Sistema de gestão de controlo de acessos baseado em RFID e serviços Web

O sistema de Controle de acesso, também conhecido como sistema de controle de entrada e saída, é um sistema que gerencia e controla as entradas e saídas de áreas ou passagens importantes. Com o desenvolvimento da sociedade, ele não se limita mais ao simples gerenciamento de fechaduras ou chaves de portas, mas a um novo sistema moderno de gerenciamento de segurança que integra tecnologia de identificação automática e tecnologia de gerenciamento moderna, e se tornou uma parte extremamente importante do sistema de segurança. É amplamente utilizado em edifícios inteligentes, escritórios, hotéis e outros lugares. Atualmente, os principais métodos de controle de sistemas de controle de acesso incluem: reconhecimento de impressão digital, reconhecimento facial, reconhecimento de íris e cartões de radiofrequência. Os três primeiros métodos são todas tecnologias biométricas, que usam as características de certas partes do corpo humano como portadores e meios de identificação. Sua exclusividade e não replicabilidade determinam que eles são os métodos de verificação de identidade mais seguros, mas são caros e difíceis de popularizar. Quando se trata de privacidade pessoal, ele é adequado apenas para lugares de alto padrão e absolutamente confidenciais.

O cartão RF é um produto que combina tecnologia de radiofrequência sem fio e tecnologia de cartão inteligente. Ele tem as características de uso simples e manutenção conveniente.

Para melhorar os recursos modernos de gerenciamento e monitoramento remoto do sistema de controle de acesso, um sistema de controle de acesso baseado em tecnologia Web é introduzido. O sistema usa tecnologia de radiofrequência sem fio. Quando um cartão IC sem contato aparece dentro da faixa de radiofrequência do leitor/gravador, ele lê o cartão e transmite as informações ao servidor por meio de comunicação serial para processamento de dados relacionados e constrói uma plataforma de gerenciamento baseada no modo C/S. , o administrador pode consultar e controlar o controlador de acesso por meio da página da Web, realizando efetivamente o monitoramento em tempo real das informações em qualquer lugar da Internet.

1 Arquitetura do sistema

O sistema usa cartões IC sem contato e usa tecnologia de identificação por radiofrequência RFID (Tecnologia de Identificação por Radiofrequência) para detectar o cartão IC. Quando o cartão IC está próximo do leitor/gravador, o leitor/gravador pode identificá-lo com precisão e enviar seu número de série para o controlador principal. e PC, conecte-se ao banco de dados de segundo plano por meio do aplicAtivo para obter as informações do usuário correspondentes ao número do cartão.

Se o cartão tiver sido registrado, ele será verificado e o controlador será notificado para abrir a porta, e o número do cartão e o horário de abertura serão registrados. Caso contrário, o acesso será proibido e o titular do cartão será informado para sair.

O sistema consiste em cinco partes: etiquetas eletrônicas, leitores e gravadores, comunicação serial, servidores e terminais de usuário. Conforme mostrado na Figura 1. O leitor/gravador é o núcleo do sistema. Ele se comunica com o cartão IC (etiqueta eletrônica) por meio de sinais de radiofrequência para concluir o trabalho de leitura do cartão, armazenamento e envio de dados. Ele pode funcionar de forma independente ou em rede. Neste artigo, a comunicação da porta serial RS232 é usada para conectar ao servidor. .

A estrutura C/S é adotada entre o servidor e o cliente. A conexão entre o software do aplicativo e o banco de dados SQLSERVER2000 é realizada por meio do objeto ADO, e os dois são interconectados por meio da LAN. Com a permissão concedida pelo administrador do sistema, os usuários podem consultar, contar e imprimir todos os registros relevantes do sistema de gerenciamento.

2 Design de hardware

2.1 Design geral de hardware

O leitor de RF é o núcleo do sistema, consistindo de um circuito de controle principal, um circuito de leitura e gravação de RF, um circuito de acoplamento de antena, uma antena e outros circuitos. Ele é responsável pelo processamento de sinais de RF e transmissão de dados, e conclui a tarefa de ler o número de série do cartão IC, conforme mostrado na figura 2.

