基于RFID技术的门禁系统设计.doc

基于RFID技术的门禁系统设计摘要：RFID技术在无线电技术方面得到广泛应用与发展，其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别与数据交换的目的。本设计是基于RFID技术的门禁系统，利用其非接触式无线识别的特点，能够对车辆进行自动识别，同时自动开启和关闭道阀，将出入口的控制从被动防守变为主动监控, 从而加强对小区车辆和校园等重要场所停车场的管理，极大提高车辆出入的效率，减少管理方面的混乱局面，节约人力成本。本设计给出了系统的总体结构, 并对主要组成部分的功能及具体实现做了阐述。关键词：RFID技术 射频方式 门禁系统 无线识别1. 引言随着通讯计算机技术、元器件制造技术的发展和应用，由此产生的自动识别（Automatic Identification）技术在许多领域得到普及。出入口门禁管理是现代化安防系统的重要组成部分，出入口只允许有进出权限者通行。门禁管理系统就是基于这些自动识别技术识别进出人员或车辆的身份权限,通过与系统中信息比较,作出预设反应。常见的自动识别技术有条形码、生物特征识别(指纹、面部特征)、IC卡和射频卡。条形码技术介质存储容量小，不能改写，易污损。生物特征识别相对比较复杂，识别效率、误识率较高。IC卡识别和射频识别是目前较成熟且应用广泛的两种技术,作为数据存储器系统,它们内有CPU,可防更改,识别时间短。IC卡识别系统需要接触识别，存在触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力的缺点。射频识别系统通过非接触式工作模式，基本原理是利用射频信号和空间耦合实现物体的自动识别,克服了与触点接通易受干扰的缺点。射频识别系统支持密码认证和效验，识别工作无须人工干预，它既支持只读工作模式又支持读写工作模式；射频卡可工作在恶劣环境下,识别速度快数据容量大，可以达到数10K，标签数据可以修改，写入时间短，射频卡可以设置密码保护具有更好的安全性。现阶段大多数门禁系统都是基于射频识别(RFID：Radio Frequency Identification)技术，同时RFID技术还在飞速的发展，应用越来越广泛。2. RFID技术射频识别(RFID,即Radio Frequency Identification)技术是自动识别技术在无线电技术方面的具体应用与发展,其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信,以达到识别与数据交换的目的1。具有高精度、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等优点，能够实现无线自动识别，主动监控的功能。RFID技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术，在实际应用中取得了显著的成效，已经成功应用到生产制造、物流管理、公共安全等各个领域。随着RFID技术的日益成熟和普及，各国政府都意识到RFID技术的研究价值和蕴涵的巨大商机，制定相关政策加大财力、物力投资，积极推动本国RFID技术发展。RFID技术的运用是非接触式IC卡目前的潮流，更快的响应速度和更高的频率是未来的趋势。3. 系统硬件构成RFID门禁系统由电子标签、射频接口、信号处理、管理系统、控制系统、车感线圈等六部分组成，系统组成框图如图3.1所示。图3.1 系统框图3.1 电子标签电子标签为无源标签，具有传递信息的作用，通常也称为应答器。其内部储存有车主及车辆的基本信息，安装在车辆上，当车辆在设定范围内接近阅读器时，阅读器受控发出微波查询信号，车辆表面的电子标签接收到查询信号,将内部存储的信息传递到阅读器中，从而控制道阀的自动开启和关闭。 3.2 阅读器阅读器由信号处理和射频接口两部分组成。信号处理主要用于对指令信号和电子标签数据信号的处理。