【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)的逐步成熟和開(kāi)放 ,門(mén)禁系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng) 打破了由個(gè)別大公司壟斷的局面 ,人們已經(jīng)可以很方便地分別從不同公司采購(gòu)到各 部分設(shè)備 ,自己進(jìn)行系統(tǒng)集成就可完成整套系統(tǒng)的安裝。 在亞洲和中國(guó) ,門(mén) 禁系統(tǒng)分別處于成長(zhǎng)期和初始階段。人們對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)的了解 還只停留在認(rèn)識(shí)教育和試用階段。 國(guó)內(nèi)從事門(mén)禁系統(tǒng)有門(mén)吉利、捷順、北京青云等公司。在技術(shù)方面 ,中國(guó)目前 也有很多廠(chǎng)家 ,仿制國(guó)外優(yōu)秀的門(mén)禁系統(tǒng) ,但生產(chǎn) IC 卡和讀卡器的關(guān)鍵技術(shù)則被歐 美國(guó)家和部分亞洲國(guó)家所壟斷 ,并且真正形成大批量生產(chǎn)的廠(chǎng)家還只有美國(guó) 。德國(guó)、 英國(guó)次之 。日本、臺(tái)灣、新加坡處于同一檔次 。中國(guó)正處在起步跟進(jìn)的階段。雖然 國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)行“金卡工程” ,并且對(duì)于非接觸式 IC 卡的技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用給予高度 重視 ,但是智能門(mén)禁系統(tǒng)的使用在國(guó)內(nèi)還處于發(fā)展時(shí)期 ,因此 對(duì)關(guān)于門(mén)禁系統(tǒng)的理 論進(jìn)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(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 ,也產(chǎn)生了不少安全隱患。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)有時(shí)引發(fā)犯 罪的發(fā)生 ,而且商業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)使得商業(yè)情報(bào)的安全成為人們關(guān)注的焦點(diǎn) ,迫切需 要對(duì)于進(jìn)出一些重要機(jī)關(guān)、科研實(shí)驗(yàn)室、檔案館、以及關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的公用事業(yè) 單位的控制中心、民航機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所的工作人員 ,給予進(jìn)出授權(quán)控制。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。樓宇保安系統(tǒng)不僅包括閉路電視 及防盜報(bào)警 ,此外還包括一些門(mén)鎖、防盜門(mén)、防盜網(wǎng)及 保安人員等 ,但這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖黾拥陌踩蟆? 智能門(mén)禁系統(tǒng)因此產(chǎn)生。隨著高科技的發(fā)展 ,智能化管理已經(jīng)走進(jìn)了人們的社 會(huì)生活 ,而門(mén)禁系統(tǒng)屬于智能化管理系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng) ,具有對(duì)門(mén)戶(hù)出入控制、 實(shí)時(shí)監(jiān)控、保安防盜報(bào)警等多種功能。 智能門(mén)禁系統(tǒng)是對(duì)樓宇重要通道進(jìn)行管理。門(mén)禁系統(tǒng)可以控制人員的出入 ,還 可以控制人員在樓內(nèi)及敏感區(qū)域的行為。在樓門(mén)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(pán)等 ,住戶(hù)要想進(jìn)入 ,必須有卡或輸入正確的密碼 , 或按專(zhuān)用手指才能獲準(zhǔn)通過(guò)。門(mén)禁系統(tǒng)可有效管理門(mén)的開(kāi)啟 與關(guān)閉 ,保證授權(quán)人員 自由出入 ,限制未授權(quán)人員進(jìn)入。智能化門(mén)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(hù)提供一個(gè)高效和具有經(jīng)濟(jì)效益的工作環(huán)境。 基于 RFID 技術(shù)的門(mén)禁管理系統(tǒng)將“感應(yīng)卡”與“鎖具”有機(jī)結(jié)合 ,進(jìn)而由“感應(yīng)卡” 替代“鑰匙” ,配合電腦實(shí)行智能化管理 ,正是由于感應(yīng)卡的上市 ,使用者再也不需 要攜帶鑰匙 ,更免除了鑰匙被復(fù)制的煩惱 ,再也不必?fù)?dān)心財(cái)物可能蒙受損失。同時(shí) , 它在功能上實(shí)現(xiàn)了通訊自動(dòng)化、辦公自動(dòng)和管理自動(dòng)化 ,以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為橋梁 ,全 面實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合管理?；?