【正文】 所 未有的速度迅猛發(fā)展 ,引起了許多 國(guó)家的重視。針對(duì)傳統(tǒng)門禁 基于 RS485 通訊方式 ,傳輸距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)量都受到限制 ,無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能化 管理問(wèn)題 ,提出了采用基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的門禁設(shè)計(jì) ,能夠使更多服務(wù)器、工作站參 與到管理中來(lái)。讀卡器 。硬件系統(tǒng)包括射 頻卡讀寫(xiě)器電路的設(shè)計(jì)和相關(guān)芯片的選擇 。第 3 章 :門禁系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。射頻識(shí)別是無(wú)線電識(shí)別的簡(jiǎn)稱 ,即通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行識(shí)別。可見(jiàn) ,門禁系統(tǒng)將有更廣闊的發(fā) 展空間。這種門禁系統(tǒng)常用于國(guó)防、軍事等單位。 國(guó)內(nèi)從事門禁系統(tǒng)有門吉利、捷順、北京青云等公司。對(duì)安全感的追 求導(dǎo)致現(xiàn)代化樓宇對(duì)保安系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。智能化門禁管理不僅方便了內(nèi)部管理 ,而且增強(qiáng) 了內(nèi)部的保安 ,從而為用戶提供一個(gè)高效和具有經(jīng)濟(jì)效益的工作環(huán)境。應(yīng)答器應(yīng)置于要識(shí)別的物體 上或是由個(gè)人攜帶 ,應(yīng)答器是信息的載體 。由讀寫(xiě)器發(fā)出相關(guān)的指令 ,射頻卡可以根據(jù)這些指令對(duì)卡內(nèi)的數(shù) 據(jù)實(shí)時(shí)地進(jìn)行相應(yīng)的讀寫(xiě)操作。評(píng)價(jià)一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù) ,通常有兩個(gè) 重要指標(biāo) ,即首讀率和誤碼率。 條碼成本最低但存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量很小而且存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不易被更改 ,適于使用量大 且數(shù)據(jù)不必更改的場(chǎng)合 ,例如 :商品包裝。射頻卡由感應(yīng)天線、 控制芯片、存儲(chǔ)單元組成 ,并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) PVC 卡片中 ,無(wú)外露部分。 卡簡(jiǎn)介 本設(shè) 計(jì)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(nèi)建有 5Kbit 存儲(chǔ)容量的EEPROM,并 劃分為 16 個(gè)扇區(qū) ,每個(gè)扇區(qū)劃分為 4 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(zhuǎn)換模塊。當(dāng)讀卡器檢測(cè)到其天線工 作范圍有 Mifarel 卡片存在時(shí) ,讀寫(xiě)器通過(guò)向卡片發(fā)出 RequestAll 或RequestStd 命令 后來(lái)啟動(dòng)請(qǐng)求應(yīng)答模塊 ,傳送卡片 Block0中的卡片類型 TagtyPe號(hào)共 2個(gè)字節(jié)的信 息給讀寫(xiě)器 ,完成卡片與讀寫(xiě)器的建立通信聯(lián)絡(luò)的第一步。然后再進(jìn)行后續(xù)的操作 ,如讀寫(xiě)、加減值等命令。AccessControl 模塊認(rèn)證及存取控制模塊。Arithmetieunit 控制及算術(shù)運(yùn)算單元。同時(shí) ,卡片運(yùn)行所需要的必要的程序指令被固化于 ROM 中 ,控制及算 術(shù)運(yùn)算單元通過(guò)調(diào)用這些指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行微指令控制 ,使卡片與讀寫(xiě)器 的數(shù)據(jù)通信能夠有條不紊的進(jìn)行。在非接觸通訊中 ,為了保證讀寫(xiě)器和卡 片之間數(shù)據(jù)傳遞完整、可靠 ,采取以下措施 :一是防沖突算法 ,二是通過(guò) 16位 CRC 糾錯(cuò) ,三是檢查每字節(jié)的奇偶校驗(yàn)位 ,四是檢查位數(shù) ,五是用 編碼方式來(lái)區(qū)分“ l”、 “ 0”或無(wú)信息 ,而 Mifarel 卡片采用的是防沖突算法 ,在進(jìn)行硬件復(fù)位后就進(jìn)入防沖突 機(jī)制。