1.射頻識別技術原理及主要特點
射頻識別技術是從20世紀80年代起走向成熟的—項自動識別技術,它是利用射頻方式進行非接觸自動識別,將射頻識別和Ic卡技術成功結合起來,實現自動識別目標對象并獲取相關數據,從而進行數據交換。
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,射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產生感應電流,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,經天線調節(jié)器傳送到讀卡器,讀卡器對接收的信號進行解調和解碼后送到后臺系統(tǒng)進行相關處理。
1.1.3控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)根據邏輯運算判斷該持卡人的權限,根據不同的權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實現了免接觸操作,讀取距離遠,讀寫器在75cm左右的范圍內就能夠實現對卡片識別,應用便利;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對無線傳輸的數據都經過隨機序列的加密,卡內序列號是唯一的,安全性高;1.2.4抗干擾能力強,穿透性好,感應靈敏,易于維護和操作;1.2.5支持寫入數據,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可實現多目標識別、運動目標識別,應用場合更廣泛。
2.系統(tǒng)設計與實現
由于對電梯進行操作必須保證電梯內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地線的斷連,以達到控制電梯操作權限的目的。
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控制讀卡器驅動MFRC500對卡進行讀寫操作。然后,根據所得的數據對其它接口器件,如EEPROM、時鐘芯片等,進行響應操作。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)的數據。24C64是12C接口操作方式,需要用一片MAX232進行電平轉換。時鐘芯片采用DSl2C887。DSl2C887是Dallas公司生產的新型產品,內置電池,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。
此外為了避免出現被授權用戶因為忘記帶卡而無法呼梯的現象,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絡。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權限
最后,根據不同的卡序號,賦予不同的權限,選擇樓層,完成電梯門禁的功能,程序略。
3.結束語
目前射頻識別技術在國內外發(fā)展很快,各種RFID門禁產品也趨于成熟,其應用領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。結合報警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)對門實現智能化管理,加強了區(qū)域的安全眭。該系統(tǒng)以射頻識別系統(tǒng)為基礎將傳統(tǒng)的電梯控制加以智能化,實現無人管理,實時控制等功能。