專利名稱：基于rfid技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)及控制方法，屬于門控管理 控制系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于以往的用鑰匙管理出入門禁保安，常會帶來很多煩惱。門控管理系統(tǒng)采用計 算機化的感應(yīng)卡識別，能夠提供安全、高效率和方便的專業(yè)管理，若遇到遺失卡或者是實時 發(fā)卡的情況，系統(tǒng)可隨時增刪感應(yīng)卡。并且可根據(jù)需求監(jiān)控使用者在哪里出入及出入的時 間和方式等。連接計算機后可將所有記錄數(shù)據(jù)傳到計算機，在資料分析后可打印出門控管 理報告和考勤管理報告等，還可以加入應(yīng)用軟件做到工資結(jié)算等等一系列功能。系統(tǒng)由服務(wù)端、若干客戶端和后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)成。服務(wù)器和客戶端之間采用 C/S結(jié)構(gòu)，每個客戶端由一臺PC機和一個讀卡器組成；應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)庫SQL_server2000 連接通過ADO對象實現(xiàn)。三者通過局域網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在RFID卡上精確讀寫，大容量客戶數(shù)據(jù)的存儲和快速定位并 且多臺讀卡設(shè)備的互聯(lián)通信的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)及控制方法。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用如下技術(shù)方案一種基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，包括用戶卡片、發(fā)卡器、讀卡器、上位 機和門控管理中心，用戶卡片與讀卡器通過磁場感應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)卡器與上位機通過 RS232串口進行數(shù)據(jù)交換，上位機與讀卡器通過RS232端口用連接線相連，門控管理中心和 上位機連接。所述的讀卡器包括MFRC500芯片、Atmel 89S52微處理器，EEPROM讀寫電路、鍵 盤電路、數(shù)碼管顯示電路、串行口電平轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路以及看門狗電路，串行口電平轉(zhuǎn) 換電路與MFRC500芯片和Atmel 89S52微處理器順序雙向連接，復(fù)位電路和看門狗電路與 Atmel 89S52微處理器連接，EEPROM讀寫電路和鍵盤電路也與Atmel89S52微處理器連接， Atmel 89S52微處理器同時也與數(shù)碼管顯示電路連接。所述的讀卡器與閱覽室一一對應(yīng)，每個閱覽室里置有一個讀卡器。所述的上位機包括顯示設(shè)備和控制主機，顯示設(shè)備和控制主機連接在一起，控制 主機內(nèi)置有上位機通信模塊和上位機管理控制模塊。所述的發(fā)卡器寫入用戶卡片上的初始數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)中包括卡的邏輯編號即其物 理編號不變、讀寫控制密鑰，對卡片數(shù)據(jù)區(qū)的讀寫嚴(yán)格進行身份驗證。所述的門控管理中心內(nèi)置有管理模塊，管理模塊內(nèi)設(shè)有刷卡端參數(shù)設(shè)置子模塊、 射頻卡管理子模塊和報表打印子模塊。所述的管理模塊對各閱覽室的運行方式進行設(shè)置，如出門刷卡、登記進出時間、登 記閱讀冊數(shù)，還查詢、統(tǒng)計每個閱覽室的讀者進出情況。
