Σύστημα διαχείρισης ελέγχου πρόσβασης που βασίζεται σε υπηρεσίες RFID και Web

Το σύστημα ελέγχου πρόσβασης, γνωστό και ως σύστημα ελέγχου εισόδου και εξόδου, είναι ένα σύστημα που διαχειρίζεται και ελέγχει τις εισόδους και τις εξόδους σημαντικών περιοχών ή περασμάτων. Με την ανάπτυξη της κοινωνίας, δεν περιορίζεται πλέον στην απλή διαχείριση κλειδαριών ή κλειδιών θυρών, αλλά σε ένα νέο σύγχρονο σύστημα διαχείρισης ασφάλειας που ενσωματώνει τεχνολογία αυτόματης αναγνώρισης και σύγχρονη τεχνολογία διαχείρισης και έχει γίνει εξαιρετικά σημαντικό μέρος του συστήματος ασφαλείας. Χρησιμοποιείται ευρέως σε έξυπνα κτίρια, γραφεία, ξενοδοχεία και άλλα μέρη. Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι ελέγχου των συστημάτων ελέγχου πρόσβασης περιλαμβάνουν: αναγνώριση δακτυλικών αποτυπωμάτων, αναγνώριση προσώπου, αναγνώριση ίριδας και κάρτες ραδιοσυχνοτήτων. Οι τρεις πρώτες μέθοδοι είναι όλες βιομετρικές τεχνολογίες, οι οποίες χρησιμοποιούν τα χαρακτηριστικά ορισμένων τμημάτων του ανθρώπινου σώματος ως φορείς και μέσα αναγνώρισης. Η μοναδικότητά τους και η μη αναπαραγωγή τους καθορίζουν ότι είναι οι ασφαλέστερες μέθοδοι επαλήθευσης ταυτότητας, αλλά είναι ακριβές και δύσκολο να διαδοθούν. Όσον αφορά το προσωπικό απόρρητο, είναι κατάλληλο μόνο για μέρη υψηλής ποιότητας και απολύτως εμπιστευτικά.

Η κάρτα RF είναι ένα προϊόν που συνδυάζει τεχνολογία ασύρματης ραδιοσυχνότητας και τεχνολογία έξυπνων καρτών. Έχει τα χαρακτηριστικά της απλής χρήσης και της άνετης συντήρησης.

Προκειμένου να βελτιωθούν οι σύγχρονες δυνατότητες διαχείρισης και απομακρυσμένης παρακολούθησης του συστήματος ελέγχου πρόσβασης, εισάγεται ένα σύστημα ελέγχου πρόσβασης που βασίζεται στην τεχνολογία Web. Το σύστημα χρησιμοποιεί τεχνολογία ασύρματης ραδιοσυχνότητας. Όταν μια κάρτα IC χωρίς επαφή εμφανίζεται εντός του εύρους ραδιοσυχνοτήτων της συσκευής ανάγνωσης/εγγραφής, διαβάζει την κάρτα και μεταδίδει τις πληροφορίες στον διακομιστή μέσω σειριακής επικοινωνίας για σχετική επεξεργασία δεδομένων και δημιουργεί μια πλατφόρμα διαχείρισης με βάση τη λειτουργία C/S. , ο διαχειριστής μπορεί να ρωτήσει και να ελέγξει τον ελεγκτή πρόσβασης μέσω της ιστοσελίδας, πραγματοποιώντας έτσι αποτελεσματικά την παρακολούθηση πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο οπουδήποτε στο Διαδίκτυο.

1 Αρχιτεκτονική συστήματος

Το σύστημα χρησιμοποιεί κάρτες IC χωρίς επαφή και χρησιμοποιεί τεχνολογία αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων RFID (Τεχνολογία αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων) για την ανίχνευση της κάρτας IC. Όταν η κάρτα IC είναι κοντά στη συσκευή ανάγνωσης/εγγραφής, η συσκευή ανάγνωσης/εγγραφής μπορεί να την αναγνωρίσει με ακρίβεια και να στείλει τον σειριακό αριθμό της στον κύριο ελεγκτή. και υπολογιστή, συνδεθείτε στη βάση δεδομένων παρασκηνίου μέσω της εφαρμογής για να λάβετε τις πληροφορίες χρήστη που αντιστοιχούν στον αριθμό της κάρτας.

