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淺談射頻識(shí)別技術(shù)在門禁系統(tǒng)的作用
門禁系統(tǒng)應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時(shí)間，提高路口的通行效率；更重要的是可以對(duì)小區(qū)或停車場(chǎng)的車輛出入進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗(yàn)證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場(chǎng)的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。
基于射頻識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)，提出了射頻識(shí)別技術(shù)在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用模型，并重點(diǎn)介紹了軟件和硬件兩方面的實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)具有識(shí)別準(zhǔn)確率高、抗干擾能力強(qiáng)、通信可靠等優(yōu)點(diǎn)。
射頻識(shí)別（RFID，即RadioFrequencyIdentification）技術(shù)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別與數(shù)據(jù)交換的目的？.因此它可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理。通信距離可從幾厘米到幾十米，其最主要的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，受雨雪、冰雹、灰塵等影響小，可全天候工作，非接觸地完成自動(dòng)識(shí)別、跟蹤與管理，并且可穿透非金屬物體進(jìn)行識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)。
隨著生活水平的不斷提高，汽車開始大量進(jìn)入家庭。在中國(guó)城市汽車的保有量迅速增加情況下，車輛的管理已成為一個(gè)難題。對(duì)車輛進(jìn)行有效的管理，其核心問題是如何對(duì)車輛進(jìn)行識(shí)別。本文介紹了一個(gè)基于射頻識(shí)別技術(shù)的門禁系統(tǒng)，將RFID技術(shù)應(yīng)用于門禁的管理，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛快速可靠地識(shí)別，使安防中門禁管理實(shí)現(xiàn)高效化、智能化。
1系統(tǒng)硬件構(gòu)成
射頻門禁系統(tǒng)由車載電子標(biāo)簽、車感線圈、射頻接口、信號(hào)處理、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)六個(gè)部分組成。
1.1電子標(biāo)簽
電子標(biāo)簽，通常也被稱為應(yīng)答器。它內(nèi)部存儲(chǔ)車輛及車主的基本信息，安裝在車輛上，為無源標(biāo)簽。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的微波查詢信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽通過感應(yīng)電流所獲得的能量向閱讀器發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的信息，有效讀取距離是6—10m。
1.2閱讀器
閱讀器包括射頻接口和信號(hào)處理兩個(gè)模塊。
射頻接口主要負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)送與接收。它接收來自信號(hào)處理與控制系統(tǒng)指令信號(hào)，將指令信號(hào)變換為微波信號(hào)發(fā)送出去；同時(shí)，它也接收來自電子標(biāo)簽的微波反射信號(hào)，并將微波反射信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)送到信號(hào)處理模塊進(jìn)行解碼處理。
信號(hào)處理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)指令信號(hào)和電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)的處理。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號(hào)，將指令信號(hào)編碼后送到射頻接口，由射頻接口變換為微波信號(hào)發(fā)送出去；同時(shí)，它也接收來自射頻接口的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)，將電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信號(hào)解碼后送到管理系統(tǒng)。
1.3管理系統(tǒng)
管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)處理用戶信息電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)信息。它依據(jù)用戶指令對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理，接收來自信號(hào)處理模塊和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將指令信號(hào)送往信號(hào)處理模塊和控制系統(tǒng)，同時(shí)管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)跟安防中心通信。
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1.4控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)閘門機(jī)構(gòu)進(jìn)行通信控制。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號(hào)，對(duì)閘門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，并將閘門狀態(tài)反饋給管理系統(tǒng)。即如果從電子標(biāo)簽讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過管理系統(tǒng)分析為合法通行者，則給控制系統(tǒng)信號(hào)，開啟閘門放行。
1.5車感線圈