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所述的刷卡端參數(shù)設(shè)置子模塊根據(jù)射頻卡狀態(tài)給出各種提示語音，并將持卡人的 信息及時顯示出來。所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步 驟1)用戶在進入閱覽室之前，先將射頻卡片置于讀卡器上，讀卡器將其對應(yīng)的數(shù)據(jù) 區(qū)數(shù)據(jù)通過RS232端口傳送給上位機，上位機根據(jù)參數(shù)設(shè)置決定是否要進行密碼驗證，是 否產(chǎn)生進出記錄；如果閱覽室人數(shù)已經(jīng)達(dá)到上限，則提醒用戶閱覽室已滿，需要用戶等待；2)用戶出去時，根據(jù)閱覽室參數(shù)設(shè)置決定是否需要再次刷卡，如果需要則刷，并且 自動更新刷卡記錄，如出門時間，閱覽冊數(shù)；3)用戶進出門刷卡記錄批量上傳到管理模塊，管理端可以進行查詢打印和統(tǒng)計；4)用戶卡片掛失、解鎖操作在管理端進行，管理端會將各卡的狀態(tài)下傳到所有的 上位機，上位機根據(jù)各卡的狀態(tài)來決定是否可用。所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)的門控管理控制方法，其特征在于，所 述步驟1)中當(dāng)用戶將卡置于讀卡器上時，讀卡器中的讀卡芯片MFRC500立即讀取該卡的卡 號并選通讀卡器控制器P87C591，控制器隨即通過RS232串口將卡號傳給PC機客戶端程序， 應(yīng)用程序連接后臺數(shù)據(jù)庫讀者信息表并讀取與該卡號對應(yīng)的讀者信息。；如果身份合法，則 通道打開并提示歡迎信息，應(yīng)用程序產(chǎn)生進門刷卡記錄存儲于數(shù)據(jù)庫中，否則提示出錯、拒 絕讀者進入。本發(fā)明的有益效果如下1)由于以往的用鑰匙管理出入門禁保安，常會帶來很多不便。門控管理系統(tǒng)采用 計算機化的感應(yīng)卡識別，能夠提供安全、高效率和方便的專業(yè)管理；若遇到遺失卡或者實時 發(fā)卡的情況，系統(tǒng)可隨時增刪感應(yīng)卡。根據(jù)需求監(jiān)控使用者在哪里出入以及出入的時間和 方式等。2)利用無線射頻卡進行身份驗證，具有記憶功能并且可以靈活配置；系統(tǒng)讀卡穩(wěn) 定，減少系統(tǒng)的維護成本；數(shù)據(jù)同步更新速度快，這對于掛失和解掛用戶的使用非常方便。3)連接計算機后可將所有記錄數(shù)據(jù)傳到計算機，在資料分析后可打印出門控管理 報告和考勤管理報告等，還可以加入應(yīng)用軟件作到工資結(jié)算等等一系列功能。


圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2MFRC500匹配電路及天線電路圖。圖3讀卡器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖4串行口通信電路設(shè)計圖。圖5刷卡端流程控制簡圖。圖6刷卡記錄產(chǎn)生流程圖。圖7閱覽室管理模塊功能。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細(xì)描述
1、射頻卡讀卡器電路如圖2所示，在門控管理系統(tǒng)中，要真正實現(xiàn)對射頻卡(或稱應(yīng)答器)中的數(shù)據(jù)單 元進行讀寫操作，需要設(shè)計相應(yīng)的讀卡器。通常，讀卡器可以做成特定的接口標(biāo)準(zhǔn)，為與上 位機中的串行通信提供方便。讀卡器是由微控制器、讀寫射頻集成電路、線圈和一些外圍 電容器件組成。當(dāng)射頻卡進入讀寫器的磁場感應(yīng)區(qū)域時，從而構(gòu)成一個RFID系統(tǒng)。匹配 電路包含一個EMC低通濾波器，一個接收電路，天線匹配電路以及天線。天線直接連接到 MFRC500。