基于rfid技術的智能門禁系統設計碩士論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 所 未有的速度迅猛發展 ,引起了許多 國家的重視。針對傳統門禁 基于 RS485 通訊方式 ,傳輸距離和節點數量都受到限制 ,無法實現遠程控制和智能化 管理問題 ,提出了采用基于 TCP/IP 網絡的門禁設計 ,能夠使更多服務器、工作站參 與到管理中來。讀卡器 。硬件系統包括射 頻卡讀寫器電路的設計和相關芯片的選擇 。第 3 章 :門禁系統硬件電路設計。射頻識別是無線電識別的簡稱 ,即通過無線電波進行識別。可見 ,門禁系統將有更廣闊的發 展空間。這種門禁系統常用于國防、軍事等單位。 國內從事門禁系統有門吉利、捷順、北京青云等公司。對安全感的追 求導致現代化樓宇對保安系統的要求也越來越高。智能化門禁管理不僅方便了內部管理 ,而且增強 了內部的保安 ,從而為用戶提供一個高效和具有經濟效益的工作環境。應答器應置于要識別的物體 上或是由個人攜帶 ,應答器是信息的載體 。由讀寫器發出相關的指令 ,射頻卡可以根據這些指令對卡內的數 據實時地進行相應的讀寫操作。評價一種自動識別技術 ,通常有兩個 重要指標 ,即首讀率和誤碼率。 條碼成本最低但存儲的數據量很小而且存儲的數據不易被更改 ,適于使用量大 且數據不必更改的場合 ,例如 :商品包裝。射頻卡由感應天線、 控制芯片、存儲單元組成 ,并完全密封在一個標準 PVC 卡片中 ,無外露部分。 卡簡介 本設 計中采用的是 Mifarel 射頻卡 , 其 核 心 是 Philips 公司的,.02, .03,.04 系列微芯片。 Mifarel 射頻卡上內建有 5Kbit 存儲容量的EEPROM,并 劃分為 16 個扇區 ,每個扇區劃分為 4 個數據存儲塊。 射頻接口電路 臼 在 RF 射頻接口電路中 ,主要包括有波形轉換模塊。當讀卡器檢測到其天線工 作范圍有 Mifarel 卡片存在時 ,讀寫器通過向卡片發出 RequestAll 或RequestStd 命令 后來啟動請求應答模塊 ,傳送卡片 Block0中的卡片類型 TagtyPe號共 2個字節的信 息給讀寫器 ,完成卡片與讀寫器的建立通信聯絡的第一步。然后再進行后續的操作 ,如讀寫、加減值等命令。AccessControl 模塊認證及存取控制模塊。Arithmetieunit 控制及算術運算單元。同時 ,卡片運行所需要的必要的程序指令被固化于 ROM 中 ,控制及算 術運算單元通過調用這些指令來實現對每個單元進行微指令控制 ,使卡片與讀寫器 的數據通信能夠有條不紊的進行。在非接觸通訊中 ,為了保證讀寫器和卡 片之間數據傳遞完整、可靠 ,采取以下措施 :一是防沖突算法 ,二是通過 16位 CRC 糾錯 ,三是檢查每字節的奇偶校驗位 ,四是檢查位數 ,五是用 編碼方式來區分“ l”、 “ 0”或無信息 ,而 Mifarel 卡片采用的是防沖突算法 ,在進行硬件復位后就進入防沖突 機制。目前 RFID 系統的安全 隱私問題主要集中在 RFID 標簽與讀寫器之間。專有通信協議是一套非公有的通信 協議和加解 密方案。當標簽接收到這個命令之后 ,其功能便被終止 ,不能再采用 發射和接收 數據。比如 ,標 簽的數據在閱讀器發送解鎖數據的密碼之前一直處于鎖定狀態。 9 推薦安全策略只采用單一的手段是不能徹底保證 RFID 應用的安全。此外 ,提出了符合 RFD 低功耗要求的芯片設 計【 17~20】。 Sarma, 提議采用在流通過程中消除標簽的 ID 號在作為反跟蹤的對 策 ,同時他們也提出了對標簽內的信息的保護和介紹了在讀卡器和標簽之間進行相 互認證的方法來實現訪問控制。只有經過授權的讀卡器 才能對卡片實行讀寫功能。 身份驗證 認證是指 物體向其通信對象聲明身份 ,這樣就能有效地避免之前所提到的安全 13 河北科技大學碩士學位論文 問題。這是一種低廉的安全措施 ,每張標簽的成本僅提高 美元。盡管現在業界一直在宣揚低成本的標簽 , 但是隨著 RFID 技術正逐步進入 人們的日常生活 ,其安全問題是遲早要解決的。這一方法可以把阻止非授權的閱讀器讀取某個標簽的 子集。因為當標簽被殺 死后 ,相應的信息系統將不能再識別該標簽數據。 4 屏蔽標簽被屏蔽就意味著喪失了 RF 特征。 3 標簽數據的非法篡改這些將給 RFID 系統帶來嚴重影響。并且只有通過了防沖突機制以后才能選 定卡片和通過認 證 ,此后才能進行數據存儲的一系列功能。 