基于RFID射頻識別技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)

01.社會背景

隨著生活水平的不斷提高，汽車開始大量進(jìn)入家庭。在中國城市汽車的保有量迅速增加情況下，車輛的管理已成為一個難題。對車輛進(jìn)行有效的管理，其核心問題是如何對車輛進(jìn)行識別。本文介紹了一個基于射頻識別技術(shù)的RFID門禁管理系統(tǒng)，將RFID技術(shù)應(yīng)用于門禁的管理，可以有效地實(shí)現(xiàn)對車輛快速可靠地識別，使安防中門禁管理實(shí)現(xiàn)高效化、智能化。

   RFID門禁管理系統(tǒng)應(yīng)用射頻識別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率;更重要的是可以對小區(qū)或停車場的車輛出入進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗(yàn)證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。

基于射頻識別技術(shù)的特點(diǎn)，提出了RFID門禁管理系統(tǒng)中的應(yīng)用模型，并重點(diǎn)介紹了軟件和硬件兩方面的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有識別準(zhǔn)確率高、抗干擾能力強(qiáng)、通信可靠等優(yōu)點(diǎn)。

射頻識別(RFID，RadioFrequencyIdentification)技術(shù)是自動識別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識別與數(shù)據(jù)交換的目的?.因此它可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識別、運(yùn)動目標(biāo)識別和遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控及管理。通信距離可從幾厘米到幾十米，其最主要的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，受雨雪、冰雹、灰塵等影響小，可全天候工作，非接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，并且可穿透非金屬物體進(jìn)行識別，抗干擾能力強(qiáng)。

深圳市銓順宏科技有限公司作為RFID領(lǐng)導(dǎo)品牌，在向各大運(yùn)營商、集成商提供ThingMagic全系列產(chǎn)品的同時，始終堅(jiān)持以”設(shè)備+解決方案+服務(wù)“為一體的商業(yè)模式，以自動識別技術(shù)為核心，以物聯(lián)網(wǎng)整體應(yīng)用解決方案為導(dǎo)向，以技術(shù)服務(wù)應(yīng)用，技術(shù)與應(yīng)用有效融合，創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用價值為宗旨，為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)域提供成熟、穩(wěn)定、專業(yè)、細(xì)致的整套方案和增值服務(wù)。同時，依托品牌及技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合豐富的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，在智慧倉儲物流、檔案信息化、智慧新零售、智能制造、智慧洗滌、資產(chǎn)管理等行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，從產(chǎn)品選型，到方案設(shè)計和系統(tǒng)平臺支持，為用戶提供易于操作且穩(wěn)定性高，具差異化、具創(chuàng)新的綜合性技術(shù)服務(wù)。

02.系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件系統(tǒng)主要包括閱讀器的信號處理和系統(tǒng)管理兩個部分。信號處理模塊軟件開發(fā)采用C語言，系統(tǒng)管理部分軟件采用VisualC++(VC)編程，數(shù)據(jù)庫采用MicrosoftSQLServer2000。

2.1系統(tǒng)工作流程

射頻門禁系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，閱讀器按照一定的時間間隔，發(fā)送詢問信號，由射頻接口模塊發(fā)射出去。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)人閱讀器的微波查詢信號覆蓋區(qū)域時，電子標(biāo)簽(應(yīng)答器)接收到詢問信號后將自身的信息反向發(fā)送給閱讀器，閱讀器信號處理模塊接收到序列號后，進(jìn)行車輛識別。首先進(jìn)行防碰撞處理建立通信通道，然后對該數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解碼，解碼后將信息送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行校驗(yàn)。如果校驗(yàn)正確，發(fā)送信號給控制系統(tǒng);如果有錯，則提供聲光報警。在此過程中，若管理系統(tǒng)沒有發(fā)送結(jié)束命令，則結(jié)束一個識別過程后，又開始下一個循環(huán)。

2.2管理軟件設(shè)計

該系統(tǒng)運(yùn)行于Pc機(jī)上。Pc機(jī)上的應(yīng)用程序通過采集串口數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議進(jìn)行校驗(yàn)。若校驗(yàn)錯誤，則要求“信號處理模塊”重發(fā)數(shù)據(jù);若校驗(yàn)正確，則提取車輛標(biāo)簽信息中的車牌號，與數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進(jìn)行對比。若提取的車牌號在數(shù)據(jù)庫中存在，則傳送信息給“控制系統(tǒng)”，由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對閘門(門禁)系統(tǒng)的操作，同時在應(yīng)用程序界面顯示當(dāng)前通行的車輛的基本信息;若提取的車牌號在數(shù)據(jù)庫中不存在，則向管理人員提示報警。

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心部分，主要設(shè)置3種基本表格存放信息。各表及字段定義為：車輛與車主基本信息表：車主名稱、車主身份證、車主單位、車卡ID號、車牌號碼、車型、車品牌、車身顏色等;車輛通行記錄表(時空信息)：車卡ID號，通過日期時間、通行次數(shù)等;系統(tǒng)運(yùn)行情況記錄表：故障編碼、故障時間。

