基于rfid技術的智能門禁系統設計碩士論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 由于技術的不斷發展和市場的逐步成熟和開放 ,門禁系統行業已經 打破了由個別大公司壟斷的局面 ,人們已經可以很方便地分別從不同公司采購到各 部分設備 ,自己進行系統集成就可完成整套系統的安裝。 在亞洲和中國 ,門 禁系統分別處于成長期和初始階段。人們對門禁系統的了解 還只停留在認識教育和試用階段。 國內從事門禁系統有門吉利、捷順、北京青云等公司。在技術方面 ,中國目前 也有很多廠家 ,仿制國外優秀的門禁系統 ,但生產 IC 卡和讀卡器的關鍵技術則被歐 美國家和部分亞洲國家所壟斷 ,并且真正形成大批量生產的廠家還只有美國 。德國、 英國次之 。日本、臺灣、新加坡處于同一檔次 。中國正處在起步跟進的階段。雖然 國內已經實行“金卡工程” ,并且對于非接觸式 IC 卡的技術的開發和應用給予高度 重視 ,但是智能門禁系統的使用在國內還處于發展時期 ,因此 對關于門禁系統的理 論進行研究就非常重要。 第 1 章緒論 第 1 章 緒論 課題研究的背景及意義 近幾年來隨著社會經濟發展 ,也產生了不少安全隱患。經濟的增長有時引發犯 罪的發生 ,而且商業的激烈競爭使得商業情報的安全成為人們關注的焦點 ,迫切需 要對于進出一些重要機關、科研實驗室、檔案館、以及關系到國計民生的公用事業 單位的控制中心、民航機場等場所的工作人員 ,給予進出授權控制。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。樓宇保安系統不僅包括閉路電視 及防盜報警 ,此外還包括一些門鎖、防盜門、防盜網及 保安人員等 ,但這些遠遠不 能滿足人們日益增加的安全要求。 智能門禁系統因此產生。隨著高科技的發展 ,智能化管理已經走進了人們的社 會生活 ,而門禁系統屬于智能化管理系統中的一種安防系統 ,具有對門戶出入控制、 實時監控、保安防盜報警等多種功能。 智能門禁系統是對樓宇重要通道進行管理。門禁系統可以控制人員的出入 ,還 可以控制人員在樓內及敏感區域的行為。在樓門口、電梯等處安裝控制裝置 ,例如 : 讀卡器、指紋讀取器、密碼鍵盤等 ,住戶要想進入 ,必須有卡或輸入正確的密碼 , 或按專用手指才能獲準通過。門禁系統可有效管理門的開啟 與關閉 ,保證授權人員 自由出入 ,限制未授權人員進入。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。 基于 RFID 技術的門禁管理系統將“感應卡”與“鎖具”有機結合 ,進而由“感應卡” 替代“鑰匙” ,配合電腦實行智能化管理 ,正是由于感應卡的上市 ,使用者再也不需 要攜帶鑰匙 ,更免除了鑰匙被復制的煩惱 ,再也不必擔心財物可能蒙受損失。同時 , 它在功能上實現了通訊自動化、辦公自動和管理自動化 ,以計算機網絡為橋梁 ,全 面實現對通訊系統、辦公自動化系統的綜合管理。基 于 RFID 技術的門禁系統作為一 項先進的高科技技術防范和管理手段 ,在一些經濟發達的國家已經廣泛應用于科研、 工業、博物館、酒店、商場、醫療監護、銀行、監獄等 ,正是因為門禁技術應用的 多樣性 ,功能的完善和廣泛的適應性 ,已成為安防技術重點研究和開發的方向。 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。與此同時 ,越來越多企業建立了網絡系統并進入了國際互聯網組織。 企業將管理掛接在網絡上 ,以求實現簡單化、無人化、智能化系統的發展。門禁系 統出入口安全 管制系統在各企業的安全防范中占有舉足輕重的地位 ,其應用領域越 1 第 2 章基于 RFID 系統理論研究基礎 讀器又稱讀寫器、讀卡器 ,其基本組成如圖 所示。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 。閱讀器可以具有讀或讀、寫的功能 ,這 取決于系統所用應答器的性能。由于讀寫器同射頻卡之間通過無線方式通訊 ,因此 它們都有無線收發模塊及天線或感應線圈【 10,11】。 其中 ,讀寫器的核心部分是控制單元、高頻通訊模塊和天線 ,主要功能是實現 對非接觸式 IC 卡的數據讀寫和存儲。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。 射頻卡中存儲器可存儲為幾個比特到幾十千比特的數據 ,不僅可以存儲永久性 數據還可以存儲非永久性數據。