2、讀卡器模塊設(shè)計如圖3所示，讀卡器包括MFRC500芯片、Atmel 89S52微處理器，EEPROM讀寫電路、 鍵盤電路、數(shù)碼管顯示電路、串行口電平轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路以及看門狗電路，串行口電平 轉(zhuǎn)換電路與MFRC500芯片和Atmel 89S52微處理器順序雙向連接，復(fù)位電路和看門狗電路 與Atmel 89S52微處理器連接，EEPROM讀寫電路和鍵盤電路也與Atmel 89S52微處理器連 接，Atmel 89S52微處理器同時也與數(shù)碼管顯示電路連接。3、串口通信電路設(shè)計如圖4所示，單片機的串行口主要用于與通用微機的通信、單片機間的通信和主 從結(jié)構(gòu)的分布式控制系統(tǒng)機間的通信。串行口通信常使用緩沖區(qū)。單片機與通用微機進行 通信時，要求使用的波特率、發(fā)送的位數(shù)相同。要想進行數(shù)據(jù)傳送，也必須首先測試雙方是 否可以可靠通信。系統(tǒng)中通信時采用的參數(shù)如下波特率為2400、8位數(shù)據(jù)、1位停止位、無 奇偶校驗。4、刷卡端設(shè)計及刷卡流水記錄刷卡流水記錄的產(chǎn)生與閱覽室端口設(shè)置有很大的關(guān)系，現(xiàn)就默認(rèn)情況下的刷卡記 錄產(chǎn)生作簡要說明。刷卡端運行后，系統(tǒng)中存在定時器每隔1000毫秒向外發(fā)送一次尋卡 信號，如果有卡應(yīng)答，則進一步進行通信，包括密碼驗證、數(shù)據(jù)塊的讀取、相應(yīng)用戶信息的 顯示、提示語音等。刷卡端第一次運行時，需要配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器參數(shù)、選擇閱覽室(刷卡 端)。配置后將參數(shù)保存到配置文件中。如我們選擇電子閱覽室。每次開機運行，工作人員 必須經(jīng)過登陸進行身份驗證。用戶進門必須刷卡，只要將卡置于讀卡器上方即可。讀卡器 讀出感應(yīng)區(qū)的卡片相應(yīng)扇區(qū)數(shù)據(jù)構(gòu)成卡號，從數(shù)據(jù)庫中與卡號相對應(yīng)的持卡用戶信息并給 予顯示。根據(jù)“電子閱覽室”參數(shù)設(shè)置，需要進行密碼驗證。記錄進出門時間、登記閱覽冊 數(shù)等等。整個流程如圖5所示。系統(tǒng)運行一段時間后，會產(chǎn)生大量的記錄。這給記錄的查詢和更新帶來了極大的 負(fù)擔(dān)。為了提高系統(tǒng)的運行效率，可以將前一段時間(例如1年，2年)的記錄備份到一個 文件中，這樣可以大大減少記錄操作時間。備份的文件格式為Access數(shù)據(jù)庫文件。當(dāng)有卡 在讀卡器有效范圍內(nèi)時，判斷閱覽室設(shè)置里面進門刷卡標(biāo)志(該標(biāo)志為真的話，進門要刷 卡，出門也要刷卡；如果為假，只要進門時刷一下卡，出門時不要刷卡)，如果為真，判斷是 否存在結(jié)束標(biāo)志(JSBZ)為真的記錄，如果存在說明現(xiàn)在是出門刷卡，否則就是進門刷卡。 如果是出門刷卡，則更新記錄出門時間，更新學(xué)生閱讀冊數(shù)，解除卡片鎖定。如果出門無需 刷卡，則先判斷時間登記標(biāo)志，如果為真，則記錄進門時間，否則不登記。繼續(xù)判斷冊數(shù)登記 標(biāo)志，如果為真，則記錄閱覽冊數(shù)。繼續(xù)判定鎖定標(biāo)志，如果為真，將卡的狀態(tài)字段設(shè)為8，創(chuàng) 建刷卡記錄。刷卡記錄產(chǎn)生流程如圖6所示。
