Sistema di gestione del controllo degli accessi basato su RFID e servizi Web

Il sistema di controllo degli accessi, noto anche come sistema di controllo degli ingressi e delle uscite, è un sistema che gestisce e controlla gli ingressi e le uscite di aree o passaggi importanti. Con lo sviluppo della società, non si limita più alla semplice gestione delle serrature o delle chiavi delle porte, ma a un nuovo moderno sistema di gestione della sicurezza che integra la tecnologia di identificazione automatica e la moderna tecnologia di gestione, ed è diventato una parte estremamente importante del sistema di sicurezza. È ampiamente utilizzato in edifici intelligenti, uffici, hotel e altri luoghi. Attualmente, i principali metodi di controllo dei sistemi di controllo degli accessi includono: riconoscimento delle impronte digitali, riconoscimento facciale, riconoscimento dell'iride e carte a radiofrequenza. I primi tre metodi sono tutte tecnologie biometriche, che utilizzano le caratteristiche di alcune parti del corpo umano come vettori e mezzi di identificazione. La loro unicità e non replicabilità determinano che sono i metodi di verifica dell'identità più sicuri, ma sono costosi e difficili da diffondere. Quando si tratta di privacy personale, è adatto solo per luoghi di fascia alta e assolutamente riservati.

La scheda RF è un prodotto che combina la tecnologia wireless a radiofrequenza e la tecnologia smart card. Ha le caratteristiche di un uso semplice e di una manutenzione conveniente.

Per migliorare le moderne capacità di gestione e monitoraggio remoto del sistema di controllo accessi, è stato introdotto un sistema di controllo accessi basato sulla tecnologia Web. Il sistema utilizza la tecnologia wireless a radiofrequenza. Quando una scheda IC senza contatto appare all'interno della gamma di radiofrequenza del lettore/scrittore, legge la scheda e trasmette le informazioni al server tramite comunicazione seriale per l'elaborazione dei dati correlati e crea una piattaforma di gestione basata sulla modalità C/S. , l'amministratore può interrogare e controllare il controller di accesso tramite la pagina Web, realizzando così in modo efficace il monitoraggio in tempo reale delle informazioni ovunque su Internet.

1 Architettura del sistema

Il sistema utilizza schede IC senza contatto e utilizza la tecnologia di identificazione a radiofrequenza RFID (Radio Frequency Identification Technology) per rilevare la scheda IC. Quando la scheda IC è vicina al lettore/scrittore, il lettore/scrittore può identificarla con precisione e inviare il suo numero di serie al controller principale. e PC, connettersi al database in background tramite l'applicazione per ottenere le informazioni utente corrispondenti al numero della scheda.

Se la scheda è stata registrata, verrà verificata e il controller verrà avvisato di aprire la porta, e il numero della scheda e l'orario di apertura verranno registrati. In caso contrario, l'accesso verrà vietato e il titolare della scheda verrà informato di andarsene.

Il sistema è composto da cinque parti: tag elettronici, lettori e scrittori, comunicazione seriale, server e terminali utente. Come mostrato nella Figura 1. Il lettore/scrittore è il cuore del sistema. Comunica con la scheda IC (tag elettronico) tramite segnali a radiofrequenza per completare il lavoro di lettura della scheda, archiviazione e invio dei dati. Può funzionare in modo indipendente o in rete. In questo articolo, la comunicazione tramite porta seriale RS232 viene utilizzata per connettersi al server. .

La struttura C/S viene adottata tra il server e il client. La connessione tra il software applicativo e il database SQLSERVER2000 viene realizzata tramite l'oggetto ADO e i due sono interconnessi tramite la LAN. Con l'autorizzazione concessa dall'amministratore di sistema, gli utenti possono interrogare, contare e stampare tutti i record rilevanti del sistema di gestione.

2 Progettazione hardware

2.1 Progettazione hardware complessiva

Il lettore RF è il cuore del sistema, costituito da un circuito di controllo principale, un circuito di lettura-scrittura RF, un circuito di accoppiamento dell'antenna, un'antenna e altri circuiti. È responsabile dell'elaborazione dei segnali RF e della trasmissione dei dati e completa il compito di leggere il numero di serie della scheda IC, come mostrato nella figura 2.