03.系統(tǒng)功能

3.1遠(yuǎn)距離識別

由于識別距離可達(dá)10m，且系統(tǒng)的信號穿透能力強(qiáng)，因而持卡的業(yè)主車輛可以較快的速度進(jìn)出，而駕駛員不必停車、搖下車窗、伸出手臂接近讀卡機(jī)等操作，大大提高通行效率。臨時車輛進(jìn)出由管理員提供臨時ID卡。

3.2雙卡確認(rèn)

本系統(tǒng)實(shí)行駕駛員攜帶一張卡，此卡可用于門禁進(jìn)出，車上安裝一張卡，系統(tǒng)同時識別到二張卡的信號才給予放行，達(dá)到雙保險功能。

3.3系統(tǒng)自動記錄通過的時間地點(diǎn)

持卡人員進(jìn)出時，計算機(jī)都會自動記載通行記錄，并且無法刪除記錄，便于對進(jìn)出小區(qū)的車輛、人員進(jìn)行查詢、統(tǒng)計及各種報表的生成，從而杜絕了失誤、偽造和作弊現(xiàn)象。

3.4臨時車輛自動計費(fèi)

臨時車輛讀卡后根據(jù)入場時間與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動計算費(fèi)用，特殊車輛進(jìn)出由管理員提供免費(fèi)停車卡，免費(fèi)停車卡進(jìn)行了特殊設(shè)置，無法假冒。

RFID門禁系統(tǒng)應(yīng)用射頻識別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率;更重要的是可以對小區(qū)或停車場的車輛出入進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗(yàn)證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。

04.系統(tǒng)硬件構(gòu)成

RFID門禁系統(tǒng)由車載電子標(biāo)簽、車感線圈、射頻接口、信號處理、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)六個部分組成。

4.1電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽，通常也被稱為應(yīng)答器。它內(nèi)部存儲車輛及車主的基本信息，安裝在車輛上，為無源標(biāo)簽。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的微波查詢信號覆蓋區(qū)域時，電子標(biāo)簽通過感應(yīng)電流所獲得的能量向閱讀器發(fā)送出存儲在芯片中的信息，有效讀取距離是6—10m。

4.2閱讀器

閱讀器包括射頻接口和信號處理兩個模塊射頻接口主要負(fù)責(zé)信號的發(fā)送與接收。它接收來自信號處理與控制系統(tǒng)指令信號，將指令信號變換為微波信號發(fā)送出去;同時，它也接收來自電子標(biāo)簽的微波反射信號，并將微波反射信號變換為數(shù)字信號送到信號處理模塊進(jìn)行解碼處理。

信號處理模塊主要負(fù)責(zé)對指令信號和電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號的處理。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號，將指令信號編碼后送到射頻接口，由射頻接口變換為微波信號發(fā)送出去;同時，它也接收來自射頻接口的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號，將電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號解碼后送到管理系統(tǒng)。

FU-Astra-M9 是一款以ThingMagic優(yōu)異的M6e-Micro模組為核心集成的Linux 操作系統(tǒng)的RFID一體化讀寫器，采用ABS外殼，內(nèi)置9dbi圓極化天線，提供IP67防護(hù)等級的電源接口和 WIFI 或 TCP/IP 或串口通訊，并支持可再外接1路天線，安裝簡單便捷，適應(yīng)全天候高低溫惡劣工作環(huán)境。

 廣泛適用于智慧倉儲物流、智能制造、智慧新零售、智慧醫(yī)療等行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域。

4.3RFID門禁系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對閘門（門禁系統(tǒng)）機(jī)構(gòu)進(jìn)行通信控制。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號，對閘門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，并將閘門狀態(tài)反饋給管理系統(tǒng)。即如果從電子標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過管理系統(tǒng)分析為合法通行者，則給控制系統(tǒng)信號，開啟閘門放行。

FU-TD04 超高頻RFID門禁系統(tǒng)支持EPC C1 G2（ISO18000-6C）協(xié)議，支持服務(wù)器模式實(shí)現(xiàn)多通道控制功能，內(nèi)部集成高增益天線組、基于ThingMagic的高速讀寫器及控制模組，擁有高速讀取標(biāo)簽性能和良好的讀寫區(qū)域控制能力，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232或RJ45接口，方便連接軟件平臺。

產(chǎn)品特別適用于各類物流倉儲、圖書檔案、人員考勤管理等細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.4車感線圈

車感線圈選用PBD232地感環(huán)形線圈式檢測器。該檢測器是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器，它的傳感器是一個埋在路面下并通有一定工作電流的環(huán)形線圈(一般為2m×l。5m)。當(dāng)車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上肘，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變化量就可以檢測出車輛的存在。該檢測器的響應(yīng)時間為lOOms，它的各項(xiàng)性能特點(diǎn)能夠保證系統(tǒng)準(zhǔn)確、快速地檢測到車輛到來，并通過數(shù)字I/O卡輸出信號給計算機(jī)，啟動讀寫器工作。

4.5管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)處理用戶信息電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)信息。它依據(jù)用戶指令對系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，接收來自信號處理模塊和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將指令信號送往信號處理模塊和控制系統(tǒng)，同時管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)跟安防中心通信。