Systém řízení přístupu založený na RFID a webových službách

Systém kontroly vstupu, také známý jako vstupní a výstupní kontrolní systém, je systém, který řídí a kontroluje vstupy a výstupy z důležitých oblastí nebo průchodů. S rozvojem společnosti se již neomezuje pouze na jednoduchou správu dveřních zámků nebo klíčů, ale na nový moderní systém řízení bezpečnosti, který v sobě integruje technologii automatické identifikace a moderní technologie řízení a stal se mimořádně důležitou součástí bezpečnostního systému. Je široce používán v inteligentních budovách, kancelářích, hotelech a dalších místech. V současné době mezi hlavní způsoby kontroly přístupových systémů patří: rozpoznávání otisků prstů, rozpoznávání obličeje, rozpoznávání duhovky a radiofrekvenční karty. První tři metody jsou všechny biometrické technologie, které využívají charakteristiky určitých částí lidského těla jako identifikačních nosičů a prostředků. Jejich jedinečnost a nereplikovatelnost určují, že se jedná o nejbezpečnější metody ověřování identity, ale jsou drahé a obtížně se propagují. Pokud jde o osobní soukromí, hodí se pouze do špičkových a absolutně důvěrných míst.

RF karta je produkt, který kombinuje bezdrátovou vysokofrekvenční technologii a technologii čipových karet. Má vlastnosti jednoduchého použití a pohodlné údržby.

Za účelem zlepšení moderní správy a možností vzdáleného monitorování systému kontroly přístupu je zaveden systém kontroly přístupu založený na webové technologii. Systém využívá bezdrátovou radiofrekvenční technologii. Když se bezkontaktní IC karta objeví v rádiovém frekvenčním rozsahu čtečky/zapisovačky, přečte kartu a přenese informace na server prostřednictvím sériové komunikace pro související zpracování dat a vytvoří platformu pro správu založenou na režimu C/S. , může administrátor dotazovat a ovládat kontrolér přístupu prostřednictvím webové stránky, čímž efektivně realizuje monitorování informací v reálném čase kdekoli na internetu.

1 Architektura systému

Systém využívá bezkontaktní IC karty a k detekci IC karty využívá technologii radiofrekvenční identifikace RFID (Radio Frequency Identification Technology). Když je IC karta blízko čtečky/zapisovačky, může ji čtečka/zapisovač přesně identifikovat a odeslat její sériové číslo do hlavního řadiče. a PC, připojte se k databázi na pozadí prostřednictvím aplikace, abyste získali informace o uživateli odpovídající číslu karty.

Pokud byla karta zaregistrována, bude ověřena a ovladač bude upozorněn na otevření dveří a bude zaznamenáno číslo karty a doba otevření. V opačném případě bude přístup zakázán a držitel karty bude informován, aby odešel.

Systém se skládá z pěti částí: elektronické štítky, čtečky a zapisovače, sériová komunikace, servery a uživatelské terminály. Jak je znázorněno na obrázku 1. Čtecí/zapisovací zařízení je jádrem systému. Komunikuje s IC kartou (elektronickým štítkem) prostřednictvím vysokofrekvenčních signálů, aby dokončila práci na čtení karty, ukládání a odesílání dat. Může pracovat samostatně nebo v síti. V tomto článku se pro připojení k serveru používá komunikace přes sériový port RS232. .

Struktura C/S je přijata mezi serverem a klientem. Spojení mezi aplikačním softwarem a databází SQLSERVER2000 je realizováno přes objekt ADO a oba jsou propojeny přes LAN. S oprávněním uděleným správcem systému mohou uživatelé vyhledávat, počítat a tisknout všechny relevantní záznamy systému správy.

2 Návrh hardwaru

2.1 Celkový design hardwaru

RF čtečka je jádrem systému, který se skládá z hlavního řídícího obvodu, RF čtecího a zapisovacího obvodu, anténního vazebního obvodu, antény a dalších obvodů. Zodpovídá za zpracování RF signálů a přenos dat a dokončuje úlohu čtení sériového čísla IC karty. jak je znázorněno na obrázku 2.