Εάν η κάρτα έχει καταχωρηθεί, θα επαληθευτεί και ο ελεγκτής θα ειδοποιηθεί να ανοίξει την πόρτα και θα καταγραφεί ο αριθμός της κάρτας και ο χρόνος ανοίγματος. Διαφορετικά, η πρόσβαση θα απαγορεύεται και ο κάτοχος της κάρτας θα ενημερωθεί να αποχωρήσει.

Το σύστημα αποτελείται από πέντε μέρη: ηλεκτρονικές ετικέτες, αναγνώστες και εγγραφές, σειριακή επικοινωνία, διακομιστές και τερματικά χρήστη. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Ο αναγνώστης/συγγραφέας είναι ο πυρήνας του συστήματος. Επικοινωνεί με την κάρτα IC (ηλεκτρονική ετικέτα) μέσω σημάτων ραδιοσυχνοτήτων για να ολοκληρώσει το έργο της ανάγνωσης της κάρτας, της αποθήκευσης και της αποστολής δεδομένων. Μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα ή σε δίκτυο. Σε αυτό το άρθρο, η επικοινωνία σειριακής θύρας RS232 χρησιμοποιείται για τη σύνδεση στο διακομιστή. .

Η δομή C/S υιοθετείται μεταξύ του διακομιστή και του πελάτη. Η σύνδεση μεταξύ του λογισμικού εφαρμογής και της βάσης δεδομένων SQLSERVER2000 πραγματοποιείται μέσω του αντικειμένου ADO και τα δύο διασυνδέονται μέσω του LAN. Με την άδεια που χορηγείται από τον διαχειριστή του συστήματος, οι χρήστες μπορούν να ρωτήσουν, να μετρήσουν και να εκτυπώσουν όλες τις σχετικές εγγραφές του συστήματος διαχείρισης.

2 Σχεδίαση υλικού

2.1 Συνολικός σχεδιασμός υλικού

Ο αναγνώστης ραδιοσυχνοτήτων είναι ο πυρήνας του συστήματος, που αποτελείται από ένα κύριο κύκλωμα ελέγχου, ένα κύκλωμα ανάγνωσης-εγγραφής ραδιοσυχνοτήτων, ένα κύκλωμα ζεύξης κεραίας, μια κεραία και άλλα κυκλώματα. Είναι υπεύθυνο για την επεξεργασία σημάτων ραδιοσυχνοτήτων και μετάδοση δεδομένων και ολοκληρώνει την εργασία ανάγνωσης του σειριακού αριθμού της κάρτας IC. όπως φαίνεται στην εικόνα 2.

Η ηλεκτρονική ετικέτα, δηλαδή η κάρτα ραδιοσυχνοτήτων, αποτελείται από μια κάρτα IC και μια επαγωγική κεραία και είναι συσκευασμένη σε μια τυπική κάρτα PVC. Το τσιπ και η κεραία του δεν έχουν εκτεθειμένα μέρη. Η κάρτα δεν απαιτεί ρεύμα. Όταν βρίσκεται κοντά στον αναγνώστη μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος, τα δεδομένα διαβάζονται και γράφονται μέσω της μετάδοσης της κεραίας. Αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί τη Philips' Κάρτα Mifare1, η οποία βασίζεται στο διεθνές πρότυπο ISO14443TYPEA. Κάθε κάρτα έχει έναν παγκοσμίως μοναδικό σειριακό αριθμό και διαθέτει λειτουργία κατά της σύγκρουσης.

Η λειτουργία της κεραίας είναι να παράγει μαγνητική ροή, να παρέχει ισχύ για την κάρτα και να μεταδίδει πληροφορίες μεταξύ του αναγνώστη και της κάρτας. Το ενεργό εύρος ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της κεραίας είναι το effectiπεριοχή εργασίας του συστήματος.

Το τσιπ ανάγνωσης και γραφής επιλέγει το ειδικό τσιπ MFR500 που παράγεται από τη Philips για ανάγνωση και εγγραφή καρτών Mifare1 και η συχνότητα εργασίας είναι 13,56 MHz.

