ระบบการจัดการการควบคุมการเข้าถึงโดยใช้ RFID และบริการบนเว็บ

ระบบควบคุมการเข้าออกหรือที่เรียกว่าระบบควบคุมทางเข้าและทางออกเป็นระบบที่จัดการและควบคุมทางเข้าออกของพื้นที่หรือทางเดินที่สำคัญ ด้วยการพัฒนาของสังคม มันไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการจัดการล็อคประตูหรือกุญแจแบบง่ายๆ อีกต่อไป แต่เป็นระบบการจัดการความปลอดภัยสมัยใหม่ใหม่ที่รวมเทคโนโลยีการระบุตัวตนอัตโนมัติและเทคโนโลยีการจัดการที่ทันสมัย และได้กลายเป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่งของระบบรักษาความปลอดภัย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคารอัจฉริยะ สำนักงาน โรงแรมและสถานที่อื่นๆ ปัจจุบัน วิธีการควบคุมหลักของระบบควบคุมการเข้าออก ได้แก่ การจดจำลายนิ้วมือ การจดจำใบหน้า การจดจำม่านตา และการ์ดความถี่วิทยุ สามวิธีแรกเป็นเทคโนโลยีไบโอเมตริกซ์ทั้งหมด ซึ่งใช้ลักษณะของบางส่วนของร่างกายมนุษย์เป็นตัวพาและวิธีการระบุตัวตน ความเป็นเอกลักษณ์และไม่สามารถทำซ้ำได้กำหนดว่าเป็นวิธีการยืนยันตัวตนที่ปลอดภัยที่สุด แต่มีราคาแพงและยากที่จะเผยแพร่ เมื่อพูดถึงความเป็นส่วนตัว มันเหมาะสำหรับสถานที่ระดับสูงและเป็นความลับอย่างยิ่งเท่านั้น

การ์ด RF เป็นผลิตภัณฑ์ที่ผสมผสานเทคโนโลยีความถี่วิทยุไร้สายและเทคโนโลยีสมาร์ทการ์ดเข้าด้วยกัน มีลักษณะการใช้งานง่ายและบำรุงรักษาสะดวก

เพื่อปรับปรุงการจัดการที่ทันสมัยและความสามารถในการตรวจสอบระยะไกลของระบบควบคุมการเข้าออก จึงได้มีการนำระบบควบคุมการเข้าออกที่ใช้เทคโนโลยีเว็บมาใช้ ระบบใช้เทคโนโลยีคลื่นความถี่วิทยุไร้สาย เมื่อการ์ด IC แบบไม่สัมผัสปรากฏขึ้นภายในช่วงความถี่วิทยุของเครื่องอ่าน/นักเขียน การ์ดจะอ่านการ์ดและส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์ผ่านการสื่อสารแบบอนุกรมสำหรับการประมวลผลข้อมูลที่เกี่ยวข้อง และสร้างแพลตฟอร์มการจัดการตามโหมด C/S ผู้ดูแลระบบสามารถสืบค้นและควบคุมตัวควบคุมการเข้าถึงผ่านทางเว็บเพจ ดังนั้นจึงสามารถตรวจสอบข้อมูลแบบเรียลไทม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพทุกที่บนอินเทอร์เน็ต

1 สถาปัตยกรรมระบบ

ระบบใช้การ์ด IC แบบไม่สัมผัสและใช้เทคโนโลยีการระบุความถี่วิทยุ RFID (เทคโนโลยีการระบุความถี่วิทยุ) เพื่อตรวจจับการ์ด IC เมื่อการ์ด IC อยู่ใกล้เครื่องอ่าน/ผู้เขียน เครื่องอ่าน/ผู้เขียนสามารถระบุได้อย่างแม่นยำ และส่งหมายเลขประจำเครื่องไปยังตัวควบคุมหลัก และพีซี เชื่อมต่อกับฐานข้อมูลพื้นหลังผ่านแอปพลิเคชันเพื่อรับข้อมูลผู้ใช้ที่สอดคล้องกับหมายเลขบัตร

หากลงทะเบียนบัตรแล้ว จะมีการตรวจสอบ และผู้ควบคุมจะได้รับแจ้งให้เปิดประตู และหมายเลขบัตรและเวลาเปิดจะถูกบันทึก มิฉะนั้นจะถูกห้ามเข้าและจะแจ้งให้ผู้ถือบัตรออกไป

