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一种基于RFID的办公智能门禁系统
王晓旭
中国浙江杭州电子学院
summerwangxx@163.com
王月生
中国浙江杭州电子学院
hzys2002@126.com
摘要：射频识别技术 - 或RFID，是一种通信技术，俗称电子标签。可以通过无线电信号识别特定目标，并且可以在没有直接接触的情况下读取和写入相关数据。近年来，随着生活越来越智能化，射频识别技术迅速发展，广泛应用于身份证件，门禁系统，供应链，库存跟踪，汽车收费，安全，生产控制和资产管理。本文主要分析了基于RFID的门禁系统的发展现状，提出了基于RFID的智能门禁系统方案设计。首先介绍了RFID的构成和工作原理，然后将RFID智能访问与其他传统的访问控制联系人（如IC卡和机械密钥）进行了比较，从而可以轻松地揭示RFID智能访问控制的卓越性能。然后论述了门禁系统的总体设计方案，进一步论述了门禁控制系统的硬件和软件的设计原理和过程，阐述了智能门禁系统的基本功能。最后，总结了评估。
关键词：智能门禁，RFID，门禁控制器
1 介绍
随着经济，科技的快速发展，射频识别技术也得到了进一步的发展。它变得更加成熟，更便宜，更易于使用，具有一系列其他优越特性，人力和物力资源更少。射频门禁系统已成为住宅，银行，工厂，图书馆等系统【1-2】不可或缺的一部分。RFID卡利用空间电磁传播进行通信，以实现无接触自动识别无线通信技术的目的。与传统的IC卡和磁卡相比，射频卡的典型特征是非接触式，具体来说，通过使用射频识别技术，可以远距离完成通信，无需任何直接接触。射频卡不易损坏，易于操作，不受外部环境和人工干扰的影响，门禁系统也能自动工作。而对于生物识别门禁系统来说，其高安全性是无与伦比的，但该技术过于繁琐，昂贵，仅适用于军事等场所，不适合普遍使用。基于射频识别技术的智能门禁系统具有很多优越的性能，安全性也可以满足日常使用。
2 RFID介绍
RFID（射频识别技术）是一种非接触式自动识别技术，用于识别目标对象并访问相关信息。RFID主要由电子标签，天线，读写器和通信网络系统【3】组成。如图1所示。
图1
2.1 电子标签
电子标签是数据存储的载体，尺寸小且成本低，包括耦合组件和芯片。耦合设备通常是天线，在对象上存储数据。每个RFID标签都是唯一的，保留了对象的属性，标签，状态和其他信息【4】。
标签通信需要能量，基于获取能量的方式分为有源标签和无源标签。对于无源射频卡，卡不包含电源，用于传输数据的能量由读卡器提供，当标签进入读卡器的磁场范围时，标签开始接收读卡器通过天线发出的电磁波信号。然后，为了将工作电压转换为DC电源，标签可以获得能量，以便内部存储的信息可以传输到读取器。对于有源RF卡，该卡包含一个微型电池，可在传输数据时从电池提供能量，但是有源RF卡更大，更耗能，更容易受到攻击。在办公室和其他小地方的门禁系统中，使用无源射频卡更方便，更经济。
2.2 读写设备
该装置由射频模块，控制单元和耦合元件组成，也是电子标签和通信网络系统之间的介质。它读取电子标签中的信息并将其发送到通信网络进行数据处理，并且还可以将数据写入电子标签。
2.3 天线
阅读器和电子标签都有天线，有助于电子标签和阅读器之间的数据发布和传输。不同的天线规格导致不同的性能，这将直接影响读卡器和电子标签之间的通信距离。
2.4 通讯网络系统
主机用于处理大多数门禁系统中的数据，不仅具有切换门的功能，还具有实时记录，查询信息，人机交互等功能。使用主计算机处理数据有助于记录和查询人员访问的信息。
2.5 RFID工作流程说明
当标签进入读卡器的磁场范围时，标签开始接收读写器通过天线发出的电磁波信号，然后转换为工作电源，最后电子标签进入工作状态。电子标签将信息发送给阅读器，阅读器通过内部天线接收，然后将数据传送到处理器，开始数据处理，做出判断，并执行一系列动作。如图2所示。
图2
3 门禁系统设计
3.1设计原则
近年来随着门禁系统的快速发展，智能门禁系统更加安全，使用更加方便。基于RFID的智能门禁系统已应用于社会生活的各个领域。该系统基于RFID技术，并根据办公室门禁设计的需要制定出设计原则，实现自动锁闭，国外人员报警，录音，后续查询等功能。
门禁设置：设置办公人员的访问权限，系统会对员工授权做出响应，电磁锁打开，并提示语音;而对于那些没有访问权限的人，电磁锁没有响应，显示错误信息和报警。当办公室工作人员丢失卡片或卡片太脏而无法使用时，系统将退出办公室工作人员卡片权限以禁用卡片。
发卡功能：当办公室有新员工时，新的个人信息可以添加到通信网络系统，给予人们访问权限。
存储功能：当一个人进入系统时，系统会记录人员的特征和他的其他信息，系统还可以存储办公人员的进出，以及他们的时钟时间一段时间后再查询。
