非接触式的IC卡智能门禁系统

1.1研究背景和意义
1.1.1课题研究背景
随着社会的发展和科学技术的进步，人们在生产和生活等诸多领域需要更加安全可靠的保护
体系。

在这种背景下，智能访问控制系统已经被研究和开发，并且在国家机构中被广泛使用。

工厂，金融部门，家庭和社区以及酒店和大型图书馆等其他地方的安全措施。

我们传统的门
禁系统是通过门卫的工作人员人工对出入的人和车辆进行登记和放行的。

这种方法极大的浪
费了大量时间以及精力也在一定程度上出现了管理不够严格造成了许多的安全隐患。

随着人
们生活水平的提高，每个人对生活质量的要求越来越高。

公众不仅需要美好和谐的生活环境，而且还非常重视更快，更方便，更安全的生活方式。

智能的门禁系统冲破了传统的人工门卫
安防方式。

为广大人民群众提供了更加安全、可靠性高的控制管理和网络监控功能极大地方
便了人们的日常工作和生活。

非接触式的IC卡智能门禁系统是通过网络监控软件和单片机的融合。

使用非接触式IC卡来
取代了钥匙通过计算机进行严格的智能化管理。

每个用户刷卡以后读卡器便会立即读取卡中
的所有关键信息并将其快速传输给控制器。

控制器判断并记录后向后台管理软件发出指令。

通过查询数据库验证持卡人的有效性控制门的开关。

该系统能有效克服传统门锁的诸多缺点
和不便之处具有方便、快捷、智能、安全性高等优势。

这种全新的智能门禁不仅可用于楼房
大厦的自动化、公司出勤考核、停车位进出的控制等领域还可以和其余多种自动控制设备组
成各种控制功能的系统。

非接触式的IC卡系统在以后会成长为门禁安防市场的先进方向。

现在门禁系统的发展趋势概括如下:
紧凑型访问控制系统的访问控制层、监控层和信息管理层三个层次在用户需求和技术结构上
仍相对稳定。

然而低成本嵌入式控制器的发展使得通过物理结构的TCP/IP协议在三个层次上传输和交换数据成为可能。

随着参数的修改任何数据库都可以被链接数据共享的程度越来越
高控制层的管理也越来越集中。

访问控制系统日益紧凑的硬件结构与经济有效的底层控制器
密切相关。

图书馆门禁系统是技术集成多系统集成的代表之一。

整个系统涉及总线技术、编程技术、传
感器技术、单片机控制技术等相关技术。

自动化门禁系统将随着现代科学技术的不断进步而
发展同时也与系统所涉及的各种技术同步。

新技术的应用必将给门禁系统带来更多的创新思路。

在开放式门禁系统的应用过程中首先要解决的问题是各种数据库的接口因为系统本身的数据
库需要与各种主流数据库连接。

在设计门禁系统的数据库接口时需要考虑主流数据库是Oracle、SQL等格式。

必须采用标准协议的数据结构和接口定义。

为了减少传输次数和适配
器成本尽可能简化系统结构系统需要采用数据定义接口在一定程度上方便各子系统的连接。

运行智能化的本质是使计算机能够通过程序进行一些简单的思维推理。

随着生物特征识别技
术的成熟门禁系统的标准化和智能化更加完善。

从管理的角度来看有效的访问控制、用户身
份验证和有序的资源是访问控制系统的主要功能。

无论用户的身份是否有效无论用户的操作
是否适当系统的操作都应该是面向人的。

在信道控制方面应考虑各种用户组的动作特性。

1.2课题研究现状
非接触式IC卡作为21世纪最具潜力的十大高新技术之一给安全领域带来了巨大的市场机遇。

它将在身份识别、公共交通、智能建筑等诸多领域发挥重要作用。

此外在发达国家和地区的
一些重要场合智能门禁系统已成为安全系统中的重要设备之一。

美国当局的调查结果显示美
国门禁设备的销售额占公共安全行业总销售额的57.8%而其他报警设备的销售额仅占39.2%。

在台湾的安全设备市场门禁安防系统的销售量也以每年25%的速度增长。

所以从这点我们不
难看出作为关系到广大人民百姓人身安全和财产安全的重要防线门禁系统的开发成果有着长
远的现实利益。

然而购买一套完整的智能门禁系统的价格也非常昂贵因此开发一套满足自身
需求的智能门禁系统具有重要的现实意义。

为满足东北石油大学秦皇岛分公司宿舍区、图书馆、实验区门禁管理的需要克服传统钥匙开
启带来的不便提高其安全性设计开发了一种有效的非接触式IC卡智能门禁系统。

本着实用、先进、经济的原则实现对用户基本信息和IC卡信息的管理。

管理、验证用户合法性、门控信号传输、实时监控、语音提示、液晶显示等功能对于实现人员的安全有效管理加强现代化办
公管理的水平拥有重大意义。

表1-1智能门禁的开发阶段
表1-1门禁系统发展阶段
如图1-1所示广大技术人员经过以上六个时期的研究和开发智能门禁变得越来越可靠[5]。

目前，第五代识别技术广泛应用于诸如图书馆之类的访问控制系统，这是一种非接触式IC卡识别技术。

第六代生物识别技术虽然被认为是自然特征识别的最佳机密性，但不要求用户携带
任何特征标签。

然而由于采办识别系统的成本比较高第六代技术还没有得到广泛地应用。

我们通过对现代智能门禁的应用情况研究不难得出结论:智能化门禁目前依然有着很多的问题。

比较突出的问题有:识别设备有时候会出现差错、信道控制层与监控层两者的数据通信信息传
导错误、门禁的失误操作和数据集成不准确。

在各种特征识别技术中识别偶尔出现差错是不能够避免的。

如果识别系统出现的错误不会影
响用户的正常使用效果那么这种差错是可以被容许的。

非接触式IC卡消除了传统接触式IC
卡的许多缺点，这种缺点易于磨损且使用不方便，但当用户滑动速度超过读卡器的响应时间时，IC卡读写程序具有尚未完成，但卡已经存在它远离RF可以覆盖的范围。