Elektronický štítek, tedy radiofrekvenční karta, se skládá z IC karty a indukční antény a je zabalen ve standardní PVC kartě. Čip a jeho anténa nemají žádné exponované části. Karta nevyžaduje napájení. Když je blízko ke čtečce v určitém rozsahu, jsou data čtena a zapisována prostřednictvím vysílání antény. Tento článek používá Philips' Karta Mifare1, která je založena na mezinárodním standardu ISO14443TYPEA. Každá karta má globálně unikátní sériové číslo a má funkci proti srážce.

Funkcí antény je generovat magnetický tok, poskytovat energii pro kartu a přenášet informace mezi čtečkou a kartou. Dosah efektivního elektromagnetického pole antény je efektipracovní oblast systému.

Čtecí a zapisovací čip vybírá speciální čip MFR500 vyrobený společností Philips pro čtení a zápis karet Mifare1 a pracovní frekvence je 13,56 MHz.

Hlavní ovladač se skládá z mikrokontroléru AT89S52 a jeho periferních obvodů. Zodpovídá za řízení modulu čtení a zápisu, sériovou komunikaci s PC a ovládání externích zařízení. Mezi nimi činnost modulu čtení a zápisu mikrokontrolérem spočívá v realizaci činnosti karty Mifare1 řízením MFRC500.

Je to most pro přenos dat mezi mikrokontrolérem a IC kartou.

2.2 Návrh RF obvodu

Jádrem radiofrekvenčního obvodu je čtecí a zapisovací čip MFRC500, který je můstkem pro přenos dat mezi mikrokontrolérem a IC kartou.

Mikrokontrolér přebírá režim řízení přerušení pro čip pro čtení a zápis a port řízení přerušení INT0 je připojen k pinu IRQ MFRC500. Uvnitř MFRC500 je 64 registrů. Mikrokontrolér jej konfiguruje a ovládá zápisem řídicích příkazů do registrů. Pin RSTPD detekce vypnutí je připojen k pinu P2.0 mikrokontroléru, pin NCS je připojen k pinu P2.7 a NWR a NRD jsou připojeny, v tomto pořadí. Připojte ke kolíkům WR a RD portu pro čtení a zápis mikrokontroléru. Datové porty D0~D7 jsou připojeny k portu P0 mikrokontroléru. Křemenný krystalový oscilátor generuje pracovní frekvenci 13,56 MHz. Dolní propust složená z L1, L2, C5 a C6 se používá k současnému potlačení obvodu krystalového oscilátoru. Vytvářely se vyšší harmonické. Přijímací obvod se skládá z R1, R2, C3 a C4. Využívá potenciál VNID generovaný interně v MFRC500 jako vstupní potenciál pinu RX. Aby se omezilo rušení, je pin VIND připojen ke kondenzátoru C3 k zemi a mezi RX a VNID musí být připojena větev. regulátoru napětí (R1), je nejlepší zapojit kondenzátor (C4) do série mezi cívku antény a napěťový měnič. Pro lepší výkon by měly být tyto komponenty při směrování desky plošných spojů umístěny blízko anténních pinů čipu MFRC500 RX, TX1 a TX2.

2.3 Návrh anténního obvodu

Pro získání stabilních a spolehlivých radiofrekvenčních signálů je rozhodující výkon antény, který přímo ovlivňuje dosah a citlivost čtečky. Výkon antény souvisí s faktorem její kvality Q, který souvisí s geometrií, velikostí, počtem závitů a dalšími faktory antény.

Systém je navržen pro těsně propojenou IC kartu. Anténa PCB se používá pro výrobu antény, to znamená, že obvodová deska antény je vyrobena přímo na desce PCB. Tato metoda má lepší stabilitu.

Když je anténa připojena ke čtecímu a zapisovacímu čipu, je vyžadován další přizpůsobovací obvod. Jak je znázorněno na obrázku 4. Systém provedl hrubý odhad antény a změnil hodnotu kapacity přizpůsobovacího obvodu, aby dosáhl nejlepší vzdálenosti pro čtení a zápis.