Ο κύριος ελεγκτής αποτελείται από τον μικροελεγκτή AT89S52 και τα περιφερειακά του κυκλώματα. Είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο της μονάδας ανάγνωσης-εγγραφής, τη σειριακή επικοινωνία με τον υπολογιστή και τις λειτουργίες ελέγχου εξωτερικών συσκευών. Μεταξύ αυτών, η λειτουργία της μονάδας ανάγνωσης-εγγραφής από τον μικροελεγκτή είναι να πραγματοποιήσει τη λειτουργία της κάρτας Mifare1 ελέγχοντας το MFRC500.

Είναι μια γέφυρα για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ μικροελεγκτή και κάρτας IC.

2.2 Σχεδιασμός κυκλώματος RF

Ο πυρήνας του κυκλώματος ραδιοσυχνοτήτων είναι το τσιπ ανάγνωσης-εγγραφής MFRC500, το οποίο είναι η γέφυρα για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ του μικροελεγκτή και της κάρτας IC.

Ο μικροελεγκτής υιοθετεί τη λειτουργία ελέγχου διακοπής για το τσιπ ανάγνωσης-εγγραφής και η θύρα ελέγχου διακοπής INT0 συνδέεται με τον ακροδέκτη IRQ του MFRC500. Υπάρχουν 64 καταχωρητές μέσα στο MFRC500. Ο μικροελεγκτής διαμορφώνει και τον χειρίζεται γράφοντας εντολές ελέγχου στους καταχωρητές. Ο ακροδέκτης ανίχνευσης απενεργοποίησης RSTPD συνδέεται με τον ακροδέκτη P2.0 του μικροελεγκτή, ο ακροδέκτης NCS συνδέεται στον ακροδέκτη P2.7 και οι NWR και NRD συνδέονται αντίστοιχα. Συνδέστε στις ακίδες WR και RD της θύρας ανάγνωσης-εγγραφής του μικροελεγκτή. Οι θύρες δεδομένων D0~D7 συνδέονται στη θύρα P0 του μικροελεγκτή. Ο ταλαντωτής κρυστάλλων χαλαζία παράγει συχνότητα λειτουργίας 13,56 MHz. Το χαμηλοπερατό φίλτρο που αποτελείται από L1, L2, C5 και C6 χρησιμοποιείται για την καταστολή του κυκλώματος του ταλαντωτή κρυστάλλου ταυτόχρονα. Οι υψηλότερες αρμονικές που παράγονται. Το κύκλωμα λήψης αποτελείται από R1, R2, C3 και C4. Χρησιμοποιεί το δυναμικό VNID που δημιουργείται εσωτερικά στο MFRC500 ως δυναμικό εισόδου του ακροδέκτη RX. Για να μειωθούν οι παρεμβολές, η ακίδα VIND συνδέεται με έναν πυκνωτή C3 στη γείωση και πρέπει να συνδεθεί ένας κλάδος μεταξύ RX και VNID. ρυθμιστή τάσης (R1), είναι καλύτερο να συνδέσετε έναν πυκνωτή (C4) σε σειρά μεταξύ του πηνίου της κεραίας και του μετατροπέα τάσης. Για καλύτερη απόδοση, αυτά τα εξαρτήματα θα πρέπει να τοποθετούνται κοντά στους ακροδέκτες κεραίας του τσιπ MFRC500 RX, TX1 και TX2 κατά τη δρομολόγηση της πλακέτας κυκλώματος.

2.3 Σχεδιασμός κυκλώματος κεραίας

Προκειμένου να ληφθούν σταθερά και αξιόπιστα σήματα ραδιοσυχνοτήτων, η απόδοση της κεραίας είναι καθοριστική, η οποία επηρεάζει άμεσα την εμβέλεια και την ευαισθησία του αναγνώστη. Η απόδοση της κεραίας σχετίζεται με τον συντελεστή ποιότητάς της Q, ο οποίος σχετίζεται με τη γεωμετρία, το μέγεθος, τον αριθμό στροφών και άλλους παράγοντες της κεραίας.

Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για κάρτα IC κλειστής σύζευξης. Η κεραία PCB χρησιμοποιείται για την παραγωγή κεραίας, δηλαδή, η πλακέτα κυκλώματος κεραίας κατασκευάζεται απευθείας στην πλακέτα PCB. Αυτή η μέθοδος έχει καλύτερη σταθερότητα.

Όταν η κεραία είναι συνδεδεμένη στο τσιπ ανάγνωσης-εγγραφής, απαιτείται ένα πρόσθετο κύκλωμα αντιστοίχισης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Το σύστημα έκανε μια πρόχειρη εκτίμηση της κεραίας και άλλαξε την τιμή χωρητικότητας του αντίστοιχου κυκλώματος για να επιτύχει την καλύτερη απόσταση ανάγνωσης και εγγραφής.

3 Σχεδιασμός λογισμικού

Το λογισμικό συστήματος περιλαμβάνει δύο μέρη: τον κάτω υπολογιστή και το ανώτερο σύστημα διαχείρισης υπολογιστή. Μεταξύ αυτών, ο κάτω υπολογιστής χρησιμοποιεί τον μικροελεγκτή AT89S52 ως τον πυρήνα για να πραγματοποιήσει την ανάγνωση του αναγνώστη, τον έλεγχο πρόσβασης και τη σειριακή επικοινωνία. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται είναι η γλώσσα C και ο μεταγλωττιστής είναι η KeilC51. Το λογισμικό διαχείρισης κεντρικού υπολογιστή εκτελείται στον διακομιστή, χρησιμοποιώντας Visual C++6.0 και SQLSever2000 για διαχείριση συστήματος και ανάπτυξη βάσεων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένης της σειριακής επικοινωνίας, της διαχείρισης παρακολούθησης και της απελευθέρωσης πληροφοριών. Το λογισμικό παρακολούθησης και διαχείρισης χρησιμοποιείται για την υλοποίηση της εγγραφής χρήστη, του ερωτήματος εγγραφής, της διαγραφής και άλλων εργασιών, ενώ η απελευθέρωση πληροφοριών χρησιμοποιείται για τους διαχειριστές για να προβάλλουν τις εγγραφές καταγραφής ελέγχου πρόσβασης μέσω ιστοσελίδων.

3.1 Σχεδιασμός λογισμικού χαμηλότερου υπολογιστή

Το λογισμικό τρέχει στον μικροελεγκτή και ολοκληρώνει την ανάγνωση των αριθμών των καρτών, τον έλεγχο των κλειδαριών των θυρών και των βοηθητικών κυκλωμάτων και τη σειριακή επικοινωνία. Το διάγραμμα ροής φαίνεται στο Σχήμα 5. Ο πυρήνας του λογισμικού είναι να πραγματοποιήσει την επικοινωνία μεταξύ της κάρτας MFRC500 και Mifare1. Η επικοινωνία πρέπει να ακολουθεί το πρότυπο πρωτόκολλο μετάδοσης ISO14443TYPEA. Η διαδικασία ανάγνωσης της κάρτας πρέπει να εκτελείται αυστηρά σύμφωνα με τη σταθερή ακολουθία, δηλαδή την απόκριση επαναφοράς, την επιλογή κάρτας κατά της σύγκρουσης, τον έλεγχο ταυτότητας και τις κάρτες ανάγνωσης και εγγραφής. Εφόσον η κάρτα είναι αναγνώσιμη, χρειάζεται μόνο να διαβάσετε τον σειριακό αριθμό της κάρτας και δεν χρειάζεται να γράψετε στοαντίστοιχους τομείς, επομένως το βήμα ελέγχου ταυτότητας μπορεί να αγνοηθεί. Ο κύριος κωδικός είναι ο εξής:

3.2 Σχεδιασμός λογισμικού υπολογιστή

Στο περιβάλλον προγραμματισμού VC++6.0, η κλάση CSerialPort χρησιμοποιείται για την υλοποίηση σειριακής επικοινωνίας, τη λήψη του απεσταλμένου σειριακού αριθμού κάρτας IC και, στη συνέχεια, την πρόσβαση στη βάση δεδομένων μέσω της τεχνολογίας ADO για τη λήψη των πληροφοριών χρήστη που αντιστοιχούν στην κάρτα για επεξεργασία επαλήθευσης.