Mifarel 的工作原理 當 M1 卡接受到由讀卡器發送的一組固定頻率的電磁波 ,在電磁波的激勵下 ,卡 片的 LC 串聯諧振電路 ,由于其頻率與讀寫器發射的頻率相同 ,使得卡片中的LC 諧振 電路產生共振 ,從而使卡片的內置電容內有了電荷 ,并通過在此電容另一端接有的 一個單向導通的電子泵將電容內 的電荷送到另一個電容內儲存 ,當所積累的電荷達 到 2V 時 ,此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓 ,將卡內數據發射出去或接收 讀寫器的數據。 RAM 的主要作用是配合控制及算術運算單元將運算的結果暫時存儲于此。 B 環 :由讀寫器收到 Im 后 Mifarel 卡片發送一個令牌數據 TOKENAB,其中包 含了讀寫器發出的一個隨機數據 AR: C 環 :Mifarel 卡片收到 TOⅪ NAB 后 ,對 TOKENAB 的加密的部分進行解密 , 并校驗第一次由 A 環中 Mifarel 卡片發出去的隨機數 RB 是否與 B 環中接收到的 TOKENAB 中的 RB 相一致 。 當 RFID讀卡器完成 Request和 Anticonlision操作后 ,需要再次發送 Select命令選擇 通過防沖突篩選后被選中的卡片 ,智能卡向讀卡器返回存儲在卡片 Block0中的代表 卡片的容量的“ Size”字節。 讀卡器根據動態二進制搜索法原理 ,此方法可由集成硬件很容易實現 ,并通過 發送相應 的指令對智能卡完成 SNR 從高到低的分枝搜索 ,從多張卡片中唯一確定一 個智能卡進行操作 ,與所選中的卡片進行數據交換 ,首先得到的是卡片的序列號 serial number。 數字電路部分 Mifarel非接觸式 IC卡的數字電路部分主要有以下幾個部分組成 :應答請求模塊 AnswertoRequest 、 防 沖 突 模 塊 Anticollision 、 選 擇 確 認 模 塊SelectApplication、 認證及存取控制模塊 Authenticationamp。 射頻卡功能組成 如圖 $50 非接觸式 IC 卡的功能組成框圖 : 1 MIFARE168。 Mifarel 芯片內建有高速的 CMOSEEPROM、 MCU 等。 射頻卡成功地將射頻識別技術和 IC 卡技術結合起來 ,解決了無源和免接觸的難 題 。而射頻識別技術由于其非接觸的特點 ,能夠 在無須人工干預的情況下完成識別工作 ,非常適于自動化的應用環境。磁字符識別技術專用于銀行業 務中 ,閱讀設備復雜 。 計算機通過通信串口實現向讀寫器發送指令 ,完成與讀寫器之間的數據交換。讀寫器的控制單元不僅能實現對 射頻卡的控制 , 還具有很其他的強大的處理功能 :認證、數據加解密、數據糾錯、出錯報警以及與 計算機通信。 門禁系統發展趨勢 由于計算機技術的普及和發展 ,門禁系統的控制設備逐漸被計算機取代 ,逐漸 向智能化發展。 智能門禁系統是對樓宇重要通道進行管理。中國正處在起步跟進的階段。但是 ,由 于各大公司之間的競爭激烈 ,為了在門禁市場中能分得一杯羹 ,現在 ,門禁產品價 格也在不斷的大幅下降 ,使得現今一套系統的報價在 1000 美元左右 ,已經進入了廣 泛運用的時代。 4 大流量人流的快速通過 ,快速計數、快速考勤、快速驗證。射頻識別 技術具有非接觸、自動完成識別過程、不易損壞、可識別高速運動物體、數據存儲 量大等優點 ,極大地加速了有關信息的收集和處理 ,在近年來獲得了極為迅速 的發 展 f 刪。第 5 章 :門禁系統上位機程序設 計。 論文的結構安排如下 :第 1 章 :緒論。guardcontrolsubsystem。并且采用 和 SQL2021 開發系統的上位 機程序。 本文在對 RFID 技術和射頻卡的基本工作原理進行分析的基 礎之上 ,提出了門禁 系統的關鍵器件 ??射頻讀卡器的設計方法 ,并對局域網門禁系統的組網方法進行 了分析設計。本 人授權河北科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關 數扼庫進行檢 索 ,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除文中已經注明引用的內容外 ,本論文不包含任何其他個人或集體已經發 表或撰寫過的作品或成果。與此同時 ,RFID 技術在門禁管理系 統方面的研究與開發也趨向成