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基于RFID技術的電梯門禁系統設計
作者: 2009-12-01 10:52:44 瀏覽:164
信息來源:Internet
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  在現代社會,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,所以有必要設汁—個電梯門禁系統,來控制電梯。本文設計了—個基于RFID的電梯控制系統,把它安裝在電梯外選和內呼的界面上,使被授權人員(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,而未被授權人員則不能進入電梯,更無權呼梯,從而起到門禁的作用。

  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的電梯控制系統主要由三部分構成:電子標簽、讀卡器和控制系統。

  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,射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流,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射天線發送出去;系統接收天線接收從射頻卡發送來的載波信號,經天線調節器傳送到讀卡器,讀卡器對接收的信號進行解調和解碼后送到后臺系統進行相關處理。

  1.1.3控制系統

  控制系統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系統硬件組成

  系統主要由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開發簡單,運行穩定。EEPROM采用24C64,用于存儲系統的數據。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,可連續使用 10年,可以方便記錄事件的發生時間,限制持卡人使用的時間權限。為了防止系統‘’死機“,使用MAX813作為看門狗。整個系統由電梯內部24V電源線供電,再由穩魘模塊7805穩壓成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。

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  2.2軟件部分

  本系統采用中斷(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:

  圖1軟件流程圖

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  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單位的辦公樓。結合報警系統和視頻監控系統對門實現智能化管理,加強了區域的安全眭。該系統以射頻識別系統為基礎將傳統的電梯控制加以智能化,實現無人管理,實時控制等功能。

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