楊旭方

（廣東省電子信息技工學(xué)校，廣東廣州，540450）

0 引言

為確保財(cái)產(chǎn)和人身安全，許多企事業(yè)單位都要對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行身份認(rèn)證，傳統(tǒng)身份認(rèn)證主要通過人工登記有效證件進(jìn)行，但這種身份認(rèn)證方式不僅存在工作量大、數(shù)據(jù)繁多、不易保存等缺點(diǎn)，而且證件容易造假，給身份認(rèn)證工作帶來諸多不便。為此，各研究機(jī)構(gòu)都在探索新的身份認(rèn)證方式，目前，我國(guó)比較流行的有指紋和非接觸式IC 卡兩種身份認(rèn)證方式，由于非接觸IC 卡門禁系統(tǒng)具有安全性好、存儲(chǔ)量大、核對(duì)方便、非接觸預(yù)防交叉感染等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在使用非接觸式IC 卡前，系統(tǒng)管理員首先通過讀寫器將用戶信息和權(quán)限寫入用戶的IC 卡芯片中，當(dāng)用戶需要進(jìn)出單位大門時(shí)，用戶將IC 卡移近讀寫器，然后讀寫器將讀入的用戶信息及權(quán)限送到單片機(jī)進(jìn)行身份認(rèn)證，若身份正確且滿足權(quán)限，則啟動(dòng)門鎖開門，否則，門鎖緊閉，并顯示錯(cuò)誤原因，同時(shí)，將身份認(rèn)證信息保存，以供隨時(shí)備查。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖1 所示。

圖1 非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)主要由讀寫器、數(shù)據(jù)傳輸模塊和門禁管理模塊三部分組成，如圖2 所示。其中，讀寫器主要完成IC卡的讀/寫、身份認(rèn)證、開/關(guān)門以及相關(guān)信息的設(shè)置、顯示等功能；數(shù)據(jù)傳輸模塊主要完成計(jì)算機(jī)與讀寫器之間的通信任務(wù)，并即時(shí)記錄人員進(jìn)出情況；門禁管理模塊主要是通過計(jì)算機(jī)完成信息的存儲(chǔ)以及門禁相關(guān)遠(yuǎn)程管理管理等功能。

圖2 非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

讀寫器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，主要由89C51 主控模塊、液晶顯示、鍵盤、門鎖驅(qū)動(dòng)、讀寫模塊MF RC531 和IC 卡組成。開門時(shí)，IC 卡用戶信息和權(quán)限通過收發(fā)天線送給89C51 單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)核對(duì)后控制門鎖開或關(guān)，同時(shí)將核對(duì)后的信息通過傳輸模塊送到計(jì)算機(jī)門進(jìn)行存儲(chǔ)、登記等處理，方便相關(guān)人員核對(duì)。

讀寫器頭部分采用非接觸式IC 卡讀寫模塊MF RC531，支持非接觸式高速通信模式，讀寫距離約100mm，并具有調(diào)電保護(hù)、自動(dòng)檢測(cè)并行接口類型、高集成度調(diào)制解調(diào)等功能，是一種比較理想的非接觸式IC 卡讀寫模塊，其內(nèi)部功能框圖如圖3 所示。

液晶顯示主要用于顯示門鎖開關(guān)狀態(tài)信息以及用戶操作提示信息，鍵盤主要用于用戶輸入開門密碼和管理員設(shè)置門鎖的開關(guān)密碼，門鎖驅(qū)動(dòng)是將門鎖開關(guān)信號(hào)進(jìn)行放大，以便驅(qū)動(dòng)電機(jī)開或關(guān)大門，出門按鈕主要用于單位內(nèi)人員外出時(shí)開門使用。

圖3 非接觸式IC 卡讀寫模塊MF RC531 內(nèi)部功能框圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)軟件主要包括數(shù)據(jù)傳輸程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序和主程序三部分。

3.1 數(shù)據(jù)傳輸程序

計(jì)算機(jī)通過傳輸模塊發(fā)送和接收門鎖認(rèn)證信息，數(shù)據(jù)傳輸程序分為上位機(jī)程序和下位機(jī)程序。上位機(jī)是由管理中心控制的計(jì)算機(jī)，其主要功能是接受下位機(jī)的數(shù)據(jù)，如用戶卡號(hào)、進(jìn)出時(shí)間，并對(duì)用戶卡號(hào)進(jìn)行認(rèn)證，確定其是否具備進(jìn)入單位的資格，并將認(rèn)證結(jié)果返回給下位機(jī)。下位機(jī)則是由單片機(jī)控制的門鎖讀寫器，其任務(wù)是將讀到的卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。

在設(shè)計(jì)時(shí)，上位機(jī)以Windows 系統(tǒng)為平臺(tái)，采用微軟公司提供的ActiveX控件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。下位機(jī)采用89C51單片機(jī)，采用C 語(yǔ)言編寫，通過單片機(jī)提供的串口完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序使用高級(jí)語(yǔ)言編寫，主要用于存儲(chǔ)用戶進(jìn)出大門信息，方便管理員統(tǒng)計(jì)、查詢，并具備自動(dòng)更新功能。

3.3 主程序

主程序是非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)的核心部分，一般采用C語(yǔ)言編寫，主要完成用戶IC 卡信息的讀入、搜尋、判斷等任務(wù)，并根據(jù)判斷結(jié)果完成開門或顯示開門錯(cuò)誤信息，其程序流程圖如圖4 所示。

圖4 主程序流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文利用單片機(jī)及射頻技術(shù)設(shè)計(jì)的非接觸式IC 卡門禁系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、安全可靠、存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，在企事業(yè)單位身份識(shí)別中得到了廣泛應(yīng)用，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 白雪冰,黨宏澤,張佳薇,朱莉.IC 卡門禁考勤系統(tǒng)[J]. 信息技術(shù),2002,(1):56-58

[2] 宋開宏,吳先良.遠(yuǎn)距離非接觸IC 卡門禁考勤管理系統(tǒng)[J]. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版) ,2003,11(1):48-51

[3] 宋紅梅.非接觸式IC 卡門禁考勤管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2002,(4):25-28

[4] 房向榮.基于ARM 的非接觸式IC 卡控制器設(shè)計(jì)[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,12(3):17-20