都需要身份验证,安全性高。当在火灾地震情况下,可以不用身份验证直接开启门锁。该门禁控制器已经在小区门禁系统中使用,实践证明系统运行稳定,可靠性高。该控制器还可以用于停车场自动收费系统、学生宿舍管理系统等,应用面广。

参考文献

[1]王汝琳.智能门禁控制系统[M].北京:电子工业出版社,2004.

[2]李军.5l系列单片机高级实例开发指南[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[3]于宏军.智能(IC)卡技术[M].北京:电子工业出版社,1997.

[4]王爱英.智能卡技术[M].北京:清华大学出版社,2000.

[5]何立民.单片机高级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.

基于RFID的校园门禁系统设计 篇10

目前大部分学校都有各自的门禁管理系统, 之所以要进行这项管理工作, 是因为它涉及到校园安全, 校园公共设施的维护等, 因此大部分学校都设置了基本的门禁措施。 比如门卫值班, 设置岗亭等。 这些门禁系统保护了学校内部人员的利益, 对于外来人员, 需要登记确认等操作步骤, 传统系统操作起来大大浪费了外来人员的时间, 也增加了门卫值班人员的工作量。 为此我们设计了一款基于RFID的校园门禁管理系统。 其优点在于能实时控制人员及车辆的出入, 大大提高工作效率。

物联网没有一个确切的学术定义, 而物联网技术通常也被看作是多种技术的集成。 物联网的概念自提出以来就受到了广泛的关注和重视, 近几年更是得到了突飞猛进的发展。现在, 物联网技术已经应用于社会生产、生活的诸多领域, 如交通、环境、医疗、安全等, 特别是在物流方面, 物联网发挥着巨大的作用[1]。 物联网已经得到了无线通信业的普遍认同, 一方面物联网的广泛应用可以提高经济效益, 节约开支; 另一方面, 物联网也带动了全球经济的发展, 被当今世界公认为世界大发展的重要生产力。

物联网实现了人与物和物与物之间的联系, 而其特征在于感知、互联和智能的融合。 因此, 物联网由三部分组成:感知部分, 其对应物联网体系结构中感知层;传输网络, 其对应物联网体系结构中的网络层;智能处理, 其对应物联网体系结构中的应用层[2]。

1 RFID技术

物联网中非常重要的技术是射频识别技术。RFID技术是一种不需要接触到物体只需利用射频技术来通信自动识别技术。 无线射频识别技术 (Radio Frequency Identification) , 是物联网技术中最重要的组成部分[3]。 RFID是一种不需要接触物体而能自动识别的技术, 它主要是通过无线电频率来自动识别特定目标的数据信息。RFID既不需要识别系统与特定目标进行机械或光学接触, 识别工作也无须人工干预, 并且可在各种条件下工作。 RFID技术与物联网, 通信技术和计算机技术的结合可以实现全球跟踪和信息资源的共享。物流、制造和公共信息服务等行业都融入了无线射频识别技术, 可以大幅提高管理和工作效率, 降低运营成本[4]。

一般的RFID技术系统主要以下几部分构成:第—, 电子标签;第二, 读写器;第三, 天线;第四, 管理主机、软件和计算机网络以及电源、时钟、射频模块等其他组件。 RFID技术是通过识别无线标签, 该标签用来携带所固定的物体的数据信息, 通过无线电频率电磁感应线圈来发送和交换信息; 读写器通过管理系统、PC应用管理软件、 计算机网络等因特网技术进行数据处理和管理[5]。

图1 是无源RFID系统的基本工作原理图, 基本工作原理如下:

(1) RFID读写器的射频信号通过内部天线发射出去;

(2) 在RF信号的磁场场效应一定范围内时, 电子标签应答器感测到的RF信号的同时被激活, 以获得所需的能量, 天线把标签自身信息代码发射出去;

(3) 读写器接收到标签反射的已调波信号后, 解调出其中的基带信号, 读取其中的有用信息并把它存储到存储器中;