A etiqueta eletrônica, ou seja, o cartão de radiofrequência, consiste em um cartão IC e uma antena de indução, e é embalado em um cartão de PVC padrão. O chip e sua antena não têm nenhuma parte exposta. O cartão não requer energia. Quando está próximo do leitor dentro de um determinado intervalo, os dados são lidos e gravados por meio da transmissão da antena. Este artigo usa o cartão Philips' Mifare1, que é baseado no padrão internacional ISO14443TYPEA. Cada cartão tem um número de série globalmente exclusivo e tem uma função anticolisão.

A função da antena é gerar fluxo magnético, fornecer energia para o cartão e transmitir informações entre o leitor e o cartão. O alcance efetivo do campo eletromagnético da antena é o efetivove área de trabalho do sistema.

O chip de leitura e escrita seleciona o chip especial MFR500 produzido pela Philips para leitura e escrita de cartões Mifare1, e a frequência de trabalho é 13,56 MHz.

O controlador principal é composto pelo microcontrolador AT89S52 e seus circuitos periféricos. Ele é responsável por controlar o módulo de leitura e escrita, comunicação serial com o PC e operações de controle de dispositivos externos. Entre eles, a operação do módulo de leitura e escrita pelo microcontrolador é realizar a operação do cartão Mifare1 controlando o MFRC500.

É uma ponte para transmissão de dados entre o microcontrolador e o cartão IC.

2.2 Projeto de circuito de RF

O núcleo do circuito de radiofrequência é o chip de leitura e gravação MFRC500, que é a ponte para transmissão de dados entre o microcontrolador e o cartão IC.

O microcontrolador adota o modo de controle de interrupção para o chip de leitura e gravação, e a porta de controle de interrupção INT0 é conectada ao pino IRQ do MFRC500. Existem 64 registradores dentro do MFRC500. O microcontrolador o configura e opera escrevendo comandos de controle nos registradores. O pino de detecção de desligamento RSTPD é conectado ao pino P2.0 do microcontrolador, o pino NCS é conectado ao pino P2.7, e NWR e NRD são conectados respectivamente. Conecte aos pinos WR e RD da porta de leitura e gravação do microcontrolador. As portas de dados D0~D7 são conectadas à porta P0 do microcontrolador. O oscilador de cristal de quartzo gera uma frequência operacional de 13,56 MHz. O filtro passa-baixa composto por L1, L2, C5 e C6 é usado para suprimir o circuito do oscilador de cristal ao mesmo tempo. Os harmônicos mais altos produzidos. O circuito receptor é composto por R1, R2, C3 e C4. Ele usa o potencial VNID gerado internamente no MFRC500 como o potencial de entrada do pino RX. Para reduzir a interferência, o pino VIND é conectado a um capacitor C3 para aterrar, e uma ramificação deve ser conectada entre RX e VNID. regulador de tensão (R1), é melhor conectar um capacitor (C4) em série entre a bobina da antena e o inversor de tensão. Para melhor desempenho, esses componentes devem ser colocados próximos aos pinos RX, TX1 e TX2 da antena do chip MFRC500 ao rotear a placa de circuito.

2.3 Projeto do circuito da antena

Para obter sinais de radiofrequência estáveis e confiáveis, o desempenho da antena é crucial, o que afeta diretamente o alcance e a sensibilidade do leitor. O desempenho da antena está relacionado ao seu fator de qualidade Q, que está relacionado à geometria, tamanho, número de voltas e outros fatores da antena.

O sistema é projetado para um cartão IC de acoplamento fechado. A antena PCB é usada para produção de antenas, ou seja, a placa de circuito da antena é feita diretamente na placa PCB. Este método tem melhor estabilidade.

Quando a antena é conectada ao chip de leitura e gravação, um circuito de correspondência adicional é necessário. Conforme mostrado na Figura 4. O sistema fez uma estimativa aproximada da antena e alterou o valor da capacitância do circuito de correspondência para obter a melhor distância de leitura e gravação.