Το σύστημα βασίζεται στο SQLSERVER2000 για την ανάπτυξη βάσεων δεδομένων. Οι διαχειριστές πρέπει να εισαγάγουν τον λογαριασμό και τον κωδικό πρόσβασής τους για να εισέλθουν στο σύστημα για να αποτρέψουν τους μη διαχειριστές συστήματος από την παράνομη είσοδο στο σύστημα. Στη συνέχεια, ο διαχειριστής μπορεί να ολοκληρώσει την εγγραφή, το ερώτημα, την τροποποίηση και τη διαγραφή των στοιχείων του αριθμού της κάρτας και να καταγράψει τις πληροφορίες επίσκεψης (χρήστη και χρόνος διέλευσης) στη βάση δεδομένων για στατιστικά στοιχεία και ερωτήματα. Οι λειτουργικές μονάδες του λογισμικού παρακολούθησης και διαχείρισης φαίνονται στο Σχήμα 6.

Η ενότητα δημοσίευσης πληροφοριών υλοποιείται με βάση το ASP.net. Η διαδικασία υλοποίησης είναι κυρίως η ανάγνωση του πίνακα πληροφοριών παρακολούθησης και διαχείρισης της βάσης δεδομένων SQLServer μέσω του ado.net, η δημιουργία ενός ιστότοπου δημοσίευσης πληροφοριών και η ανάπτυξή του στον διακομιστή IIS. Με αυτόν τον τρόπο, οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση σε ιστοσελίδες σε οποιαδήποτε τοποθεσία. Προβολή πληροφοριών συστήματος και εγγραφών ελέγχου πρόσβασης.

4. Εκτέλεση προγράμματος

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη διαχείριση εργαστηριακού ελέγχου πρόσβασης της Σχολής Ηλεκτρονικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Ηλεκτρονικής Επιστήμης και Τεχνολογίας Guilin, πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός λογισμικού και υλικού του συστήματος. Αφού ο διαχειριστής εισαγάγει τον αριθμό λογαριασμού και τον κωδικό πρόσβασης, εισέρχεται στην κύρια διεπαφή του λογισμικού παρακολούθησης και διαχείρισης όπως φαίνεται στην Εικόνα 7.

Μετά τη δοκιμή, η αποτελεσματική απόσταση εργασίας της κάρτας IC είναι 6 cm. Όταν η κάρτα IC αποκριθεί, το σύστημα εμφανίζει αυτόματα τον αριθμό της κάρτας, τις πληροφορίες χρήστη της κάρτας και την ώρα εισόδου και τα αποθηκεύει αυτόματα στη βάση δεδομένων παρασκηνίου. Δεδομένου ότι η κάρτα Mifare1 έχει έναν παγκοσμίως μοναδικό σειριακό αριθμό, οι πληροφορίες μέλους μπορούν να συνδυαστούν με τον σειριακό αριθμό της κάρτας IC και να αποθηκευτούν στη βάση δεδομένων κατά την εγγραφή των μελών. Με αυτόν τον τρόπο, όταν ελέγχετε πληροφορίες, μπορείτε να κάνετε αναζήτηση με ακρίβεια ανά ώρα ή απευθείας με το όνομα.

  5. Συμπέρασμα

Το προτεινόμενο σύστημα διαχείρισης ελέγχου πρόσβασης που βασίζεται σε υπηρεσίες RFID και Web παρέχει έξυπνους μηχανισμούς ελέγχου και απομακρυσμένης διαχείρισης για την πρόσβαση σημαντικών τμημάτων. Χρησιμοποιεί ασύρματη τεχνολογία ραδιοσυχνοτήτων RFID για την επίτευξη πρόσβασης χωρίς κλειδί, η οποία δεν χάνεται εύκολα και μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Χρησιμοποιεί βάση δεδομένων SQL και υπηρεσίες Web για την επίτευξη απομακρυσμένης παρακολούθησης του ελέγχου πρόσβασης, η οποία είναι εύκολη στη χρήση, ευέλικτη και ασφαλή. Έχει ευρείες εφαρμογές σε έξυπνα σπίτια, πρόσβαση γραφείων, logistics και άλλες περιπτώσεις. Προοπτικές εφαρμογής.