ระบบประกอบด้วยห้าส่วน: แท็กอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องอ่านและตัวเขียน การสื่อสารแบบอนุกรม เซิร์ฟเวอร์ และเทอร์มินัลผู้ใช้ ดังแสดงในรูปที่ 1 เครื่องอ่าน/ตัวเขียนคือแกนหลักของระบบ โดยจะสื่อสารกับการ์ด IC (แท็กอิเล็กทรอนิกส์) ผ่านสัญญาณความถี่วิทยุเพื่อทำหน้าที่อ่านการ์ด จัดเก็บ และส่งข้อมูลให้เสร็จสมบูรณ์ สามารถทำงานได้อย่างอิสระหรือแบบเครือข่าย ในบทความนี้ การสื่อสารด้วยพอร์ตอนุกรม RS232 ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์ -

โครงสร้าง C/S ถูกนำมาใช้ระหว่างเซิร์ฟเวอร์และไคลเอนต์ การเชื่อมต่อระหว่างแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์และฐานข้อมูล SQLSERVER2000 รับรู้ผ่านออบเจ็กต์ ADO และทั้งสองเชื่อมต่อกันผ่าน LAN เมื่อได้รับอนุญาตจากผู้ดูแลระบบ ผู้ใช้สามารถสืบค้น นับ และพิมพ์บันทึกที่เกี่ยวข้องทั้งหมดของระบบการจัดการได้

2 การออกแบบฮาร์ดแวร์

2.1 การออกแบบฮาร์ดแวร์โดยรวม

เครื่องอ่าน RF เป็นแกนหลักของระบบ ประกอบด้วยวงจรควบคุมหลัก วงจรอ่าน-เขียน RF วงจรเชื่อมต่อเสาอากาศ เสาอากาศ และวงจรอื่นๆ มีหน้าที่รับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณ RF และการส่งข้อมูล และทำหน้าที่อ่านหมายเลขซีเรียลของการ์ด IC ให้เสร็จสมบูรณ์ ดังแสดงในภาพที่ 2

แท็กอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งก็คือ การ์ดความถี่วิทยุ ประกอบด้วยการ์ด IC และเสาอากาศเหนี่ยวนำ และบรรจุในการ์ด PVC มาตรฐาน ชิปและเสาอากาศไม่มีชิ้นส่วนใดๆ ที่ถูกเปิดเผย การ์ดไม่ต้องการพลังงาน เมื่ออยู่ใกล้กับเครื่องอ่านภายในช่วงหนึ่ง ข้อมูลจะถูกอ่านและเขียนผ่านการส่งสัญญาณของเสาอากาศ บทความนี้ใช้ Philips' บัตร Mifare1 ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานสากล ISO14443TYPEA การ์ดแต่ละใบมีหมายเลขประจำเครื่องที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลกและมีฟังก์ชันป้องกันการชนกัน

หน้าที่ของเสาอากาศคือการสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก จ่ายพลังงานให้กับการ์ด และส่งข้อมูลระหว่างเครื่องอ่านและการ์ด ช่วงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพของเสาอากาศคือผลมีพื้นที่ทำงานของระบบ

ชิปอ่านและเขียนเลือกชิปพิเศษ MFR500 ที่ผลิตโดย Philips สำหรับการอ่านและเขียนการ์ด Mifare1 และความถี่ในการทำงานคือ 13.56MHz

ตัวควบคุมหลักประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 และวงจรต่อพ่วง มีหน้าที่ควบคุมโมดูลอ่าน-เขียน การสื่อสารแบบอนุกรมกับพีซี และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอก หนึ่งในนั้นคือ การทำงานของโมดูลอ่าน-เขียนโดยไมโครคอนโทรลเลอร์คือการตระหนักถึงการทำงานของการ์ด Mifare1 โดยการควบคุม MFRC500

เป็นสะพานสำหรับส่งข้อมูลระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และการ์ด IC

2.2 การออกแบบวงจร RF

แกนหลักของวงจรความถี่วิทยุคือชิปอ่าน-เขียน MFRC500 ซึ่งเป็นสะพานสำหรับการส่งข้อมูลระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และการ์ด IC

ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้โหมดควบคุมอินเทอร์รัปต์สำหรับชิปอ่าน-เขียน และพอร์ตควบคุมอินเทอร์รัปต์ INT0 เชื่อมต่อกับพิน IRQ ของ MFRC500 มีรีจิสเตอร์ 64 รายการภายใน MFRC500 ไมโครคอนโทรลเลอร์กำหนดค่าและดำเนินการโดยการเขียนคำสั่งควบคุมลงในรีจิสเตอร์ พินตรวจจับการปิดเครื่อง RSTPD เชื่อมต่อกับพิน P2.0 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ พิน NCS เชื่อมต่อกับพิน P2.7 และเชื่อมต่อ NWR และ NRD ตามลำดับ เชื่อมต่อกับพิน WR และ RD ของพอร์ตอ่าน-เขียนของไมโครคอนโทรลเลอร์ พอร์ตข้อมูล D0~D7 เชื่อมต่อกับพอร์ต P0 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ออสซิลเลเตอร์คริสตัลควอตซ์สร้างความถี่การทำงานที่ 13.56MHz ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านที่ประกอบด้วย L1, L2, C5 และ C6 ใช้เพื่อระงับวงจรคริสตัลออสซิลเลเตอร์ในเวลาเดียวกัน ฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นเกิดขึ้น วงจรรับประกอบด้วย R1, R2, C3 และ C4 โดยจะใช้ศักยภาพ VNID ที่สร้างขึ้นภายในใน MFRC500 เป็นศักยภาพอินพุตของพิน RX เพื่อลดการรบกวน พิน VIND จะเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ C3 ลงกราวด์ และต้องเชื่อมต่อสาขาระหว่าง RX และ VNID ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (R1) ควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ (C4) แบบอนุกรมระหว่างขดลวดเสาอากาศกับอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ควรวางส่วนประกอบเหล่านี้ไว้ใกล้กับพินเสาอากาศของชิป MFRC500 RX, TX1 และ TX2 เมื่อกำหนดเส้นทางแผงวงจร

2.3 การออกแบบวงจรเสาอากาศ

เพื่อให้ได้สัญญาณความถี่วิทยุที่เสถียรและเชื่อถือได้ ประสิทธิภาพของเสาอากาศเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อช่วงและความไวของเครื่องอ่าน ประสิทธิภาพของเสาอากาศสัมพันธ์กับปัจจัยด้านคุณภาพ Q ซึ่งสัมพันธ์กับรูปทรง ขนาด จำนวนรอบ และปัจจัยอื่นๆ ของเสาอากาศ

ระบบได้รับการออกแบบสำหรับบัตร IC แบบโคลสคัปเปิล เสาอากาศ PCB ใช้สำหรับการผลิตเสาอากาศ กล่าวคือ แผงวงจรเสาอากาศทำบนบอร์ด PCB โดยตรง วิธีนี้มีเสถียรภาพที่ดีกว่า

เมื่อเชื่อมต่อเสาอากาศกับชิปอ่าน-เขียน จำเป็นต้องมีวงจรจับคู่เพิ่มเติม ดังแสดงในรูปที่ 4 ระบบทำการประมาณค่าเสาอากาศคร่าวๆ และเปลี่ยนค่าความจุของวงจรที่ตรงกันเพื่อให้ได้ระยะการอ่านและเขียนที่ดีที่สุด

3 การออกแบบซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ระบบประกอบด้วยสองส่วน: คอมพิวเตอร์ส่วนล่างและระบบการจัดการคอมพิวเตอร์ส่วนบน คอมพิวเตอร์ส่วนล่างใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 เป็นแกนหลักในการอ่านค่าเครื่องอ่าน การควบคุมการเข้าถึง และการสื่อสารแบบอนุกรม ภาษาโปรแกรมที่ใช้คือภาษา C และคอมไพเลอร์คือ KeilC51 ซอฟต์แวร์การจัดการคอมพิวเตอร์โฮสต์ทำงานบนเซิร์ฟเวอร์ โดยใช้ Visual C++ 6.0 และ SQLSever2000 สำหรับการจัดการระบบและการพัฒนาฐานข้อมูล รวมถึงการสื่อสารแบบอนุกรม การจัดการการตรวจสอบ และการเปิดเผยข้อมูล ซอฟต์แวร์การตรวจสอบและการจัดการจะใช้ในการดำเนินการลงทะเบียนผู้ใช้ การสอบถามบันทึก การลบ และงานอื่นๆ และการเปิดเผยข้อมูลจะใช้สำหรับผู้ดูแลระบบเพื่อดูบันทึกการควบคุมการเข้าถึงผ่านหน้าเว็บ

3.1 การออกแบบซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ส่วนล่าง

ซอฟต์แวร์ทำงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์และอ่านหมายเลขการ์ด การควบคุมการล็อคประตูและวงจรเสริม และการสื่อสารแบบอนุกรม แผนภูมิลำดับงานแสดงในรูปที่ 5 แกนหลักของซอฟต์แวร์คือการตระหนักถึงการสื่อสารระหว่างการ์ด MFRC500 และ Mifare1 การสื่อสารต้องเป็นไปตามโปรโตคอลการส่งผ่านมาตรฐาน ISO14443TYPEA กระบวนการอ่านการ์ดจะต้องดำเนินการตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด นั่นคือ การตอบสนองการรีเซ็ต การเลือกการ์ดป้องกันการชนกัน การตรวจสอบสิทธิ์ และการอ่านและเขียนการ์ด เนื่องจากการ์ดสามารถอ่านได้ คุณเพียงแค่ต้องอ่านหมายเลขซีเรียลของการ์ดเท่านั้น และไม่จำเป็นต้องเขียนลงในการ์ดเซกเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นขั้นตอนการรับรองความถูกต้องจึงสามารถละเว้นได้ รหัสหลักมีดังนี้:

3.2 การออกแบบซอฟต์แวร์พีซี

ในสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรม VC++ 6.0 คลาส CSerialPort ถูกใช้เพื่อใช้การสื่อสารแบบอนุกรม รับหมายเลขซีเรียลของการ์ด IC ที่ส่ง จากนั้นเข้าถึงฐานข้อมูลผ่านเทคโนโลยี ADO เพื่อรับข้อมูลผู้ใช้ที่สอดคล้องกับการ์ดสำหรับการประมวลผลการตรวจสอบ

ระบบนี้ใช้ SQLSERVER2000 สำหรับการพัฒนาฐานข้อมูล ผู้ดูแลระบบจะต้องกรอกบัญชีและรหัสผ่านของตนเพื่อเข้าสู่ระบบ เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ดูแลระบบที่ไม่ใช่เข้าสู่ระบบเข้าสู่ระบบอย่างผิดกฎหมาย หลังจากนั้น ผู้ดูแลระบบสามารถดำเนินการลงทะเบียน สอบถาม แก้ไข และลบข้อมูลหมายเลขบัตร และบันทึกข้อมูลการเยี่ยมชม (ผู้ใช้และเวลาผ่าน) ลงในฐานข้อมูลสำหรับสถิติข้อมูลและการสืบค้น โมดูลการทำงานของซอฟต์แวร์การตรวจสอบและการจัดการจะแสดงในรูปที่ 6

โมดูลการเผยแพร่ข้อมูลมีการใช้งานตาม ASP.net กระบวนการนำไปใช้งานส่วนใหญ่จะอ่านตารางข้อมูลการตรวจสอบและการจัดการของฐานข้อมูล SQLServer ผ่านทาง ado.net สร้างเว็บไซต์เผยแพร่ข้อมูลและปรับใช้กับเซิร์ฟเวอร์ IIS ด้วยวิธีนี้ ผู้ใช้สามารถเข้าถึงหน้าเว็บได้จากทุกที่ ดูข้อมูลระบบและบันทึกการควบคุมการเข้าถึง

4. โปรแกรมทำงานอยู่

จากตัวอย่างการจัดการการควบคุมการเข้าถึงห้องปฏิบัติการของคณะวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กุ้ยหลิน พบว่าการออกแบบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของระบบเกิดขึ้นจริง หลังจากที่ผู้ดูแลระบบป้อนหมายเลขบัญชีและรหัสผ่านแล้ว เขาจะเข้าสู่อินเทอร์เฟซหลักของซอฟต์แวร์การตรวจสอบและการจัดการดังแสดงในรูปที่ 7

หลังจากการทดสอบ ระยะการทำงานที่มีประสิทธิภาพของการ์ด IC คือ 6 ซม. เมื่อบัตร IC ตอบสนอง ระบบจะแสดงหมายเลขบัตร ข้อมูลผู้ใช้บัตร และเวลาเข้าบัตรโดยอัตโนมัติ และจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลพื้นหลังโดยอัตโนมัติ เนื่องจากบัตร Mifare1 มีหมายเลขประจำเครื่องที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลก ข้อมูลสมาชิกจึงสามารถรวมเข้ากับหมายเลขประจำเครื่องของบัตร IC และจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลเมื่อสมาชิกลงทะเบียน ด้วยวิธีนี้ในการตรวจสอบข้อมูล คุณสามารถค้นหาได้อย่างแม่นยำตามเวลาหรือตามชื่อโดยตรง

  5. สรุป

ระบบการจัดการการควบคุมการเข้าถึงที่นำเสนอโดยใช้ RFID และบริการบนเว็บให้การควบคุมอัจฉริยะและกลไกการจัดการระยะไกลสำหรับการเข้าถึงแผนกที่สำคัญ ใช้เทคโนโลยีความถี่วิทยุไร้สาย RFID เพื่อให้เข้าถึงแบบไม่ใช้กุญแจซึ่งไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสูญหายและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ใช้ฐานข้อมูล SQL และบริการบนเว็บเพื่อให้เกิดการตรวจสอบการควบคุมการเข้าถึงระยะไกล ซึ่งใช้งานง่าย ยืดหยุ่น และปลอดภัย มีการใช้งานที่หลากหลายในบ้านอัจฉริยะ การเข้าถึงสำนักงาน โลจิสติกส์ และโอกาสอื่นๆ โอกาสในการสมัคร