目前 RFID 系統(tǒng)的安全 隱私問(wèn)題主要集中在 RFID 標(biāo)簽與讀寫(xiě)器之間。專有通信協(xié)議是一套非公有的通信 協(xié)議和加解 密方案。當(dāng)標(biāo)簽接收到這個(gè)命令之后 ,其功能便被終止 ,不能再采用 發(fā)射和接收 數(shù)據(jù)。比如 ,標(biāo) 簽的數(shù)據(jù)在閱讀器發(fā)送解鎖數(shù)據(jù)的密碼之前一直處于鎖定狀態(tài)。 9 推薦安全策略只采用單一的手段是不能徹底保證 RFID 應(yīng)用的安全。此外 ,提出了符合 RFD 低功耗要求的芯片設(shè) 計(jì)【 17~20】。 Sarma, 提議采用在流通過(guò)程中消除標(biāo)簽的 ID 號(hào)在作為反跟蹤的對(duì) 策 ,同時(shí)他們也提出了對(duì)標(biāo)簽內(nèi)的信息的保護(hù)和介紹了在讀卡器和標(biāo)簽之間進(jìn)行相 互認(rèn)證的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制。只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的讀卡器 才能對(duì)卡片實(shí)行讀寫(xiě)功能。 身份驗(yàn)證 認(rèn)證是指 物體向其通信對(duì)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(xué)碩士學(xué)位論文 問(wèn)題。這是一種低廉的安全措施 ,每張標(biāo)簽的成本僅提高 美元。盡管現(xiàn)在業(yè)界一直在宣揚(yáng)低成本的標(biāo)簽 , 但是隨著 RFID 技術(shù)正逐步進(jìn)入 人們的日常生活 ,其安全問(wèn)題是遲早要解決的。這一方法可以把阻止非授權(quán)的閱讀器讀取某個(gè)標(biāo)簽的 子集。因?yàn)楫?dāng)標(biāo)簽被殺 死后 ,相應(yīng)的信息系統(tǒng)將不能再識(shí)別該標(biāo)簽數(shù)據(jù)。 4 屏蔽標(biāo)簽被屏蔽就意味著喪失了 RF 特征。 3 標(biāo)簽數(shù)據(jù)的非法篡改這些將給 RFID 系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響。并且只有通過(guò)了防沖突機(jī)制以后才能選 定卡片和通過(guò)認(rèn) 證 ,此后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一系列功能。 Mifarel 的工作原理 當(dāng) M1 卡接受到由讀卡器發(fā)送的一組固定頻率的電磁波 ,在電磁波的激勵(lì)下 ,卡 片的 LC 串聯(lián)諧振電路 ,由于其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同 ,使得卡片中的LC 諧振 電路產(chǎn)生共振 ,從而使卡片的內(nèi)置電容內(nèi)有了電荷 ,并通過(guò)在此電容另一端接有的 一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖脤㈦娙輧?nèi) 的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲(chǔ)存 ,當(dāng)所積累的電荷達(dá) 到 2V 時(shí) ,此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓 ,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收 讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。 RAM 的主要作用是配合控制及算術(shù)運(yùn)算單元將運(yùn)算的結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)于此。 B 環(huán) :由讀寫(xiě)器收到 Im 后 Mifarel 卡片發(fā)送一個(gè)令牌數(shù)據(jù) TOKENAB,其中包 含了讀寫(xiě)器發(fā)出的一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù) AR: C 環(huán) :Mifarel 卡片收到 TOⅪ NAB 后 ,對(duì) TOKENAB 的加密的部分進(jìn)行解密 , 并校驗(yàn)第一次由 A 環(huán)中 Mifarel 卡片發(fā)出去的隨機(jī)數(shù) RB 是否與 B 環(huán)中接收到的 TOKENAB 中的 RB 相一致 。 當(dāng) RFID讀卡器完成 Request和 Anticonlision操作后 ,需要再次發(fā)送 Select命令選擇 通過(guò)防沖突篩選后被選中的卡片 ,智能卡向讀卡器返回存儲(chǔ)在卡片 Block0中的代表 卡片的容量的“ Size”字節(jié)。 