RFID- ja verkkopalveluihin perustuva kulunvalvontajärjestelmä

Kulunvalvontajärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä sisään- ja uloskäyntien valvontajärjestelmä, on järjestelmä, joka hallitsee ja ohjaa tärkeiden alueiden tai käytävien sisään- ja uloskäyntiä. Yhteiskunnan kehittyessä se ei rajoitu enää yksinkertaiseen ovien lukkojen tai avainten hallintaan, vaan uuteen moderniin turvallisuuden hallintajärjestelmään, joka yhdistää automaattisen tunnistustekniikan ja nykyaikaisen hallintatekniikan ja josta on tullut erittäin tärkeä osa turvajärjestelmää. Sitä käytetään laajasti älykkäissä rakennuksissa, toimistoissa, hotelleissa ja muissa paikoissa. Tällä hetkellä kulunvalvontajärjestelmien tärkeimpiä ohjausmenetelmiä ovat: sormenjälkien tunnistus, kasvojentunnistus, iiristunnistus ja radiotaajuuskortit. Ensimmäiset kolme menetelmää ovat kaikki biometrisiä tekniikoita, jotka käyttävät tiettyjen ihmiskehon osien ominaisuuksia tunnistamisen kantajina ja keinoina. Niiden ainutlaatuisuus ja toistamattomuus määräävät, että ne ovat turvallisimpia henkilöllisyyden todentamismenetelmiä, mutta ne ovat kalliita ja vaikeasti popularisoitavia. Mitä tulee henkilökohtaiseen yksityisyyteen, se sopii vain huippuluokan ja ehdottoman luottamuksellisiin paikkoihin.

RF-kortti on tuote, jossa yhdistyvät langaton radiotaajuusTekniikka ja älykorttitekniikka. Sillä on yksinkertaisen käytön ja kätevän huollon ominaisuudet.

Kulunvalvontajärjestelmän nykyaikaisten hallinta- ja etävalvontaominaisuuksien parantamiseksi otetaan käyttöön web-teknologiaan perustuva kulunvalvontajärjestelmä. Järjestelmä käyttää langatonta radiotaajuustekniikkaa. Kun kosketukseton IC-kortti ilmestyy lukijan/kirjoittimen radiotaajuusalueelle, se lukee kortin ja lähettää tiedot palvelimelle sarjaliikenteen kautta liittyvää tietojenkäsittelyä varten ja rakentaa C/S-moodiin perustuvan hallintaalustan. , järjestelmänvalvoja voi tehdä kyselyjä ja hallita pääsynohjainta Web-sivun kautta, mikä mahdollistaa tehokkaasti tietojen reaaliaikaisen seurannan missä tahansa Internetissä.

1 Järjestelmäarkkitehtuuri

Järjestelmä käyttää kosketuksettomia IC-kortteja ja käyttää radiotaajuustunnistustekniikkaa RFID (Radio Frequency Identification Technology) IC-kortin havaitsemiseen. Kun IC-kortti on lähellä lukijaa/kirjoitinta, lukija/kirjoitin voi tunnistaa sen tarkasti ja lähettää sarjanumeronsa pääohjaimelle. ja PC, muodostavat yhteyden taustatietokantaan sovelluksen kautta saadakseen kortin numeroa vastaavat käyttäjätiedot.

Jos kortti on rekisteröity, se tarkistetaan ja valvojaa kehotetaan avaamaan ovi sekä kortin numero ja aukioloaika tallennetaan. Muussa tapauksessa pääsy estetään ja kortinhaltijaa kehotetaan poistumaan.

Järjestelmä koostuu viidestä osasta: elektroniset tunnisteet, lukijat ja kirjoittajat, sarjaliikenne, palvelimet ja käyttäjäpäätteet. Kuten kuvassa 1. Lukija/kirjoitin on järjestelmän ydin. Se kommunikoi IC-kortin (elektronisen tunnisteen) kanssa radiotaajuussignaalien kautta kortin lukemisen, tietojen tallennuksen ja lähettämisen suorittamiseksi. Se voi toimia itsenäisesti tai verkossa. Tässä artikkelissa RS232-sarjaporttiyhteyttä käytetään yhteyden muodostamiseen palvelimeen. .

C/S-rakenne otetaan käyttöön palvelimen ja asiakkaan välillä. Yhteys sovellusohjelmiston ja tietokannan SQLSERVER2000 välillä toteutetaan ADO-objektin kautta, ja nämä kaksi on yhdistetty toisiinsa lähiverkon kautta. Järjestelmänvalvojan luvalla käyttäjät voivat tiedustella, laskea ja tulostaa kaikki hallintajärjestelmän asiaankuuluvat tietueet.

2 Laitteiston suunnittelu

2.1 Laitteiston yleinen suunnittelu

RF-lukija on järjestelmän ydin, joka koostuu pääohjauspiiristä, RF-luku-kirjoituspiiristä, antennin kytkentäpiiristä, antennista ja muista piireistä. Se vastaa RF-signaalien käsittelystä ja tiedonsiirrosta ja suorittaa IC-kortin sarjanumeron lukemisen. kuten kuvassa 2 näkyy.

