《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于RFID技術(shù)的電梯門禁系統(tǒng)的設(shè)計
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摘要: 在現(xiàn)代社會,,電梯的控制還停留于人工控制階段,既浪費了人力資源,,又使安全性大大降低,,所以有必要設(shè)汁—個電梯門禁...
Abstract:
Key words :
        在現(xiàn)代社會,,電梯的控制還停留于人工控制階段,既浪費了人力資源,,又使安全性大大降低,,所以有必要設(shè)汁—個電梯門禁系統(tǒng),來控制電梯,。本文設(shè)計了—個基于RFID電梯控制系統(tǒng),,把它安裝在電梯外選和內(nèi)呼的界面上,使被授權(quán)人員(既持有有效IC的人)可以通過IC卡進入電梯,,并且可以呼梯,,選擇自己要去的樓層,而未被授權(quán)人員則不能進入電梯,,更無權(quán)呼梯,,從而起到門禁的作用。

  1.射頻識別技術(shù)原理及主要特點

  射頻識別技術(shù)是從20世紀80年代起走向成熟的—項自動識別技術(shù),,它是利用射頻方式進行非接觸自動識別,將射頻識別和Ic卡技術(shù)成功結(jié)合起來,,實現(xiàn)自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),,從而進行數(shù)據(jù)交換。

  1.1工作原理

  基于RFID的電梯控制系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成:電子標簽,、讀卡器和控制系統(tǒng),。

  1.1.1電子標簽(即IC卡)

  由耦合元件及電路組成,標簽含有內(nèi)置天線,,用于和讀卡器的射頻天線進行通信,,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在IC卡上標識唯一的目標對象,。

  1.1.2閱讀器

  讀取(除讀卡外還可以寫入)標簽信息的設(shè)備,。在閱讀器中包括讀卡器和天線,標簽(射頻卡)和讀卡器之間通過天線傳遞射頻信號,。

  RFID工作的主要過程是:讀卡器通過天線發(fā)送一定頻率(13.56MHz)的射頻信號,,當電子標簽進入到射頻信號的范圍內(nèi),,射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流,射頻卡獲得能量并被激活,;射頻卡將自身的編碼等信息通過它的內(nèi)置發(fā)射天線發(fā)送出去,;系統(tǒng)接收天線接收從射頻卡發(fā)送來的載波信號,經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀卡器,,讀卡器對接收的信號進行解調(diào)和解碼后送到后臺系統(tǒng)進行相關(guān)處理,。

  1.1.3控制系統(tǒng)

  控制系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該持卡人的權(quán)限,根據(jù)不同的權(quán)限做出不同的處理和控制,,發(fā)出指令信號,,來控制電梯的動作。

  1.2主要特點

  和同期或早期的接觸式IC卡相比,,射頻IC卡除具有存貯容量大,、讀寫方便、保密性好,、智能化等優(yōu)點,,還具有以下特點:

  1.2.1實現(xiàn)了免接觸操作,讀取距離遠,,讀寫器在75cm左右的范圍內(nèi)就能夠?qū)崿F(xiàn)對卡片識別,,應(yīng)用便利;1.2.2無外露金屬觸點,,整個卡片完全密封,,無機械磨損,具有良好的防水,、防塵,、防污損、防磁,、防靜電性能,,使用壽命長;1.2.3對無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都經(jīng)過隨機序列的加密,,卡內(nèi)序列號是唯一的,,安全性高;1.2.4抗干擾能力強,,穿透性好,,感應(yīng)靈敏,易于維護和操作,;1.2.5支持寫入數(shù)據(jù),,無需重新制作新的標簽,可重復使用,;1.2.6讀卡器使用了防沖撞技術(shù)可實現(xiàn)多目標識別,、運動目標識別,,應(yīng)用場合更廣泛。