3 Design de software

O software do sistema inclui duas partes: o computador inferior e o sistema de gerenciamento do computador superior. Entre eles, o computador inferior usa o microcontrolador AT89S52 como núcleo para realizar a leitura do leitor, controle de acesso e comunicação serial. A linguagem de programação usada é a linguagem C, e o compilador é o KeilC51. O software de gerenciamento do computador host é executado no servidor, usando Visual C++6.0 e SQLSever2000 para gerenciamento do sistema e desenvolvimento de banco de dados, incluindo comunicação serial, gerenciamento de monitoramento e liberação de informações. O software de monitoramento e gerenciamento é usado para implementar o registro do usuário, consulta de registros, exclusão e outras tarefas, e a liberação de informações é usada para que os administradores visualizem os registros de log de controle de acesso por meio de páginas da web.

3.1 Design de software de computador inferior

O software é executado no microcontrolador e conclui a leitura dos números dos cartões, o controle das fechaduras das portas e circuitos auxiliares e a comunicação serial. O fluxograma é mostrado na Figura 5. O núcleo do software é realizar a comunicação entre o MFRC500 e o cartão Mifare1. A comunicação deve seguir o protocolo de transmissão padrão ISO14443TYPEA. O processo de leitura do cartão deve ser realizado em estrita conformidade com a sequência fixa, ou seja, resposta de reinicialização, seleção de cartão anticolisão, autenticação e leitura e gravação de cartões. Como o cartão é legível, você só precisa ler o número de série do cartão e não precisa gravar nosetores correspondentes, então a etapa de autenticação pode ser ignorada. O código principal é o seguinte:

3.2 Design de software para PC

No ambiente de programação VC++6.0, a classe CSerialPort é usada para implementar a comunicação serial, receber o número de série do cartão IC enviado e, em seguida, acessar o banco de dados por meio da tecnologia ADO para obter as informações do usuário correspondentes ao cartão para processamento de verificação.

O sistema é baseado no SQLSERVER2000 para desenvolvimento de banco de dados. Os administradores devem inserir sua conta e senha para entrar no sistema para evitar que administradores não pertencentes ao sistema façam login ilegalmente no sistema. Depois, o administrador pode concluir o registro, a consulta, a modificação e a exclusão das informações do número do cartão e registrar as informações da visita (usuário e tempo de passagem) no banco de dados para estatísticas de dados e consulta. Os módulos funcionais do software de monitoramento e gerenciamento são mostrados na Figura 6.

O módulo de publicação de informações é implementado com base no ASP.net. O processo de implementação é principalmente ler a tabela de informações de monitoramento e gerenciamento do banco de dados SQLServer por meio do ado.net, criar um site de publicação de informações e implantá-lo no servidor IIS. Dessa forma, os usuários podem acessar páginas da web em qualquer local. Visualizar informações do sistema e registros de controle de acesso.

4. Programa em execução

Tomando como exemplo o gerenciamento de controle de acesso do laboratório da Escola de Engenharia Eletrônica da Universidade de Ciência Eletrônica e Tecnologia de Guilin, o design de software e hardware do sistema foi realizado. Após o administrador inserir o número da conta e a senha, ele entra na interface principal do software de monitoramento e gerenciamento, conforme mostrado na Figura 7.

Após o teste, a distância efetiva de trabalho do cartão IC é de 6 cm. Quando o cartão IC responde, o sistema exibe automaticamente o número do cartão, as informações do usuário do cartão e o horário de entrada, e os armazena automaticamente no banco de dados de segundo plano. Como o cartão Mifare1 tem um número de série globalmente exclusivo, as informações do membro podem ser agrupadas com o número de série do cartão IC e armazenadas no banco de dados quando os membros se registram. Dessa forma, ao verificar as informações, você pode pesquisar com precisão por hora ou diretamente por nome.

  5 Conclusão

O sistema de gerenciamento de controle de acesso proposto com base em RFID e serviços da Web fornece mecanismos inteligentes de controle e gerenciamento remoto para o acesso de departamentos importantes. Ele usa tecnologia de radiofrequência sem fio RFID para obter acesso sem chave, que não é fácil de perder e pode ser reutilizado; ele usa banco de dados SQL e serviços da Web para obter monitoramento remoto do controle de acesso, que é fácil de operar, flexível e seguro. Ele tem amplas aplicações em casas inteligentes, acesso a escritórios, logística e outras ocasiões. Perspectivas de aplicação.