Elektroninen tunniste eli radiotaajuuskortti koostuu IC-kortista ja induktioantennista, ja se on pakattu tavalliseen PVC-korttiin. Sirussa ja sen antennissa ei ole paljaita osia. Kortti ei vaadi virtaa. Kun se on lähellä lukijaa tietyllä alueella, data luetaan ja kirjoitetaan antennin lähetyksen kautta. Tämä artikkeli käyttää Philips' Mifare1-kortti, joka perustuu kansainväliseen ISO14443TYPEA-standardiin. Jokaisella kortilla on maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen sarjanumero ja törmäyksenestotoiminto.

Antennin tehtävänä on tuottaa magneettivuo, antaa virtaa kortille ja välittää tietoa lukijan ja kortin välillä. Antennin tehollinen sähkömagneettinen kenttäalue on efektijärjestelmän työalueelle.

Luku- ja kirjoitussiru valitsee Philipsin valmistaman erikoissirun MFR500 Mifare1-korttien lukemiseen ja kirjoittamiseen, ja sen toimintataajuus on 13,56 MHz.

Pääohjain koostuu AT89S52-mikro-ohjaimesta ja sen oheispiireistä. Se vastaa luku-kirjoitusmoduulin ohjauksesta, sarjayhteydestä PC:n kanssa ja ulkoisten laitteiden ohjaamisesta. Niistä luku-kirjoitusmoduulin toiminta mikro-ohjaimella on toteuttaa Mifare1-kortin toiminta ohjaamalla MFRC500:ta.

Se on silta tiedonsiirtoon mikro-ohjaimen ja IC-kortin välillä.

2.2 RF-piirin suunnittelu

Radiotaajuuspiirin ydin on luku-kirjoitussiru MFRC500, joka on tiedonsiirtosilta mikro-ohjaimen ja IC-kortin välillä.

Mikro-ohjain ottaa käyttöön keskeytyksen ohjaustilan luku-kirjoitussirulle, ja keskeytyksen ohjausportti INT0 on kytketty MFRC500:n IRQ-nastaan. MFRC500:n sisällä on 64 rekisteriä. Mikrokontrolleri konfiguroi ja käyttää sitä kirjoittamalla ohjauskomentoja rekistereihin. Virrankatkaisun tunnistusnasta RSTPD on kytketty mikro-ohjaimen P2.0-nastaan, NCS-nasta on kytketty P2.7-nastaan ja NWR ja NRD on kytketty vastaavasti. Yhdistä mikro-ohjaimen luku-kirjoitusportin WR- ja RD-nastoihin. Dataportit D0-D7 on kytketty mikro-ohjaimen P0-porttiin. Kvartsikideoskillaattori tuottaa 13,56 MHz:n toimintataajuuden. L1:stä, L2:sta, C5:stä ja C6:sta koostuvaa alipäästösuodatinta käytetään samanaikaisesti kideoskillaattoripiirin vaimentamiseen. Korkeammat harmoniset muodostuvat. Vastaanottopiiri koostuu R1:stä, R2:sta, C3:sta ja C4:stä. Se käyttää MFRC500:n sisäisesti luotua VNID-potentiaalia RX-nastan tulopotentiaalina. Häiriöiden vähentämiseksi VIND-nasta on kytketty kondensaattoriin C3 maahan ja RX:n ja VNID:n välille on kytkettävä haara. jännitesäädin (R1), on parasta kytkeä kondensaattori (C4) sarjaan antennikäämin ja jännitteenmuuntajan väliin. Paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi nämä komponentit tulee sijoittaa lähelle MFRC500-sirun antennin nastoja RX, TX1 ja TX2 piirilevyä reititettäessä.

2.3 Antennipiirin suunnittelu

Vakaiden ja luotettavien radiotaajuisten signaalien saamiseksi antennin suorituskyky on ratkaisevan tärkeä, mikä vaikuttaa suoraan lukijan kantamaan ja herkkyyteen. Antennin suorituskyky liittyy sen laatutekijään Q, joka liittyy antennin geometriaan, kokoon, kierrosten lukumäärään ja muihin tekijöihin.

Järjestelmä on suunniteltu tiiviisti kytketylle IC-kortille. Piirilevyantennia käytetään antennin valmistukseen, eli antennipiirilevy tehdään suoraan piirilevylle. Tällä menetelmällä on parempi vakaus.

Kun antenni on kytketty luku-kirjoitussiruun, tarvitaan ylimääräinen sovituspiiri. Kuten kuvassa 4. Järjestelmä teki karkean arvion antennista ja muutti sovituspiirin kapasitanssiarvoa parhaan luku- ja kirjoitusetäisyyden saavuttamiseksi.