3 Návrh softwaru

Systémový software se skládá ze dvou částí: dolního počítače a horního řídicího systému počítače. Mezi nimi spodní počítač využívá mikrokontrolér AT89S52 jako jádro pro realizaci čtení čtečky, řízení přístupu a sériové komunikace. Použitý programovací jazyk je jazyk C a kompilátor je KeilC51. Software pro správu hostitelského počítače běží na serveru a používá Visual C++6.0 a SQLSever2000 pro správu systému a vývoj databází, včetně sériové komunikace, správy monitorování a uvolňování informací. Software pro monitorování a správu se používá k implementaci registrace uživatelů, dotazování na záznamy, mazání a dalších úloh a uvolňování informací se používá pro administrátory k prohlížení záznamů protokolu řízení přístupu prostřednictvím webových stránek.

3.1 Návrh softwaru spodního počítače

Software běží na mikrokontroléru a dokončuje čtení čísel karet, ovládání dveřních zámků a pomocných obvodů a sériovou komunikaci. Vývojový diagram je znázorněn na obrázku 5. Základem softwaru je realizovat komunikaci mezi MFRC500 a kartou Mifare1. Komunikace se musí řídit standardním přenosovým protokolem ISO14443TYPEA. Proces čtení karet musí být proveden v přísném souladu s pevnou sekvencí, tj. reakce na reset, výběr antikolizní karty, autentizace a čtení a zápis karet. Vzhledem k tomu, že karta je čitelná, stačí si přečíst sériové číslo karty a nemusíte na ni zapisovatodpovídající sektory, takže krok ověřování lze ignorovat. Hlavní kód je následující:

3.2 Návrh softwaru pro PC

V programovacím prostředí VC++ 6.0 se třída CSerialPort používá k implementaci sériové komunikace, přijímání sériového čísla odeslané IC karty a následnému přístupu k databázi prostřednictvím technologie ADO pro získání uživatelských informací odpovídajících kartě pro ověření.

Systém je založen na SQLSERVER2000 pro vývoj databází. Administrátoři musí pro vstup do systému zadat svůj účet a heslo, aby zabránili neoprávněnému přihlášení do systému nesystémovým administrátorům. Poté může administrátor dokončit registraci, dotaz, úpravu a vymazání informací o čísle karty a zaznamenat informace o návštěvě (uživatel a čas průchodu) do databáze pro statistiku dat a dotaz. Funkční moduly softwaru pro monitorování a správu jsou znázorněny na obrázku 6.

Modul publikování informací je implementován na základě ASP.net. Proces implementace spočívá především ve čtení tabulky informací o monitorování a správě databáze SQLServer prostřednictvím ado.net, vytvoření webové stránky pro publikování informací a její nasazení na server IIS. Tímto způsobem mohou uživatelé přistupovat na webové stránky z libovolného místa. Zobrazení systémových informací a záznamů řízení přístupu.

4. Program běží

Vezmeme-li příklad řízení kontroly přístupu do laboratoře School of Electronic Engineering of Guilin University of Electronic Science and Technology, byl realizován návrh softwaru a hardwaru systému. Poté, co administrátor zadá číslo účtu a heslo, vstoupí do hlavního rozhraní softwaru pro monitorování a správu, jak je znázorněno na obrázku 7.

Po otestování je efektivní pracovní vzdálenost IC karty 6 cm. Když IC karta odpoví, systém automaticky zobrazí číslo karty, informace o uživateli karty a čas vstupu a automaticky je uloží do databáze na pozadí. Vzhledem k tomu, že karta Mifare1 má celosvětově jedinečné sériové číslo, lze informace o členech spojit se sériovým číslem karty IC a uložit do databáze, když se členové zaregistrují. Tímto způsobem můžete při kontrole informací vyhledávat přesně podle času nebo přímo podle jména.

  5 Závěr

Navržený systém řízení přístupu založený na RFID a webových službách poskytuje inteligentní mechanismy řízení a vzdálené správy pro přístup důležitých oddělení. Využívá bezdrátovou radiofrekvenční technologii RFID k dosažení bezklíčového přístupu, který není snadné ztratit a lze jej znovu použít; využívá databázi SQL a webové služby k dosažení vzdáleného monitorování řízení přístupu, které se snadno ovládá, je flexibilní a bezpečné. Má široké uplatnění v chytrých domácnostech, kancelářských přístupech, logistice a dalších příležitostech. Vyhlídky na uplatnění.