基于RFID技术的电梯门禁系统的设计

2011-05-30 10:00:47来源: 互联网
在现代社会,电梯的控制还停留于人工控制阶段,既浪费了人力资源,又使安全性大大降低,所以有必要设汁—个电梯门禁系统,来控制电梯。本文设计了—个基于RFID的电梯控制系统,把它安装在电梯外选和内呼的界面上,使被授权人员(既持有有效IC的人)可以通过IC卡进入电梯,并且可以呼梯,选择自己要去的楼层,而未被授权人员则不能进入电梯,更无权呼梯,从而起到门禁的作用。

  1.射频识别技术原理及主要特点

  射频识别技术是从20世纪80年代起走向成熟的—项自动识别技术,它是利用射频方式进行非接触自动识别,将射频识别和Ic卡技术成功结合起来,实现自动识别目标对象并获取相关数据,从而进行数据交换。

  1.1工作原理

  基于RFID的电梯控制系统主要由三部分构成:电子标签、读卡器和控制系统。

  1.1.1电子标签(即IC卡)

  由耦合元件及电路组成,标签含有内置天线,用于和读卡器的射频天线进行通信,每个标签具有唯一的电子编码,附着在IC卡上标识唯一的目标对象。

  1.1.2阅读器

  读取(除读卡外还可以写入)标签信息的设备。在阅读器中包括读卡器和天线,标签(射频卡)和读卡器之间通过天线传递射频信号。

  RFID工作的主要过程是:读卡器通过天线发送一定频率(13.56MHz)的射频信号,当电子标签进入到射频信号的范围内,射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量并被激活;射频卡将自身的编码等信息通过它的内置发射天线发送出去;系统接收天线接收从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到读卡器,读卡器对接收的信号进行解调和解码后送到后台系统进行相关处理。

  1.1.3控制系统

  控制系统根据逻辑运算判断该持卡人的权限,根据不同的权限做出不同的处理和控制,发出指令信号,来控制电梯的动作。

  1.2主要特点

  和同期或早期的接触式IC卡相比,射频IC卡除具有存贮容量大、读写方便、保密性好、智能化等优点,还具有以下特点:

  1.2.1实现了免接触操作,读取距离远,读写器在75cm左右的范围内就能够实现对卡片识别,应用便利;1.2.2无外露金属触点,整个卡片完全密封,无机械磨损,具有良好的防水、防尘、防污损、防磁、防静电性能,使用寿命长;1.2.3对无线传输的数据都经过随机序列的加密,卡内序列号是唯一的,安全性高;1.2.4抗干扰能力强,穿透性好,感应灵敏,易于维护和操作;1.2.5支持写入数据,无需重新制作新的标签,可重复使用;1.2.6读卡器使用了防冲撞技术可实现多目标识别、运动目标识别,应用场合更广泛。

  2.系统设计与实现

  由于对电梯进行操作必须保证电梯内的地线保持连通不能断路,因此这套电梯门禁系统是通过继电器来控制电梯内地线的断连,以达到控制电梯操作权限的目的。

 2.1系统硬件组成

  系统主要由MCU、时钟电路、MFRC500卡、存储电路、看门狗以及通信模块组成。系统的工作方式主要是,先由MCU控制读卡器驱动MFRC500对卡进行读写操作。然后,根据所得的数据对其它接口器件,如EEPROM、时钟芯片等,进行响应操作。最后,与PC机之间进行通信,由单片机控制继电器的吸合巳MCU采用AT89C52,是因为AT89C52开发简单,运行稳定。EEPROM采用24C64,用于存储系统的数据。24C64是12C接口操作方式,需要用一片MAX232进行电平转换。时钟芯片采用DSl2C887。DSl2C887是Dallas公司生产的新型产品,内置电池,可连续使用10年,可以方便记录事件的发生时间,限制持卡人使用的时间权限。为了防止系统‘‘死机”,使用MAX813作为看门狗。整个系统由电梯内部24V电源线供电,再由稳魇模块7805稳压成5v的电源。由于7805的工作热量很高,故在7805上安置—个散热片。

  此外为了避免出现被授权用户因为忘记带卡而无法呼梯的现象,我们对读卡器外接了—个4*4的矩阵键盘,以便于在无卡的情况下输入密码同样可以启动呼梯功能

  2.2软件部分

  本系统采用中断(INTl)工作模式,即MCU利用MFRc500提供中断信息对其进行控制。另外,根据系统的需要,可以采用查询方式对MFRC500进行操作。主程序流程图如图1所示:根据上面的流程,采用基于Keil C的C语言进行编程,部分初始化程序如下:

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2.2.1连接

  当一张Mifare卡片处在读写器的天线的工作范围之内时,程序员控制读写器向卡片发出REQUEST命令。

  卡片的A7Ht(Answer to Request)将启动,将卡片Block ()中的卡片类型(Tag/type)号共2个字节传送给读写器,建立卡片与读写器的第一步通信联络。如果不进行ATR操作,读写器对卡片的其它操作将不会进行。

  2.2.2反碰撞操作

  如果有多张Mifare卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时,读卡器将首先与每一张卡片进行通信,取得每一张卡片的系列号。由于每一张Mifare卡片都具有其唯一的序列号,决不会相同,因此读卡器根据卡片的序列号来保证一次只对一张卡操作。该操作读卡器得到的返回值为卡的序列号。

  2.2.3

  2.2.4权限

  最后,根据不同的卡序号,赋予不同的权限,选择楼层,完成电梯门禁的功能,程序略。

  3.结束语

  目前射频识别技术在国内外发展很快,各种RFID门禁产品也趋于成熟,其应用领域也从银行等高保安场所走向了一般企事业单位的办公楼。结合报警系统和视频监控系统对门实现智能化管理,加强了区域的安全眭。该系统以射频识别系统为基础将传统的电梯控制加以智能化,实现无人管理,实时控制等功能。

关键字:设计

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0530/article_6246.html
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