永久性數據不可更改 ,主要存儲作為射頻卡的唯一 身份標識射頻卡序列號 。非永久性數據存儲于可重寫的存儲器內 ,如在EEPROM, 主要為用戶數據。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。讀寫器中的控制模塊完成數據接收、譯碼及執行讀 寫器的命令 ,讀寫數據控制 ,實現數據安全 等功能。射頻卡分為無源卡與有源卡 , 有源卡有內置天線和電池 ,而無源卡只有內置天線沒有電池 ,工作能量由讀寫器提 供。由于無源卡內沒有電池 ,因此其尺寸較有源卡要小并且使用壽命長 ,應用越來 越廣泛。 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。 RFID 應用系統的基本工作原理是當讀寫器的射頻場范圍中出現非接觸式 IC卡 , 由于電磁感應產生感應電流 ,射頻卡中的天線將獲得的感應電流經升壓電路為芯片 提供工作電壓 ,同時通過射頻前端電路從帶信息的感應電流中檢得數字信號并送入邏 輯控制電路 ,處理射頻卡 中的信息 。卡片從存儲器中獲取回復的信息并經由邏輯控 制電路送回射頻前端電路 ,然后通過天線回送給讀寫器。 同其它自動識別技術的比較 隨著計算機圖像處理和模式識別理論以及大規模集成電路技術的不斷發展與成 熟 ,實際應用中涌現出多種自動識別技術 ,目前主要有以下幾種 :光符識別技術 OCR、磁字符識別技術 MICR、磁性條識別技術 MBR、機器視覺系統 NIVS、條 碼識別技術、 IC 卡識別技術及射頻識別技術。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。首讀率是指當對一組數據進行一次性識別時 ,其中 一次性識別成功的概率 ,常用 FRR 表示。誤碼率是指對一組數據進行識別時 ,其中 可能出現一個錯誤字符的統計概率 ,常用 SER 表示【 12~HJ。 OCR技術由于 FRR不高 ,逐步被條碼技術取代 。磁字符識別技術專用于銀行業 務中 ,閱讀設備復雜 。機器視覺系統通常被用于自動分類和檢查產品的制造業中。 河北科技大學碩士學位論文 這些技術或正被淘汰 ,或只用于專業系統。現在使用較為廣泛的自動識別技術是條 碼、磁性條識別技術 ,IC 卡識別技術、射頻識別技術等識別技術 ,它們有各自的優 缺點及適于應用的場合。 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。一般的條碼是紙質的 ,較易磨損 ,使用 壽命短。磁性條的成本也很低 ,但是存儲的數據量小 ,容易被復制和偽造 ,安全性 低。 IC 卡的價格稍高些 ,數據存儲量很大 ,可以實現數據加密 ,安全性好 ,但是由 于它的觸點暴露在外面 ,可能被損壞。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。射頻卡是由 PVC 密閉封裝的 ,不易損壞 ,適于在惡劣環境中使用。能夠實現對高速運動物體的 識別 ,并且可以單次識別多張卡 ,因此操作快捷、方便。 非接觸式 IC 卡技術 非接觸式 IC 卡又叫射頻卡 ,是 90 年代初發展起來的新技術。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。射頻 卡本身是無源體 ,當射頻卡進入讀卡器的讀寫范圍 ,讀寫器發出的射頻信號被卡片 所接收。射頻信號由兩部分信號疊加組成 :一部分是電源信號 ,當卡接收后 ,送入 卡內的 LC 諧振電路 ,為芯片工作提供工作電壓 。另一部分則經解調后 ,控制芯片完 成密碼驗證、數據的讀取、修改、存儲等 ,并返回給讀寫器 。 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 。射頻卡無需專門的供電電源 ,它與讀寫器間無機械接觸 ,避免了接觸故障。它 的表面無裸露芯片 ,可防水 ,且不易產生靜電擊穿及彎曲損壞等問題 。射頻卡使用 時沒有正反面 ,而且射頻卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特點 ,由射頻 卡所形成的讀寫系統比接觸式 IC 卡構成的讀寫系統 ,從硬件結構上和軟件操作控制 流程都有了很大的簡化和改進 ,并且可借助于智能管理軟件和網絡支持 ,在很多領 域得到應用【 15,16]。 卡簡介 本設 計中采用的是