非接觸式IC卡門禁安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

史云玲　張永奇　魏喜雯

摘 要：本文主要設(shè)計(jì)了基于非接觸式IC卡的門禁安防系統(tǒng)。此門禁系統(tǒng)利用RS485總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，用RS232-RS485轉(zhuǎn)換器對(duì)IC卡內(nèi)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換后與PC機(jī)連接，通過調(diào)用串行通信動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)對(duì)門禁控制器進(jìn)行控制，有效的實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)串行通信。并可在斷網(wǎng)模式下使用，此門禁系統(tǒng)安全防偽、操作簡便具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：非接觸式IC卡；門禁安防；串行通信系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.226

1 引言

高效、安全、可靠的智能化IC卡門禁安防系統(tǒng)一直是國內(nèi)外學(xué)者一直關(guān)注的熱點(diǎn)的問題，因?yàn)樗腿藗兊纳蠲芮邢嚓P(guān)。智能化門禁系統(tǒng)問世以來，它給人們帶來了許多便捷之處，人們成功的告別了出入必須攜帶鑰匙的時(shí)代，出入只需攜帶一張智能卡，此卡通過智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)后存入相關(guān)信息，通過一套完整的系統(tǒng)管理模式，便可以對(duì)多人進(jìn)行出入管理，既方便又快捷。由于智能卡的諸多優(yōu)勢(shì)，使用范圍已擴(kuò)展到小區(qū)、高校、銀行、賓館、工廠等各個(gè)領(lǐng)域，智能門禁系統(tǒng)關(guān)乎人們的人身安全、財(cái)產(chǎn)安全、系統(tǒng)安全和信息安全等重大問題，在人們的生活中扮演著重要的角色，已經(jīng)成為人們生活中必不可少的智能化產(chǎn)品之一。本文針對(duì)現(xiàn)今建筑物內(nèi)的主要出入口、電梯廳、管理區(qū)、設(shè)備控制中心機(jī)房等重要部門的通道口都需要加強(qiáng)安防工作的特點(diǎn)，利用RS485總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，利用串行通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)對(duì)接，設(shè)計(jì)了一套可斷、聯(lián)網(wǎng)并用的非接觸式IC卡門禁安防系統(tǒng)。

2 非接觸IC卡門禁安防系統(tǒng)原理分析

2.1 門禁安防系統(tǒng)簡介

門禁安防系統(tǒng)，即出入口門禁安防系統(tǒng)，它不僅可以對(duì)出入口的通道進(jìn)行管控，還可對(duì)受控者的活動(dòng)范圍進(jìn)行限定。門禁安防系統(tǒng)主要由門禁控制器、讀卡器、電控鎖、磁卡、電源這五部分組成。門禁控制器可類比于計(jì)算機(jī)中的CPU，是整個(gè)安防系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)信息的輸入、輸出和存儲(chǔ)等進(jìn)行管控。讀卡器又稱識(shí)別儀，主要負(fù)責(zé)對(duì)卡片中已輸入的特征信息進(jìn)行讀取，特征信息是用戶在使用前已由設(shè)計(jì)者將信息提前寫入的IC卡中，以便與PC機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行無誤對(duì)接。電控鎖是必須在有電源輸入前提下才能執(zhí)行使命的部件，主要職責(zé)就是鎖門，它主要有電磁鎖、陽極鎖、陰極鎖三種類型。每種類型的鎖都有其獨(dú)特的性能且適用于不同的場(chǎng)合，人們可根據(jù)自己的使用范圍選擇不同的鎖型。卡片就相當(dāng)于我們以前開門的鑰匙，只是此卡攜帶方便，并可根據(jù)寫入信息不同實(shí)現(xiàn)一卡多用。電源是真?zhèn)€系統(tǒng)的能源部分，為整個(gè)系統(tǒng)提供有利的能源保障。

