淺論門禁卡系統(tǒng)的原理

姜澤

【摘要】文章從門禁技術(shù)的發(fā)展出發(fā)，介紹了感應(yīng)卡的優(yōu)點(diǎn)及其動作原理。在此基礎(chǔ)之上，詳細(xì)介紹了所開發(fā)系統(tǒng)的工作原理、主要流程、主要軟硬件配置和系統(tǒng)的安全性。實踐證明，該系統(tǒng)安全可靠，操作方便快捷。

【關(guān)鍵詞】感應(yīng)卡；門禁系統(tǒng)；接觸式IC卡

一、門禁技術(shù)的發(fā)展

大部分人認(rèn)為門禁僅僅是一種進(jìn)行出入門控制的設(shè)備，最典型的就是傳統(tǒng)的門邊安裝的鍵盤控制器或磁卡讀卡器，出入者為了獲得進(jìn)出權(quán)必需先刷卡。隨著識別技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)在的門禁已有更先進(jìn)的技術(shù)和新的應(yīng)用市場，目前應(yīng)用于門禁系統(tǒng)的技術(shù)有：條形碼、圖形ID、磁條形碼、感應(yīng)卡、生物辨識等等。

二、門禁感應(yīng)卡的優(yōu)點(diǎn)

感應(yīng)卡又稱射頻卡，它將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源（卡中無電源）和免接觸兩大難題。感應(yīng)式訊號發(fā)送器的封裝形式有許多種，體積有大小差別，而體積的大小往往與感應(yīng)距離成正比。一般來說，使用于門禁及停車場管制時，為了方便攜帶，通常做成卡片式，故稱感應(yīng)卡。與接觸式IC卡比較，感應(yīng)卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是可靠性高。感應(yīng)卡與讀寫器之間無機(jī)械接觸，避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障（如因粗暴插卡、非卡外物插入、灰塵或油污導(dǎo)致接觸不良等造成的故障）。此外，感應(yīng)卡表面無裸露的芯片，無需擔(dān)心芯片脫落，靜電擊穿，彎曲損壞等問題，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。二是操作便捷。由于非接觸通訊，讀寫器在4～15cm或者更遠(yuǎn)范圍內(nèi)（視不同的卡片類型）就可以對卡片操作，不必插拔卡，方便用戶的使用。非接觸式卡使用時沒有方向性，卡片以任意方向掠過讀卡器表面即完成操作，大大提高了每次使用的速度。

三、門禁卡系統(tǒng)的工作原理

在感應(yīng)卡技術(shù)應(yīng)用中，讀卡器不斷通過其內(nèi)部的線圈發(fā)出一個固有頻率的電磁場（激發(fā)信號）。當(dāng)感應(yīng)卡放在讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時，卡內(nèi)的線圈在“激發(fā)信號”的感應(yīng)下產(chǎn)生出微弱的電流，作為卡內(nèi)集成電路芯片的電源，而該卡內(nèi)的集成電路芯片存貯有設(shè)定時輸入的唯一的數(shù)字辨識號碼（ID），該號碼從卡中反饋回讀卡器，讀卡器將接收到的無線信號傳給現(xiàn)場控制器，由現(xiàn)場控制器進(jìn)行信號處理并對執(zhí)行裝置發(fā)出指令。具體應(yīng)用中，持卡者進(jìn)門（或雙向讀卡出門）時將卡片接近讀卡機(jī)，合法卡信號通過控制器傳給電鎖，電鎖自動打開，非法卡被禁止訪問。出門時只要按動出門按鈕，電鎖自動打開。

四、門禁卡系統(tǒng)的主要流程

該系統(tǒng)采用DELPHI6.0為前臺開發(fā)工具，主要由通信處理模塊、卡片管理模塊、控制器管理模塊。權(quán)限管理模塊等組成。各模塊均以SQLSERVER為后臺運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)各模塊之間的數(shù)據(jù)操作和共享。