3.2系统硬件设计
（1）门禁管理系统【5】：负责人员管理，授权，数据采集，统计，分析等工作。
（2）门禁控制器：智能门禁控制器需要接受门禁系统配置参数，包括人员工号，性别，姓名，假日信息，还接受遥控命令。
（3）读卡器：持卡人需要在读卡器传感器区快速摇动卡，读卡器就能感知它并将卡信息发送给主机，主机检查卡的合法性，然后决定是否开门。
（4）门磁：主要用于检测门禁控制的当前状态，是否开启。
（5）电磁锁：系统的执行器，主要负责执行命令，决定锁定电子门的开关。
（6）报警系统：当有人非法制动，或人员信息过期，卡被冻结等特殊情况发生时，系统报警。当办公人员进入读写范围时，读卡器可以读取，并通过读卡器将射频卡信息传输到门禁控制器，进一步判断办公卡是否仍处于有效期内，还是仍然有权限。当信息处理完成时，执行一系列动作，电磁锁开始响应，门将打开或关闭。同时记录所有数据处理结果，并作为历史记录传递给管理中心，以备将来查询。如图3所示
图3
3.3系统软件介绍
（1）门禁软件设计
门禁控制器主要是读取射频卡信息，接收无线模块，发送和操作信息，还接受远程控制命令，主程序流程
图4
（2）通信网络系统
权限管理模块，通信处理模块，控制器管理模块，卡管理模块构成通信网络系统。他们使用SQL Serve数据库来实现数据之间的操作。
3.4可行的功能
（1）智能识别
RFID使用射频识别技术识别目标物体并获取相关信息，一旦检测到电子标签，电子标签中携带的相关数据将被报告给访问控制器进行处理，然后由访问控制器给出响应命令。
（2）许可验证
无论是公司人员，在工作中，在允许的时间内，还是卡片有效，丢失或冻结都可以通过所识别的信息来判断。
（3）开/关门加工
完成权限验证后，如果识别出相关信息，将自动释放门锁。
（4）报警处理
当卡信息异常时，系统不执行解锁命令，报警发出警告，以便安全人员及时出现检查。
（5）信息记录查询功能
该系统还可以实现实时监控等功能。所收集的信息将全部上传到系统，人员信息和访问时间将在未来的任何时间提供，因此进行信息收集。
4 结论
随着科学技术的飞速发展，智能门禁系统也越来越普及，基于RFID的智能门禁系统使公司在安全系统中更加全面，人员管理更加便捷，具有较高的安全性和可靠性。同时，RFID智能接入费用低，更适合小型办公空间和家庭社区门禁系统。目前，RFID和人脸识别技术相结合的门禁系统也正在研究【6】初步成果，但成本太高，技术不够全面，尚待开发。我相信，在不久的将来，智能门禁技术将更加成熟，生活和工作将变得更加安全可靠。
参考文献
[1] Xu Jing. Talking about the technical application of RFIDmaterial networking [J] .New China Communications,2016,18 (01): 76.
[2] Zhou Cheng, Li Hui. RFID technology brief introduction anddevelopment overview [J]. China Western Technology,2015,14 (03): 4-5 25. [2017-09-20].
[3] Zhang Jie. Based on RFID technology, intelligent accesscontrol system design [D]. Hebei University of Science and Technology，2010.
[4] MA Hui-cheng, YANG Na, XUE Ling-zhi, CHUYuan-bo.Electronic tag technology theory in radio frequencyidentification [J]. Shandong Industrial Technology, 2017,(09): 200.
[5] Zhang Tao. Based on RFID technology access controlmanagement system implementation and research [J].Information andCommunication, 2011, (04): 50-52.
[6] Hui Ting. Intelligent access control system in the facerecognition algorithm [D]. Xian University of Technology,2016.
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