一方面，管理系统发出的指令信号，经信号处理模块进行编码后发送到射频接口，再将其发送出去；另一方面，电子标签数据信号也需经过信号处理模块解码后传送到管理系统。射频接口主要为用于信号的接受和发送装置。能够接受来自电子标签的微波反射信号，并将微波反射信号变换为数字信号送到信号处理模块进行解码处理；同时，它还能接收来自信号处理与控制系统指令信号,将指令信号变换为微波信号发送出去。3.3 管理系统管理系统主要用于处理电子标签数据、用户信息和控制信息。管理系统可根据用户指令对系统进行控制、管理，将接收到的指令信号发送到控制系统和信号处理模块，此外，安防中心也可通过网络与管理系统进行通信，大大提高了系统的安全性能。3.4 控制系统控制系统主要用于对用户指令信号的控制实行。它依据来自管理系统发出的指令信号，控制道阀的自动开启和关闭，当电子标签反馈回来的用户信息经管理系统分析为合法通行者时，道阀将自动开启允许车辆通过，反之，道阀关闭禁止违法车辆通行。3.5 车感线圈车感线圈选用PBD232地感环形线圈式检测器。该检测器的原理为电磁感应，利用埋在路面下且通有一定电流的环形线圈作为传感器。当车辆通过或停在环形地埋线圈上时,车辆自身铁质切割磁通线,从而引起线圈回路电感量的变化,检测器便可通过检测该电感变化量检测出车辆的存在。具有响应时间快，检测准确度高等优点，能够快速、准确的检测到车辆的到来，并通过数字I/O卡输出信号给计算机, 启动阅读器工作。4. 软件设计系统软件主要包括信号处理和系统管理两个部分，信号处理模块采用C语言编程，系统管理部分软件采用C+编程，其中建立了一个中间数据库，编程简单，开发时间短，能够实现双卡识别功能，控制道阀自动开启和关闭，同时具有报警功能。其软件流程图如图4.1所示。 图4.1 软件流程图 5. 系统功能（1）非接触式自动识别：由于信号穿透能力较强，当车辆在一定区域范围内，RFID门禁系统可进行自动识别，若检测到用户的信息与控制指令相符合时，道阀将自动开启，反之，道阀关闭，驾驶员能够快速通行，无需停车或开窗示意开门，大大提高了车辆通行效率，减少了交通安全事故发生。（2）系统自动记录车辆通行时间及用户信息：当车辆通行时，系统将自动记录该用户通行的具体时间及其基本信息，且无法进行更改或删除，便于工作人员随时进行查询、统计，防止伪造、作弊等现象的发生。（3）车辆出入双卡确认:车辆进入管理区，车载一张射频卡，驾驶员自带一张相匹配的射频卡，当两卡同时被识别的时候，信号控制道阀自动打开，使车辆安全得到了双重保险。（4）临时车辆自动计费：对于停车场，可以向车辆发放临时识别卡，可以实现自动计费，同时也确保了停车的安全。对于，特殊车辆可以发放免费停车卡。6. 结束语射频识别技术应用于门禁系统, 可以实现持有效电子标签的车不停, 实现快速通行节约成本, 提高路口的通行效率; 更重要的是可以对小区或停车场的车辆出入进行实时的监控, 准确验证出入车辆和车主身份, 维护区域治安, 使小区或停车场的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。此系统还可以与对讲、视频结合起来, 应用于现代化小区，实现跟强大的安防功能。于此同时针对目前门禁系统中使用产品之间没有统一的信息互联标准和接口标准, 各个厂商都执行各自的产品标准的现状, 在应用程序与门禁产品提供的接口之间建立中间层接口, 即开发中间层动态链接库, 这样当选择不同产品时, 应用程序改动可以达到最小开发过程。参考文献1李刚,曾锐利,林凌.基于射频识别技术的智能交通系统J.信息与控制,2006, 35(5):555-5592游战清,李苏剑.无线射频识别技术(RFID)理论与应用M.北京:电子工业出版社,2005.3贾林.射频识别技术(RFID)及其在物流交通领域的应用J.交通世界, 2005(10):50-53.4查振元,朱华炳.电子门禁系统组成J.机电产品开发与创新,2003.5尼涛,杨宏,艾春安.基于RFID技术的车辆管理门禁系统设计J.工业控制计算机,2005. 6董蕴华,郑先锋.基于RFID技术的无线门禁系统的设计J.通信技术2009.