一是通信處理模塊。完成控制指令的發(fā)送和實時數(shù)據(jù)的接收，是整個門禁系統(tǒng)正常工作的核心部分。二是卡片管理模塊。主要記錄卡片的編號、內(nèi)碼及持有者等信息。三是人員管理模塊。用于建立持卡人員的信息庫，是系統(tǒng)的核心模塊之一。在此可以進(jìn)行發(fā)卡、刪除卡片和設(shè)置個人通行密碼等操作。系統(tǒng)操作員在發(fā)卡時，經(jīng)由通訊適配器讀取在發(fā)卡感應(yīng)頭上刷卡的卡片內(nèi)碼（每張卡擁有一個卡片內(nèi)碼，不可復(fù)制），將此卡號與持卡人建立聯(lián)系，同時持有者也可設(shè)置個人通行密碼，取得雙重安全保證。

五、門禁卡系統(tǒng)的主要軟硬件配置

本系統(tǒng)的主要硬件配置如下：一是控制器。它是門禁系統(tǒng)的核心部分，是衡量門禁系統(tǒng)檔次的重要依據(jù)，一般來說，歐美產(chǎn)品價格高，性能穩(wěn)定，軟件完善，其界面多為英文。國產(chǎn)門禁控制器價格低，性能在逐漸完善中，軟件界面多為中文。控制器型號有單門、雙門、四門、八門等。二是讀卡器。它是門禁系統(tǒng)的前端設(shè)備，其功能是讀取感應(yīng)卡的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳輸給控制器。根據(jù)應(yīng)用場合可選擇抗電磁干擾性強(qiáng)，信號傳輸距離長，感應(yīng)距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)的讀卡器。在該系統(tǒng)中，采用SYRIS標(biāo)準(zhǔn)型感應(yīng)讀卡機(jī)（只讀型），WIEGAND格式，其卡號無重復(fù)，無法復(fù)制，誤讀或不讀的機(jī)率極低，無接觸，壽命長。三是電控鎖。它主要負(fù)責(zé)完成開關(guān)門的工作。電鎖品種有電插鎖、電磁鎖、剪力鎖等。本門禁系統(tǒng)選用英國ANSELL電子鎖。辦公室木門、防火門、玻璃門選用AN-200陽極鎖，穩(wěn)定可靠，便于維護(hù)。四是感應(yīng)卡。它相當(dāng)于持有人的證件、開門鑰匙。磁力線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流向讀卡器發(fā)射卡內(nèi)信息，完成讀卡工作。五是RS485接口。它連接各門禁控制器構(gòu)成RS485網(wǎng)。

六、門禁卡系統(tǒng)的安全性

該系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性和可靠性，在系統(tǒng)的硬件連接中，如果出現(xiàn)某個設(shè)備的故障，不會影響其他設(shè)備的正常工作，中心會收到報警信息提示設(shè)備的損壞和網(wǎng)絡(luò)連線的斷路，在計算機(jī)故障的情況下，系統(tǒng)可以脫機(jī)運(yùn)行，正常紀(jì)錄人員的進(jìn)出信息和報警信息，在系統(tǒng)和計算機(jī)重新連接以后，信息會自動上傳；系統(tǒng)在軟件的使用中也充分考慮安全性，操作員分為多個級別，分別只能在授權(quán)的權(quán)限內(nèi)進(jìn)行操作，級別最高的操作員可以對系統(tǒng)內(nèi)的任何權(quán)限進(jìn)行修改。在使用中，管理人員可以根據(jù)使用人員的權(quán)限分別授權(quán)，如部分人員可以在任意時間進(jìn)出任意的地點(diǎn)，普通人員只能憑授權(quán)卡在授權(quán)時間內(nèi)進(jìn)出授權(quán)范圍。

七、總結(jié)

該門禁卡系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有一系列模塊化程序設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，各模塊的劃分和設(shè)計遵從高聚合低耦合的原則。各模塊獨(dú)立調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)集成和調(diào)試。其操作簡單，考慮了足夠的容錯信息，比較符合用戶的使用習(xí)慣。另外，數(shù)據(jù)錄入方便快捷，具有連續(xù)錄入的功能，并且具有強(qiáng)大的報表功能。

參考文獻(xiàn)

[1]范逸之，陳立元.Delphi與RS-232串行通信控制[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.