  2.系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

  由于對電梯進行操作必須保證電梯內(nèi)的地線保持連通不能斷路,,因此這套電梯門禁系統(tǒng)是通過繼電器來控制電梯內(nèi)地線的斷連,,以達到控制電梯操作權(quán)限的目的。

 2.1系統(tǒng)硬件組成

  系統(tǒng)主要由MCU,、時鐘電路,、MFRC500卡、存儲電路,、看門狗以及通信模塊組成,。系統(tǒng)的工作方式主要是,先由MCU控制讀卡器驅(qū)動MFRC500對卡進行讀寫操作,。然后,,根據(jù)所得的數(shù)據(jù)對其它接口器件,如EEPROM,、時鐘芯片等,,進行響應(yīng)操作。最后,,與PC機之間進行通信,,由單片機控制繼電器的吸合巳MCU采用AT89C52,是因為AT89C52開發(fā)簡單,,運行穩(wěn)定,。EEPROM采用24C64,用于存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù),。24C64是12C接口操作方式,,需要用一片MAX232進行電平轉(zhuǎn)換。時鐘芯片采用DSl2C887,。DSl2C887是Dallas公司生產(chǎn)的新型產(chǎn)品,,內(nèi)置電池,可連續(xù)使用10年,,可以方便記錄事件的發(fā)生時間,限制持卡人使用的時間權(quán)限,。為了防止系統(tǒng)‘‘死機”,,使用MAX813作為看門狗。整個系統(tǒng)由電梯內(nèi)部24V電源線供電,,再由穩(wěn)魘模塊7805穩(wěn)壓成5v的電源,。由于7805的工作熱量很高,故在7805上安置—個散熱片,。

  此外為了避免出現(xiàn)被授權(quán)用戶因為忘記帶卡而無法呼梯的現(xiàn)象,,我們對讀卡器外接了—個4*4的矩陣鍵盤,,以便于在無卡的情況下輸入密碼同樣可以啟動呼梯功能

  2.2軟件部分

  本系統(tǒng)采用中斷(INTl)工作模式,即MCU利用MFRc500提供中斷信息對其進行控制,。另外,,根據(jù)系統(tǒng)的需要,可以采用查詢方式對MFRC500進行操作,。主程序流程圖如圖1所示:根據(jù)上面的流程,,采用基于Keil C的C語言進行編程,部分初始化程序如下:

2.2.1連接

 

  當一張Mifare卡片處在讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時,,程序員控制讀寫器向卡片發(fā)出REQUEST命令,。

  卡片的A7Ht(Answer to Request)將啟動,將卡片Block ()中的卡片類型(Tag/type)號共2個字節(jié)傳送給讀寫器,,建立卡片與讀寫器的第一步通信聯(lián)絡(luò),。如果不進行ATR操作,讀寫器對卡片的其它操作將不會進行,。

  2.2.2反碰撞操作

  如果有多張Mifare卡片處在卡片讀寫器的天線的工作范圍之內(nèi)時,,讀卡器將首先與每一張卡片進行通信,取得每一張卡片的系列號,。由于每一張Mifare卡片都具有其唯一的序列號,,決不會相同,因此讀卡器根據(jù)卡片的序列號來保證一次只對一張卡操作,。該操作讀卡器得到的返回值為卡的序列號,。

  2.2.3

  2.2.4權(quán)限

  最后,根據(jù)不同的卡序號,,賦予不同的權(quán)限,,選擇樓層,完成電梯門禁的功能,,程序略,。

  3.結(jié)束語

  目前射頻識別技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展很快,各種RFID門禁產(chǎn)品也趨于成熟,,其應(yīng)用領(lǐng)域也從銀行等高保安場所走向了一般企事業(yè)單位的辦公樓,。結(jié)合報警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)對門實現(xiàn)智能化管理,加強了區(qū)域的安全眭,。該系統(tǒng)以射頻識別系統(tǒng)為基礎(chǔ)將傳統(tǒng)的電梯控制加以智能化,,實現(xiàn)無人管理,實時控制等功能,。

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