2.2 非接觸式IC卡原理分析

非接觸式IC卡是將IC卡技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)有效結(jié)合后的新興產(chǎn)物，所以又稱射頻卡，非接觸式IC卡的誕生成功打破了卡中無電源免接觸這一難題，是智能電子器件領(lǐng)域的又一技術(shù)突破。非接觸式IC卡主要是把IC芯片和感應(yīng)天線封裝在PVC卡片內(nèi)部，這樣可避免芯片和感應(yīng)天線外露。非接觸式IC卡具有多學(xué)科技術(shù)相融合的特點(diǎn)，此卡的主要工作原理是在靠近讀寫器表面5-10cm范圍內(nèi)時(shí)，可借助射頻讀寫器向IC卡發(fā)射出一組固定頻率的電磁波，利用LC串聯(lián)諧振電路共振原理，在電磁波激勵(lì)下讀寫器發(fā)射的頻率與IC卡片內(nèi)部頻率同步，使得串聯(lián)電路產(chǎn)生諧振。這樣電容內(nèi)部就有電荷產(chǎn)生，形成單項(xiàng)導(dǎo)通的電子泵，當(dāng)累積到一定程度時(shí)，電容便可作為電源為外電路提供能量，從而實(shí)現(xiàn)卡內(nèi)信息的讀寫和識(shí)別。

3 非接觸IC卡門禁安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本文所設(shè)計(jì)的非接觸式IC卡門禁系統(tǒng)通過智能讀寫和加密通信等手段對(duì)門禁系統(tǒng)實(shí)施安防保護(hù)，整個(gè)系統(tǒng)需要通過對(duì)軟、硬件共同進(jìn)行設(shè)計(jì)來完成，主要由讀卡器、RS232-RS485轉(zhuǎn)換器、非接觸式IC卡、PC管理機(jī)和外部門禁設(shè)備五部分組成。此卡利用抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離較長的RS485接口連接器對(duì)總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，用多芯片光電隔離對(duì)RS232-RS485轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換模式對(duì)IC卡內(nèi)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過調(diào)用串行通信動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)對(duì)門禁控制器進(jìn)行控制，有效的實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)串行通信，并可在斷連網(wǎng)兩種模式下共用，網(wǎng)絡(luò)傳輸距離可長達(dá)1200米。

非接觸式IC卡不需要電氣觸點(diǎn)，只需借助無線電波與讀寫設(shè)備進(jìn)行信息交換，可讀寫性強(qiáng)，利用率較高。為確保讀卡器和卡之間通信的快速和完整，系統(tǒng)工作前，需要對(duì)每個(gè)IC卡的讀卡器寫入指定數(shù)據(jù)，使用時(shí)借助讀卡功能將信息讀出后傳輸給微處理器，此系統(tǒng)的采用RS485對(duì)信息進(jìn)行傳輸，信息傳輸給微處理器進(jìn)行核準(zhǔn)校驗(yàn)信息的準(zhǔn)確率，為使得卡內(nèi)信息與PC機(jī)互通，采用RS232-RS485轉(zhuǎn)換器對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換互通，信息互通無誤后，PC機(jī)便會(huì)自動(dòng)開啟放行模式，受控設(shè)備才會(huì)自動(dòng)打開。由于此系統(tǒng)覆蓋面較大，操作方便，可實(shí)施性較強(qiáng)，所以適用與工廠、學(xué)校、醫(yī)院等多種領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4 結(jié)束語

本文主要設(shè)計(jì)了基于非接觸式IC卡的門禁安防系統(tǒng)。此門禁系統(tǒng)利用RS485總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，用RS232-RS485轉(zhuǎn)換器對(duì)IC卡內(nèi)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換后與PC機(jī)連接，通過調(diào)用串行通信動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)對(duì)門禁控制器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)串行通信，此門禁系統(tǒng)安全防偽、操作簡便具有較高的性價(jià)比和較強(qiáng)的實(shí)用性。

作者簡介：史云玲（1984-），女，在讀博士，教師，主要從事控制科學(xué)與工程、電氣應(yīng)用等方向的教學(xué)與科學(xué)研究工作。