讀卡器根據(jù)動(dòng)態(tài)二進(jìn)制搜索法原理 ,此方法可由集成硬件很容易實(shí)現(xiàn) ,并通過(guò) 發(fā)送相應(yīng) 的指令對(duì)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(gè)智能卡進(jìn)行操作 ,與所選中的卡片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ,首先得到的是卡片的序列號(hào) serial number。 數(shù)字電路部分 Mifarel非接觸式 IC卡的數(shù)字電路部分主要有以下幾個(gè)部分組成 :應(yīng)答請(qǐng)求模塊 AnswertoRequest 、 防 沖 突 模 塊 Anticollision 、 選 擇 確 認(rèn) 模 塊SelectApplication、 認(rèn)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(nèi)建有高速的 CMOSEEPROM、 MCU 等。 射頻卡成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和 IC 卡技術(shù)結(jié)合起來(lái) ,解決了無(wú)源和免接觸的難 題 。而射頻識(shí)別技術(shù)由于其非接觸的特點(diǎn) ,能夠 在無(wú)須人工干預(yù)的情況下完成識(shí)別工作 ,非常適于自動(dòng)化的應(yīng)用環(huán)境。磁字符識(shí)別技術(shù)專用于銀行業(yè) 務(wù)中 ,閱讀設(shè)備復(fù)雜 。 計(jì)算機(jī)通過(guò)通信串口實(shí)現(xiàn)向讀寫(xiě)器發(fā)送指令 ,完成與讀寫(xiě)器之間的數(shù)據(jù)交換。讀寫(xiě)器的控制單元不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì) 射頻卡的控制 , 還具有很其他的強(qiáng)大的處理功能 :認(rèn)證、數(shù)據(jù)加解密、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、出錯(cuò)報(bào)警以及與 計(jì)算機(jī)通信。 門禁系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展 ,門禁系統(tǒng)的控制設(shè)備逐漸被計(jì)算機(jī)取代 ,逐漸 向智能化發(fā)展。 智能門禁系統(tǒng)是對(duì)樓宇重要通道進(jìn)行管理。中國(guó)正處在起步跟進(jìn)的階段。但是 ,由 于各大公司之間的競(jìng)爭(zhēng)激烈 ,為了在門禁市場(chǎng)中能分得一杯羹 ,現(xiàn)在 ,門禁產(chǎn)品價(jià) 格也在不斷的大幅下降 ,使得現(xiàn)今一套系統(tǒng)的報(bào)價(jià)在 1000 美元左右 ,已經(jīng)進(jìn)入了廣 泛運(yùn)用的時(shí)代。 4 大流量人流的快速通過(guò) ,快速計(jì)數(shù)、快速考勤、快速驗(yàn)證。射頻識(shí)別 技術(shù)具有非接觸、自動(dòng)完成識(shí)別過(guò)程、不易損壞、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體、數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 量大等優(yōu)點(diǎn) ,極大地加速了有關(guān)信息的收集和處理 ,在近年來(lái)獲得了極為迅速 的發(fā) 展 f 刪。第 5 章 :門禁系統(tǒng)上位機(jī)程序設(shè) 計(jì)。 論文的結(jié)構(gòu)安排如下 :第 1 章 :緒論。guardcontrolsubsystem。并且采用 和 SQL2021 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的上位 機(jī)程序。 本文在對(duì) RFID 技術(shù)和射頻卡的基本工作原理進(jìn)行分析的基 礎(chǔ)之上 ,提出了門禁 系統(tǒng)的關(guān)鍵器件 ??射頻讀卡器的設(shè)計(jì)方法 ,并對(duì)局域網(wǎng)門禁系統(tǒng)的組網(wǎng)方法進(jìn)行 了分析設(shè)計(jì)。本 人授權(quán)河北科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān) 數(shù)扼庫(kù)進(jìn)行檢 索 ,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 ,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā) 表或撰寫(xiě)過(guò)的作品或成果。與此同時(shí) ,RFID 技術(shù)在門禁管理系 統(tǒng)方面的研究與開(kāi)發(fā)也趨向成