(4) 最后, 后台管理接口把读写器和电脑主机连接起来, 上传并存储应答器标签的管理中心的信息, 或通过一些用户界面呈现给管理员或用户。

2 基于RFID的校园门禁系统设计

基于RFID的门禁系统作为智能门禁系统 “脊梁”, 已成为一种先进的技术手段, 被广泛应用在学校、酒店、商场、医疗、银行、小区等。该系统由几大模块组成, 首先是RFID卡:卡内的存储器里保存了每一位成员的基本信息及权限, 是工作人员和学生出入校门的凭证, 而作为不长期进入学校的外来人员, 该RFID卡只设置了基本的进出功能, 用完回收[6]。此卡可读入也可写出, 因此能进行数据信息的双向传递, 并触发门禁系统。 另外还有RFID读写器、门禁控制部分和门禁管理部分。 当用户通过门禁系统的时候, 读写器与RFID卡联网通信, 可以采集到RFID中存储的信息, 并把收集到的信息传给门禁控制系统管理中心, 管理中心根据信息内容来判断该用户的合法性。如果该用户的信息是正确的, 则赋予该用户通过门禁系统的权限, 并把该信息上传到存储器进行存储管理, 方便今后的管理查询;如果该用户的信息不合法, 则门禁系统禁止该用户进入, 而RFID就像门的钥匙实现了开关功能。

2.1 门禁系统结构方案设计

本文提出的门禁系统是基于Web技术, 更能体现系统远程监控和管理的功能。 系统采用的是射频技术, 非接触式IC卡的感应能力在读写器的射频范围内的时候, 读取器读取到射频信息, 并且把信息发送到经由串行通信的服务器处理数据, 管理员利用C/S模式管理平台并通过Web网页对门禁控制器进行查询和操作控制, 从而满足了用户在网络范围内的实时监控, 有效达到了远程管理的目的[7]。

该系统由五个部分组成:电子标签、串行通信、读写器、服务器和用户终端。 该系统由RF信号与IC卡通信, 以完成读取、存储和传送数据的工作, 服务器和用户端采用C/S结构, 应用软件通过ADO对象与数据库SQLServer2000 连接, 通过局域网互联。 用户如果被管理系统赋予了一定的权限, 则可以查询、访问系统中存储的相关信息、资料。

2.2 硬件设计

1) 硬件总体设计

系统的核心是射频读写器, 主要包括射频读写电路、主控电路、天线耦合电路等, 实现数据的传输并处理射频信号, 从而完成对IC信息的读取工作。硬件总设计电路图如图2 所示。

射频卡主要包括IC卡及感应天线、芯片及其天线, 无任何外露部分, 都封装在一个标准的PVC卡内。 卡片本身没有电源, 只有当它靠近读写器的时候, 发出的射频信号才被读写器接收到。本文采用飞利浦公司生产的Mifare1 卡。 该卡具有防冲突功能, 因为每张卡具有全球唯一的序列号, 且基于ISO14443TYPEA国际标准。

天线的作用就是在读写器和卡片之间传送信息, 通过产生磁通量为卡片提供电源。天线产生电磁场, 通过该电磁场发挥作用。

读写芯片选取飞利浦公司生产的专用芯片MFR500, 工作频率为13.56MHz, 主要用在读写Mifare1 卡上, 对Mifare1 卡读取和写入操作是微控制器通过控制模块MFRC500 来实现的, 主控器由AT89S52 单片机和外围电路构成, 负责控制PC机串行通信和外部设备控制操作, 它是单片机与IC卡之间数据传输通道[8]。

2) 射频电路设计

射频电路的核心是读写芯片MFRC500, 它为单片机和IC卡相互交换、传递信息。 其连接电路图如图3 所示。

单片机采用中断控制方式和读写芯片通信, MFRC500 内部有寄存器64 个, 单片机通过写控制命令对寄存器进行配置和操作, 包括连接到单片机引脚P2.0 的RSTPD脚掉电检测, 中断控制端口INT0 和MFRC500 的IRQ连接, NCS引脚连接P2.7、NWR、NRD连接到单片机WR、RD脚、D0~D7数据端口连接到单片机的P0 端口, 晶体振荡器产生13.56MHz的工作频率, 为了抑制晶体振荡器电路的高次谐波, L1、L2、C5、C6 组成低通滤波器。 接收电路由R1, R2, C3, C4 组分[9]。