Il tag elettronico, ovvero la scheda a radiofrequenza, è costituito da una scheda IC e da un'antenna a induzione ed è confezionato in una scheda PVC standard. Il chip e la sua antenna non hanno parti esposte. La scheda non richiede alimentazione. Quando è vicina al lettore entro un certo intervallo, i dati vengono letti e scritti tramite la trasmissione dell'antenna. Questo articolo utilizza la scheda Philips' Mifare1, che si basa sullo standard internazionale ISO14443TYPEA. Ogni scheda ha un numero di serie univoco a livello globale e una funzione anticollisione.

La funzione dell'antenna è quella di generare flusso magnetico, fornire energia alla scheda e trasmettere informazioni tra il lettore e la scheda. La portata effettiva del campo elettromagnetico dell'antenna è l'effettivove area di lavoro del sistema.

Il chip di lettura e scrittura seleziona lo speciale chip MFR500 prodotto da Philips per la lettura e la scrittura delle schede Mifare1 e la frequenza di lavoro è 13,56 MHz.

Il controller principale è composto dal microcontrollore AT89S52 e dai suoi circuiti periferici. È responsabile del controllo del modulo di lettura-scrittura, della comunicazione seriale con il PC e delle operazioni di controllo dei dispositivi esterni. Tra questi, il funzionamento del modulo di lettura-scrittura da parte del microcontrollore è quello di realizzare il funzionamento della scheda Mifare1 controllando l'MFRC500.

È un ponte per la trasmissione dati tra il microcontrollore e la scheda IC.

2.2 Progettazione del circuito RF

Il nucleo del circuito a radiofrequenza è il chip di lettura-scrittura MFRC500, che è il ponte per la trasmissione dati tra il microcontrollore e la scheda IC.

Il microcontrollore adotta la modalità di controllo interrupt per il chip di lettura-scrittura e la porta di controllo interrupt INT0 è collegata al pin IRQ di MFRC500. Ci sono 64 registri all'interno di MFRC500. Il microcontrollore lo configura e lo gestisce scrivendo comandi di controllo nei registri. Il pin di rilevamento spegnimento RSTPD è collegato al pin P2.0 del microcontrollore, il pin NCS è collegato al pin P2.7 e NWR e NRD sono collegati rispettivamente. Collegare ai pin WR e RD della porta di lettura-scrittura del microcontrollore. Le porte dati D0~D7 sono collegate alla porta P0 del microcontrollore. L'oscillatore al quarzo genera una frequenza operativa di 13,56 MHz. Il filtro passa-basso composto da L1, L2, C5 e C6 viene utilizzato per sopprimere contemporaneamente il circuito dell'oscillatore al quarzo. Le armoniche superiori prodotte. Il circuito di ricezione è composto da R1, R2, C3 e C4. Utilizza il potenziale VNID generato internamente nell'MFRC500 come potenziale di ingresso del pin RX. Per ridurre le interferenze, il pin VIND è collegato a un condensatore C3 a terra e deve essere collegato un ramo tra RX e VNID. regolatore di tensione (R1), è meglio collegare un condensatore (C4) in serie tra la bobina dell'antenna e l'invertitore di tensione. Per prestazioni migliori, questi componenti devono essere posizionati vicino ai pin RX, TX1 e TX2 dell'antenna del chip MFRC500 durante il routing della scheda di circuito.

2.3 Progettazione del circuito dell'antenna

Per ottenere segnali di radiofrequenza stabili e affidabili, le prestazioni dell'antenna sono fondamentali, il che influisce direttamente sulla portata e sulla sensibilità del lettore. Le prestazioni dell'antenna sono correlate al suo fattore di qualità Q, che è correlato alla geometria, alle dimensioni, al numero di spire e ad altri fattori dell'antenna.

Il sistema è progettato per una scheda IC accoppiata. L'antenna PCB viene utilizzata per la produzione dell'antenna, ovvero la scheda di circuito dell'antenna viene realizzata direttamente sulla scheda PCB. Questo metodo ha una migliore stabilità.

Quando l'antenna è collegata al chip di lettura-scrittura, è necessario un circuito di adattamento aggiuntivo. Come mostrato nella Figura 4. Il sistema ha effettuato una stima approssimativa dell'antenna e ha modificato il valore di capacità del circuito di adattamento per ottenere la migliore distanza di lettura e scrittura.