車感線圈選用PBD232地感環(huán)形線圈式檢測(cè)器。該檢測(cè)器是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測(cè)器，它的傳感器是一個(gè)埋在路面下并通有一定工作電流的環(huán)形線圈（一般為2m×l。5m）。當(dāng)車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈上肘，車輛自身鐵質(zhì)切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測(cè)器通過檢測(cè)該電感變化量就可以檢測(cè)出車輛的存在。該檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間為lOOms，它的各項(xiàng)性能特點(diǎn)能夠保證系統(tǒng)準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)到車輛到來，并通過數(shù)字I/O卡輸出信號(hào)給計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)讀寫器工作。
2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件系統(tǒng)主要包括閱讀器的信號(hào)處理和系統(tǒng)管理兩個(gè)部分。信號(hào)處理模塊軟件開發(fā)采用C語言，系統(tǒng)管理部分軟件采用VisualC++（VC）編程，數(shù)據(jù)庫采用MicrosoftSQLServer2000。
2.1系統(tǒng)工作流程
射頻門禁系統(tǒng)的基本工作流程如圖2所示。系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，閱讀器按照一定的時(shí)間間隔，發(fā)送詢問信號(hào)，由射頻接口模塊發(fā)射出去。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)人閱讀器的微波查詢信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽（應(yīng)答器）接收到詢問信號(hào)后將自身的信息反向發(fā)送給閱讀器，閱讀器信號(hào)處理模塊接收到序列號(hào)后，進(jìn)行車輛識(shí)別。首先進(jìn)行防碰撞處理建立通信通道，然后對(duì)該數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解碼，解碼后將信息送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行校驗(yàn)。如果校驗(yàn)正確，發(fā)送信號(hào)給控制系統(tǒng)；如果有錯(cuò)，則提供聲光報(bào)警。在此過程中，若管理系統(tǒng)沒有發(fā)送結(jié)束命令，則結(jié)束一個(gè)識(shí)別過程后，又開始下一個(gè)循環(huán)。
2.2管理軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)運(yùn)行于Pc機(jī)上。Pc機(jī)上的應(yīng)用程序通過采集串口數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議進(jìn)行校驗(yàn)。若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則要求“信號(hào)處理模塊”重發(fā)數(shù)據(jù)；若校驗(yàn)正確，則提取車輛標(biāo)簽信息中的車牌號(hào)，與數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進(jìn)行對(duì)比。若提取的車牌號(hào)在數(shù)據(jù)庫中存在，則傳送信息給“控制系統(tǒng)”，由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)閘門（門禁）系統(tǒng)的操作，同時(shí)在應(yīng)用程序界面顯示當(dāng)前通行的車輛的基本信息；若提取的車牌號(hào)在數(shù)據(jù)庫中不存在，則向管理人員提示報(bào)警。
數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心部分，主要設(shè)置3種基本表格存放信息。各表及字段定義為：車輛與車主基本信息表：車主名稱、車主身份證、車主單位、車卡ID號(hào)、車牌號(hào)碼、車型、車品牌、車身顏色等；車輛通行記錄表（時(shí)空信息）：車卡ID號(hào)，通過日期時(shí)間、通行次數(shù)等；系統(tǒng)運(yùn)行情況記錄表：故障編碼、故障時(shí)間。
3系統(tǒng)功能
3.1遠(yuǎn)距離識(shí)別：由于識(shí)別距離可達(dá)10m，且系統(tǒng)的信號(hào)穿透能力強(qiáng)，因而持卡的業(yè)主車輛可以較快的速度進(jìn)出，而駕駛員不必停車、搖下車窗、伸出手臂接近讀卡機(jī)等操作，大大提高通行效率。臨時(shí)車輛進(jìn)出由管理員提供臨時(shí)ID卡。
3.2雙卡確認(rèn)：本系統(tǒng)實(shí)行駕駛員攜帶一張卡，此卡可用于門禁進(jìn)出，車上安裝一張卡，系統(tǒng)同時(shí)識(shí)別到二張卡的信號(hào)才給予放行，達(dá)到雙保險(xiǎn)功能。
3.3系統(tǒng)自動(dòng)記錄通過的時(shí)間地點(diǎn)：持卡人員進(jìn)出時(shí)，計(jì)算機(jī)都會(huì)自動(dòng)記載通行記錄，并且無法刪除記錄，便于對(duì)進(jìn)出小區(qū)的車輛、人員進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)及各種報(bào)表的生成，從而杜絕了失誤、偽造和作弊現(xiàn)象。
3.4臨時(shí)車輛自動(dòng)計(jì)費(fèi)：臨時(shí)車輛讀卡后根據(jù)入場(chǎng)時(shí)間與收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算費(fèi)用，特殊車輛進(jìn)出由管理員提供免費(fèi)停車卡，免費(fèi)停車卡進(jìn)行了特殊設(shè)置，無法假冒。
總之，門禁系統(tǒng)應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)持有效電子標(biāo)簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時(shí)間，提高路口的通行效率；更重要的是可以對(duì)小區(qū)或停車場(chǎng)的車輛出入進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，準(zhǔn)確驗(yàn)證出人車輛和車主身份，維護(hù)區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場(chǎng)的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。