3) 天线电路设计

品质因数Q决定了天线的性能, 而天线本身的形状、大小、线圈匝数又决定了其品质因数Q的大小。天线是读取射频信号的关键, 因此它的质量的好坏至关重要, 直接决定了读写器的读写范围和工作的灵敏度。

系统设计了一个紧密耦合的IC卡, 为了使天线的稳定性更好, 不单独设计天线部分, 而是在电路板设计最初就考虑到天线的位置, 在PCB板布局和布线过程中合理安排, 使天线成为电路板的一部分, 使其更为牢固, 不容易脱落。 天线和读写芯片相连接时并不能独立进行, 为了使系统性能更好, 需要格外附加外围电路, 天线电路的设计如图4 所示, 对系统进行了仿真实验, 调整电路中电容值的大小, 效果也会相应变化, 最终判断出读写器最合适的读写范围。

2.3 软件设计

本设计采用Visual C ++6.0 进行系统管理和SQLSever2000 数据库开发, 其中设计了串口数据通信、监控管理控制。 以AT89S52 单片机作为下位机核心, 来完成对读写器的读取、串口数据通信和门禁系统控制。 具体系统软件分别包括上位机管理系统和下位机两个部分, 在服务器运行上位机管理软件, 其中, 监控管理软件用于实现用户注册、记录查询、信息传播、使管理员查看访问记录等。

1) 上位机软件设计

使用CSerial Port实现串行通信, 发送和接收IC卡的序列号, 然后用相应的技术来访问通过ADO验证的数据库的用户信息。 系统开发基于SQLSERVER2000 数据库, 系统管理员预先设置一个账户名和登录密码, 防止其他人员入侵, 管理员进入操作页面后先注册卡号信息, 以后可随时随地浏览卡号信息, 并进行修改、删除各种操作, 同时可以将各种信息收集存储在数据库中, 方便统计数据和调查。监测和管理软件功能模块如图5 所示。

2) 下位机软件设计

卡号的读取、 附属电路及门锁的控制都是通过单片机上的软件运行来完成的。流程图如图6 所示。软件的核心是通信, 应遵循ISO14443TYPEA标准传输协议来进行MFRC500 与Mifare1 感应卡之间的通信。读写器进程必须严格按照一个固定的顺序, 由于该卡是可读的, 只读出序列号, 不需要操作其他部

3 结束语

基于RFID技术和Web服务系统, 本文设计了校园出入智能控制和远程管理机制。 即使没有钥匙, RFID技术也可以利用无线射频技术来实现进出校门, 不容易丢失, 可重复使用;通过此基于RFID的门禁控制系统来实现访问、远程监控, 操作方便、灵活、安全, 在小区、工厂、商场等场合具有广泛的用途。

随着物联网的发展与成熟, 大量的新理念、新技术、新设备被应用于安防行业, 安防也变得越来越智能化, 进而为我们的生活提供更加安全可靠的保障。同时安防行业作为物联网最早的应用之一, 安防行业的巨大发展反过来极大促进了物联网的繁荣。

摘要:近年来, 校园安全问题备受关注, 侵害学生权益的案件时有报道, 校园安全问题己经成为一个国家和社会高度关注的热点问题。为了提高门禁系统的现代化管理和远程监控能力, 设计了一种基于Web技术的门禁系统。文章首先对物联网及其关键技术RFID进行了简单的介绍, 门禁系统采用无线射频技术, 当读写器的射频范围内出现非接触式IC卡时, 读卡并将信息通过串口通信传送给服务器进行相关的数据处理, 管理员可通过Web网页对门禁控制器查询和控制, 从而有效地实现在互联网的任何位置对信息的实时监控。

关键词:物联网,RFID,门禁系统

参考文献

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