射频识别技术的联机型门禁系统设计

如果长时间不能和管理中心服务器通讯，一定时间后丢弃掉过时的读卡数据。门禁控制服务仅具有进行后台数据交换和转发功能，除了进程启动和停止外，没有和用户交互的信息，设计作为Windows系统的服务进程运行，而不需要设计和用户的交互界面，仅产生运行日志文件即可。

三．门禁读卡器设计

系统以学生的非接触式IC卡校园一卡通作为系统的用户卡，非接触式IC卡是根据电磁感应原理产生的，只需将卡片放在门禁读卡器的感应区之内就能实现数据交换，无需任何接触，使用非常方便、快捷，且不易损坏。因此在公交、门禁、校园、企事业人事管理等方面有着广泛的应用。PHILIPS公司的Mifare卡是现在非接触式IC卡市场的主流产品，其典型型号为Mifare1S50，它有1K的EEPROM用于存放数据，分为16个扇区，每个扇区都有自己独立的密码，完善的安全机制，使Mifare1S50具有一卡多用的特性。Mifare卡是一种智能卡（smartcard），嵌有中央微处理器(MCU)和ASIC等，使其安全保密性、认证逻辑、算术运算等微操作控制有序进行[1]。

1.工作原理

非接触式IC卡门禁读卡器以射频识别技术为核心，主要使用了一片Mifare卡专用的读写处理芯片MFRC530。它是一个小型的、最大操作距离达10厘米的Mifare卡射频基站，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防冲撞机制。内部结构分为射频区和接口区：射频区内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接。接口区有与单片机相连的端口，还具有与射频区相连的收/发器、64B的数据缓冲器、存放3套寄存器初始化文件的EEPROM、存放16套密钥的只写存储器以及进行三次验证和数据加密的密码机制、防冲撞处理的防冲撞模块和控制单元。这是与射频卡实现无线通信的核心模块，也是读写Mifare卡的关键接口[2]。

门禁读卡器工作时，与Mifare卡专用的读卡芯片MFRC530相连的天线线圈不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13.56M)，当有非接触式IC卡靠近时，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同。这样在电磁波的激励下，谐振电路产生共振，从而使电容充电而产生电荷。在电容另一端，接有一个单向导电的电子泵将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收门禁读卡器发来的数据并保存[3]。本系统中当有卡进入射频天线感应区内时，门禁读卡器读 得非接触式IC卡的卡号，并将所读卡号及刷卡的时间发送给楼层PC同时将其存入存储器FM24C256，并在LCD显示器上显示服务信息。没有卡进入门禁读卡器天线感应区时，MCU读实时时钟芯片中的时间，并在显示器上显示当前时间及日期。

2.硬件组成

每个门禁读卡器都相当于一个智能的节点，它能独立完成门状态和锁状态的监控、判断卡类型、实时监控刷卡动作、控制电磁门锁和报警器、设置门禁号等一系列的操作。门禁读卡器的硬件部分主要包括监测和控制部分、声光报警电路、RS485接口电路、存储、时钟显示部分、门禁号设置部分、看门狗及复位电路、射频基站部分。电路的硬件框图如图2所示[4]。

图2　门禁读卡器系统组成

作者：何泉　曹刚   来源：泰尔网