3 Progettazione del software

Il software di sistema include due parti: il computer inferiore e il sistema di gestione del computer superiore. Tra queste, il computer inferiore utilizza il microcontrollore AT89S52 come nucleo per realizzare la lettura del lettore, il controllo degli accessi e la comunicazione seriale. Il linguaggio di programmazione utilizzato è il linguaggio C e il compilatore è KeilC51. Il software di gestione del computer host viene eseguito sul server, utilizzando Visual C++6.0 e SQLSever2000 per la gestione del sistema e lo sviluppo del database, inclusa la comunicazione seriale, la gestione del monitoraggio e il rilascio delle informazioni. Il software di monitoraggio e gestione viene utilizzato per implementare la registrazione degli utenti, la query dei record, l'eliminazione e altre attività, mentre il rilascio delle informazioni viene utilizzato per consentire agli amministratori di visualizzare i record del registro di controllo degli accessi tramite pagine Web.

3.1 Progettazione del software per computer inferiore

Il software viene eseguito sul microcontrollore e completa la lettura dei numeri delle carte, il controllo delle serrature delle porte e dei circuiti ausiliari e la comunicazione seriale. Il diagramma di flusso è mostrato nella Figura 5. Il nucleo del software è realizzare la comunicazione tra MFRC500 e la carta Mifare1. La comunicazione deve seguire il protocollo di trasmissione standard ISO14443TYPEA. Il processo di lettura della carta deve essere eseguito in stretta conformità con la sequenza fissa, ovvero risposta di ripristino, selezione della carta anticollisione, autenticazione e lettura e scrittura delle carte. Poiché la carta è leggibile, è necessario solo leggere il numero di serie della carta e non è necessario scrivere sulsettori corrispondenti, quindi il passaggio di autenticazione può essere ignorato. Il codice principale è il seguente:

3.2 Progettazione software per PC

Nell'ambiente di programmazione VC++6.0, la classe CSerialPort viene utilizzata per implementare la comunicazione seriale, ricevere il numero di serie della scheda IC inviata e quindi accedere al database tramite la tecnologia ADO per ottenere le informazioni utente corrispondenti alla scheda per l'elaborazione della verifica.

Il sistema si basa su SQLSERVER2000 per lo sviluppo del database. Gli amministratori devono immettere il proprio account e la password per accedere al sistema per impedire agli amministratori non di sistema di accedere illegalmente al sistema. Successivamente, l'amministratore può completare la registrazione, la query, la modifica e l'eliminazione delle informazioni sul numero di scheda e registrare le informazioni sulla visita (utente e orario di passaggio) nel database per statistiche sui dati e query. I moduli funzionali del software di monitoraggio e gestione sono mostrati nella Figura 6.

Il modulo di pubblicazione delle informazioni è implementato in base ad ASP.net. Il processo di implementazione consiste principalmente nel leggere la tabella delle informazioni di monitoraggio e gestione del database SQLServer tramite ado.net, creare un sito Web di pubblicazione delle informazioni e distribuirlo sul server IIS. In questo modo, gli utenti possono accedere alle pagine Web da qualsiasi posizione. Visualizzare le informazioni di sistema e i record di controllo degli accessi.

4. Esecuzione del programma

Prendendo come esempio la gestione del controllo degli accessi in laboratorio della School of Electronic Engineering della Guilin University of Electronic Science and Technology, è stata realizzata la progettazione software e hardware del sistema. Dopo che l'amministratore ha inserito il numero di conto e la password, accede all'interfaccia principale del software di monitoraggio e gestione come mostrato nella Figura 7.

Dopo il test, la distanza di lavoro effettiva della tessera IC è di 6 cm. Quando la tessera IC risponde, il sistema visualizza automaticamente il numero della tessera, le informazioni dell'utente della tessera e l'ora di ingresso e li memorizza automaticamente nel database in background. Poiché la tessera Mifare1 ha un numero di serie univoco a livello globale, le informazioni sui membri possono essere raggruppate con il numero di serie della tessera IC e memorizzate nel database quando i membri si registrano. In questo modo, quando si controllano le informazioni, è possibile cercare con precisione in base all'ora o direttamente in base al nome.

  5 Conclusione

Il sistema di gestione del controllo degli accessi proposto basato su RFID e servizi Web fornisce meccanismi di controllo intelligenti e di gestione remota per l'accesso ai reparti importanti. Utilizza la tecnologia wireless a radiofrequenza RFID per ottenere un accesso senza chiave, che non è facile da perdere e può essere riutilizzato; utilizza database SQL e servizi Web per ottenere il monitoraggio remoto del controllo degli accessi, che è facile da usare, flessibile e sicuro. Ha ampie applicazioni in case intelligenti, accesso agli uffici, logistica e altre occasioni. Prospettive di applicazione.