于 RFID 技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)作為一 項(xiàng)先進(jìn)的高科技技術(shù)防范和管理手段 ,在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、 工業(yè)、博物館、酒店、商場(chǎng)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、銀行、監(jiān)獄等 ,正是因?yàn)殚T(mén)禁技術(shù)應(yīng)用的 多樣性 ,功能的完善和廣泛的適應(yīng)性 ,已成為安防技術(shù)重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)的方向。 門(mén)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(mén)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。與此同時(shí) ,越來(lái)越多企業(yè)建立了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并進(jìn)入了國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)組織。 企業(yè)將管理掛接在網(wǎng)絡(luò)上 ,以求實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單化、無(wú)人化、智能化系統(tǒng)的發(fā)展。門(mén)禁系 統(tǒng)出入口安全 管制系統(tǒng)在各企業(yè)的安全防范中占有舉足輕重的地位 ,其應(yīng)用領(lǐng)域越 1 第 2 章基于 RFID 系統(tǒng)理論研究基礎(chǔ) 讀器又稱(chēng)讀寫(xiě)器、讀卡器 ,其基本組成如圖 所示。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 。閱讀器可以具有讀或讀、寫(xiě)的功能 ,這 取決于系統(tǒng)所用應(yīng)答器的性能。由于讀寫(xiě)器同射頻卡之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式通訊 ,因此 它們都有無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊及天線(xiàn)或感應(yīng)線(xiàn)圈【 10,11】。 其中 ,讀寫(xiě)器的核心部分是控制單元、高頻通訊模塊和天線(xiàn) ,主要功能是實(shí)現(xiàn) 對(duì)非接觸式 IC 卡的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)和存儲(chǔ)。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。 射頻卡中存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)為幾個(gè)比特到幾十千比特的數(shù)據(jù) ,不僅可以存儲(chǔ)永久性 數(shù)據(jù)還可以存儲(chǔ)非永久性數(shù)據(jù)。永久性數(shù)據(jù)不可更改 ,主要存儲(chǔ)作為射頻卡的唯一 身份標(biāo)識(shí)射頻卡序列號(hào) 。非永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于可重寫(xiě)的存儲(chǔ)器內(nèi) ,如在EEPROM, 主要為用戶(hù)數(shù)據(jù)。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。讀寫(xiě)器中的控制模塊完成數(shù)據(jù)接收、譯碼及執(zhí)行讀 寫(xiě)器的命令 ,讀寫(xiě)數(shù)據(jù)控制 ,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全 等功能。射頻卡分為無(wú)源卡與有源卡 , 有源卡有內(nèi)置天線(xiàn)和電池 ,而無(wú)源卡只有內(nèi)置天線(xiàn)沒(méi)有電池 ,工作能量由讀寫(xiě)器提 供。由于無(wú)源卡內(nèi)沒(méi)有電池 ,因此其尺寸較有源卡要小并且使用壽命長(zhǎng) ,應(yīng)用越來(lái) 越廣泛。 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。 RFID 應(yīng)用系統(tǒng)的基本工作原理是當(dāng)讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)范圍中出現(xiàn)非接觸式 IC卡 , 由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流 ,射頻卡中的天線(xiàn)將獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路為芯片 提供工作電壓 ,同時(shí)通過(guò)射頻前端電路從帶信息的感應(yīng)電流中檢得數(shù)字信號(hào)并送入邏 輯控制電路 ,處理射頻卡 中的信息 ?？ㄆ瑥拇鎯?chǔ)器中獲取回復(fù)的信息并經(jīng)由邏輯控 制電路送回射頻前端電路 ,然后通過(guò)天線(xiàn)回送給讀寫(xiě)器。 