在严重的情况下，它可能导致卡数据丢失，给用户造成巨大损失。

导致这种情况的因素只不过是软件问题和硬件问题。

在软件方面，有必要尽可能缩短读写IC
卡的时间，并在软件设计中采取更优化的读写方法，以弥补硬件的不足，从而保证可靠性。

可以有效地增强IC卡信息识别。

硬件主要与天线感应线圈和IC卡的质量差有关。

为了解决
IC卡的硬件问题必须提高IC卡制作质量。

信息误传的RS485总线方式是由于现在信道控制层以及监控层之间的数据连接方式存在抗干
扰能力弱、自适应性差、通信效率低等问题。

为了尽可能降低误码率应合理调整上位机与下位机之间的通信节奏避免因通信信号重叠而引
起的误码并通过异步通信解决信息误报问题。

每个通信器通过TCP/IP协议将需要验证的信息发送回数据库并直接从数据库中检索自己的命令。

读卡器标识也可以由数据库中的触发器自
动验证。

制动器的误操作是对用户操作最直接的影响有时甚至会对用户造成身体伤害。

目前门禁系统
中安装的门禁基本上是用红外线探测用户的通行情况。

导致闸门开闭不正确的原因是当用户
通过闸门的红外探测头时红外探头被异物堵塞或停留在通道中时间过长会增加红外探测逻辑
判断的误码率。

系统设计应该从用户的可能输入开始通过状态分析、各种可能条件的分析以及这些状态的时
间统计。

其次根据应用现场的实际情况可以逐步完善控制计算机和程序。

如有必要我们可以
考虑安装更多的红外传感器或添加图像传感器来辅助检测。

通过这些措施尽可能地解决了制
动器误动的问题。

1.3主要研究内容
非接触式IC卡门禁系统的设计主要是硬件系统和软件系统。

硬件系统包括芯片的选择和硬件电路的结构。

软件系统主要是监控软件的设计和开发。

其主要功能包括持卡人信息管理，非
接触式IC卡读写操作程序编写，系统安全加密，串行通信程序编写等。

本文主要内容如下:
基于JMY502微控制器开发板，开发了具有读卡，写卡，报警和智能屏幕显示等功能的处理器。

通过开发研究使其成为具有智能化屏显和鸣笛报警功能的门禁读卡器。

详细分析和设计了基于非接触式IC卡的门禁系统的功能和数据库。

该系统的主要功能包括
持卡人信息管理，身份验证，实时监控和数据统计分析。

模块化设计理念用于详细设计智能
门禁系统读卡器控制模块。

基于JMY-502微控制器开发板，设计并实现了智能门禁系统的读卡器。

读卡器通过RS-232
串行端口与PC机相连。

在后台监控管理软件的开发中利用mscomm模块实现了串行口的通
信过程。

非接触式IC卡的读写、液晶显示和蜂鸣报警功能由读卡器完成。

因此本章主要介绍了系统开发过程中使用的一些关键技术。

2.1非接触式IC卡工作原理
2.1.1非接触式IC卡简介
非接触式IC卡（RF卡）是20世纪90年代初开发的新技术。

它成功地结合了RFID技术和
IC卡技术，有效地解决了IC卡的被动和非接触问题。

性问题。

非接触式IC卡不需要电源，
也不需要与读卡器机械接触以防止接触故障。

表面无裸露碎屑不仅防水而且不产生静电击穿
和弯曲损伤。

在使用中没有优缺点。

具有可靠性高、操作方便的特点。

非接触式IC卡由它是完全在一个标准的PVC卡没有暴露的表面密封的感应天线，芯片和存
储器单元构成。

这是一个被动的机构。

读取和写入通常是通过非接触式IC卡和读卡器之间调制的无线频率信号进行。

读出和写入的IC卡时，读取器发送出一个两部分的RF信号：一个
是功率信号，它由卡接收之后与它的电容和电感谐振。

并产生能量的一小周期芯片正常工作。

在另一部分中，解调之后，控制芯片执行密码验证，数据的读出，修改和存储，并且将其返
回给读者。

基于非接触式IC卡上的智能门禁系统中硬件结构和软件控制操作被大大简化。

同时，它可以被广泛应用于先进的管理软件和通信技术的各个领域。

非接触式IC卡继承了大容量，接触式IC卡的高安全性的优点，并克服了接触式IC卡读不
可避免的失败和写入失败率，污染，损坏，静电，与芯片接触，该卡的不便。

缺点。

的非接触IC卡是操作的完全密封，非接触型的，其使用寿命是完全靠近芯片的自然寿命，
并且不会受外部不利因素。

因此，卡本身的寿命和操作便利性比接触型IC卡的高得多。

可以
看出的是，非接触IC卡与磁卡和接触式IC卡相比，具有无法比拟的优势。

一旦发布，就吸引了各国的重视世界各地。

毫无疑问非接触式IC卡聚集了众多家庭在身份识别、金融系统、公共交通、智能建筑、住宅物业等诸多领域都将发挥无限的潜力。