3 Ohjelmistosuunnittelu

Järjestelmäohjelmisto sisältää kaksi osaa: alemman tietokoneen ja ylemmän tietokoneen hallintajärjestelmän. Niistä alempi tietokone käyttää AT89S52-mikro-ohjainta ytimenä lukijan lukemisen, kulunvalvonnan ja sarjaliikenteen toteuttamiseksi. Ohjelmointikieli on C-kieli ja kääntäjä on KeilC51. Isäntätietokoneen hallintaohjelmisto toimii palvelimella, ja se käyttää Visual C++6.0:aa ja SQLSever2000:a järjestelmän hallintaan ja tietokantojen kehittämiseen, mukaan lukien sarjaviestintään, valvonnan hallintaan ja tietojen julkaisemiseen. Valvonta- ja hallintaohjelmistoa käytetään käyttäjien rekisteröinti-, tietuekysely-, poisto- ja muiden tehtävien toteuttamiseen, ja tietojen luovutuksen avulla järjestelmänvalvojat voivat tarkastella kulunvalvontalokitietueita verkkosivujen kautta.

3.1 Alempi tietokoneohjelmistosuunnittelu

Ohjelmisto toimii mikro-ohjaimella ja suorittaa loppuun korttinumeroiden lukemisen, ovien lukkojen ja lisäpiirien ohjauksen sekä sarjaliikenteen. Vuokaavio on esitetty kuvassa 5. Ohjelmiston ydin on MFRC500:n ja Mifare1-kortin välisen tiedonsiirron toteuttaminen. Viestinnän tulee noudattaa ISO14443TYPEA-standardin lähetysprotokollaa. Kortin lukuprosessi on suoritettava tiukasti kiinteän järjestyksen mukaisesti, eli nollausvaste, törmäyksenestokorttien valinta, todennus sekä korttien lukeminen ja kirjoittaminen. Koska kortti on luettavissa, sinun tarvitsee vain lukea kortin sarjanumero, eikä sinun tarvitse kirjoittaavastaavat sektorit, joten todennusvaihe voidaan jättää huomiotta. Pääkoodi on seuraava:

3.2 PC-ohjelmiston suunnittelu

VC++6.0-ohjelmointiympäristössä CSerialPort-luokkaa käytetään sarjaviestinnän toteuttamiseen, lähetetyn IC-kortin sarjanumeron vastaanottamiseen ja sitten tietokantaan pääsyyn ADO-tekniikan avulla saadakseen korttia vastaavat käyttäjätiedot varmennuskäsittelyä varten.

Järjestelmä perustuu SQLSERVER2000:een tietokantojen kehittämiseen. Järjestelmänvalvojien on syötettävä tilinsä ja salasanansa päästäkseen järjestelmään, jotta muut kuin järjestelmänvalvojat eivät pääse kirjautumaan laittomasti järjestelmään. Tämän jälkeen ylläpitäjä voi suorittaa korttinumerotietojen rekisteröinnin, kyselyn, muuttamisen ja poistamisen sekä tallentaa käyntitiedot (käyttäjä ja kulkuaika) tietokantaan tietotilastoja ja kyselyä varten. Valvonta- ja hallintaohjelmiston toiminnalliset moduulit on esitetty kuvassa 6.

Tiedonjulkaisumoduuli on toteutettu ASP.net-pohjaisena. Toteutusprosessi on pääasiassa SQLServer-tietokannan seuranta- ja hallintatietotaulukon lukeminen ado.netin kautta, tiedon julkaisusivuston luominen ja sen käyttöönotto IIS-palvelimella. Tällä tavalla käyttäjät voivat käyttää verkkosivuja missä tahansa. Tarkastele järjestelmätietoja ja kulunvalvontatietueita.

4. Ohjelma käynnissä

Ottamalla esimerkkinä Guilinin elektroniikkatieteen ja teknologian yliopiston elektroniikkatekniikan korkeakoulun laboratorion kulunvalvontahallintaa, järjestelmän ohjelmisto- ja laitteistosuunnittelu toteutettiin. Kun järjestelmänvalvoja on syöttänyt tilinumeron ja salasanan, hän siirtyy valvonta- ja hallintaohjelmiston pääliittymään kuvan 7 mukaisesti.

Testauksen jälkeen IC-kortin tehokas työskentelyetäisyys on 6 cm. Kun IC-kortti reagoi, järjestelmä näyttää automaattisesti kortin numeron, kortin käyttäjätiedot ja sisääntuloajan sekä tallentaa ne automaattisesti taustatietokantaan. Koska Mifare1-kortilla on maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen sarjanumero, jäsentiedot voidaan niputtaa IC-kortin sarjanumeroon ja tallentaa tietokantaan jäsenten rekisteröityessä. Tällä tavalla voit etsiä tietoja tarkasteltaessa tarkasti ajan tai suoraan nimen perusteella.

  5. Päätelmät

Ehdotettu RFID- ja Web-palveluihin perustuva kulunvalvontajärjestelmä tarjoaa älykkäitä ohjaus- ja etähallintamekanismeja tärkeiden osastojen pääsyyn. Se käyttää langatonta radiotaajuusteknologiaa RFID:tä avaimettomaan pääsyyn, jota ei ole helppo kadottaa ja jota voidaan käyttää uudelleen; se käyttää SQL-tietokantaa ja Web-palveluita kulunvalvonnan etävalvontaan, joka on helppokäyttöinen, joustava ja turvallinen. Sillä on laajat sovellukset älykodeissa, toimistoissa, logistiikassa ja muissa tilanteissa. Sovellusnäkymät.