同其它自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較 隨著計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識(shí)別理論以及大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與成 熟 ,實(shí)際應(yīng)用中涌現(xiàn)出多種自動(dòng)識(shí)別技術(shù) ,目前主要有以下幾種 :光符識(shí)別技術(shù) OCR、磁字符識(shí)別技術(shù) MICR、磁性條識(shí)別技術(shù) MBR、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng) NIVS、條 碼識(shí)別技術(shù)、 IC 卡識(shí)別技術(shù)及射頻識(shí)別技術(shù)。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。首讀率是指當(dāng)對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行一次性識(shí)別時(shí) ,其中 一次性識(shí)別成功的概率 ,常用 FRR 表示。誤碼率是指對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別時(shí) ,其中 可能出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤字符的統(tǒng)計(jì)概率 ,常用 SER 表示【 12~HJ。 OCR技術(shù)由于 FRR不高 ,逐步被條碼技術(shù)取代 。磁字符識(shí)別技術(shù)專(zhuān)用于銀行業(yè) 務(wù)中 ,閱讀設(shè)備復(fù)雜 。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)通常被用于自動(dòng)分類(lèi)和檢查產(chǎn)品的制造業(yè)中。 河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 這些技術(shù)或正被淘汰 ,或只用于專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)?，F(xiàn)在使用較為廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是條 碼、磁性條識(shí)別技術(shù) ,IC 卡識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)等識(shí)別技術(shù) ,它們有各自的優(yōu) 缺點(diǎn)及適于應(yīng)用的場(chǎng)合。 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。一般的條碼是紙質(zhì)的 ,較易磨損 ,使用 壽命短。磁性條的成本也很低 ,但是存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量小 ,容易被復(fù)制和偽造 ,安全性 低。 IC 卡的價(jià)格稍高些 ,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量很大 ,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密 ,安全性好 ,但是由 于它的觸點(diǎn)暴露在外面 ,可能被損壞。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。射頻卡是由 PVC 密閉封裝的 ,不易損壞 ,適于在惡劣環(huán)境中使用。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的 識(shí)別 ,并且可以單次識(shí)別多張卡 ,因此操作快捷、方便。 非接觸式 IC 卡技術(shù) 非接觸式 IC 卡又叫射頻卡 ,是 90 年代初發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。射頻卡由感應(yīng)天線(xiàn)、 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。射頻 卡本身是無(wú)源體 ,當(dāng)射頻卡進(jìn)入讀卡器的讀寫(xiě)范圍 ,讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)被卡片 所接收。射頻信號(hào)由兩部分信號(hào)疊加組成 :一部分是電源信號(hào) ,當(dāng)卡接收后 ,送入 卡內(nèi)的 LC 諧振電路 ,為芯片工作提供工作電壓 。另一部分則經(jīng)解調(diào)后 ,控制芯片完 成密碼驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的讀取、修改、存儲(chǔ)等 ,并返回給讀寫(xiě)器 。 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 。射頻卡無(wú)需專(zhuān)門(mén)的供電電源 ,它與讀寫(xiě)器間無(wú)機(jī)械接觸 ,避免了接觸故障。它 的表面無(wú)裸露芯片 ,可防水 ,且不易產(chǎn)生靜電擊穿及彎曲損壞等問(wèn)題 。射頻卡使用 時(shí)沒(méi)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(diǎn) ,由射頻 卡所形成的讀寫(xiě)系統(tǒng)比接觸式 IC 卡構(gòu)成的讀寫(xiě)系統(tǒng) ,從硬件結(jié)構(gòu)上和軟件操作控制 流程都有了很大的簡(jiǎn)化和改進(jìn) ,并且可借助于智能管理軟件和網(wǎng)絡(luò)支持 ,在很多領(lǐng) 域得到應(yīng)用【 15,16]。 卡簡(jiǎn)介 本設(shè) 計(jì)中采用的是