5、管理端程序設(shè)計管理模塊主要由刷卡端參數(shù)設(shè)置模塊、射頻卡管理模塊、報表打印模塊構(gòu)成。每個 模塊又分別具有多個子功能項，主操作界面如圖7所示?！八⒖ǘ藚?shù)設(shè)置”用于維護刷卡 端參數(shù)表。刷卡端運行的參數(shù)均是通過該子模塊進行配置，參數(shù)主要包括刷卡端編號、閱 覽室名稱(刷卡端名稱)、身份確認(rèn)、進門刷卡、出門刷卡、時間登記、鎖定卡片、閱覽室冊數(shù) 登記、選中標(biāo)志、默認(rèn)冊數(shù)、座位數(shù)。如電子閱覽室的參數(shù)設(shè)置為進門刷卡、出門刷卡、時間 登記、身份確認(rèn)、閱覽冊數(shù)登記(默認(rèn)冊數(shù)為20)，閱覽室座位為100。每個刷卡端都對應(yīng)有 一條參數(shù)設(shè)置記錄，參數(shù)主要用來對刷卡端運行方式進行控制。管理員可以新建、更新和刪 除客戶端參數(shù)記錄。刷卡端第一次運行時，根據(jù)刷卡端名稱到刷卡端參數(shù)表中讀取其所對 應(yīng)的參數(shù)記錄，并將參數(shù)以配置文件形式保存到本地文件系統(tǒng)中。以后客戶端運行時，參數(shù) 從本地配置文件中自動讀取。工作人員的管理是系統(tǒng)的主要功能之一，對工作人員的管理 主要包括增加、刪除工作人員，更新工作人員的基本信息。在本系統(tǒng)中，工作人員分為三個 等級，分別為一般操作員、分系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)管理員。其中，系統(tǒng)管理員的主要作用是創(chuàng) 建分系統(tǒng)管理員，其它功能被屏蔽；分系統(tǒng)管理員主要負(fù)責(zé)創(chuàng)建一般操作員和打印各種統(tǒng) 計報表；一般操作員可以完成除創(chuàng)建工作人員的所有操作。批量解除鎖定是批量解除射頻 卡的鎖定狀態(tài)，當(dāng)有批量卡片在閱覽室被鎖定，而無法通過正常渠道解除鎖定時，可以通過 該模塊進行批量解鎖。當(dāng)然也可以對指定的射頻卡進行解鎖?？顟B(tài)正常時，其卡狀態(tài)值 為0 ；卡狀態(tài)為鎖定時，卡狀態(tài)值為8。刷卡端主要作用為讀者身份驗證和生成刷卡記錄。刷卡記錄主要包括客戶端編 號、卡號、學(xué)號、進門時間、出門時間、閱覽冊數(shù)、結(jié)束標(biāo)志等字段。客戶端參數(shù)主要有“身份 確認(rèn)標(biāo)志”、“出門刷卡標(biāo)志”、“時間登記標(biāo)志”等?！吧矸荽_認(rèn)標(biāo)志”如果設(shè)置為True，當(dāng)讀者 在刷卡時，必須輸入個人密碼，只有在密碼正確的情況下才能進入閱覽室并產(chǎn)生一條刷卡 記錄；“出門刷卡標(biāo)志”如果設(shè)置為True，當(dāng)讀者進出時都必須刷卡，進入時刷卡記錄的“結(jié) 束標(biāo)志” =False,出去時更新該記錄的“結(jié)束標(biāo)志” =True。時間登記標(biāo)記如果被選中，則 記錄讀者進入和出去的時間。本系統(tǒng)運行時首先需要配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，刷卡模塊和管理模塊均和數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器建立聯(lián)系。每個刷卡端的參數(shù)由管理模塊預(yù)先設(shè)置好，所以有刷卡端初始化時均會向管 理模塊索要刷卡端參數(shù)，選擇好后將刷卡端的編號寫入配置文件中，下次登陸時直接讀取 配置文件即可。刷卡模塊根據(jù)服務(wù)端設(shè)置的參數(shù)進行運行，產(chǎn)生相應(yīng)的刷卡流水記錄和工 作人員操作日志記錄。
權(quán)利要求
一種基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于包括用戶卡片、發(fā)卡器、讀卡器、上位機和門控管理中心，用戶卡片與讀卡器通過磁場感應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)卡器與上位機通過RS232串口進行數(shù)據(jù)交換，上位機與讀卡器通過RS232端口用連接線相連，門控管理中心和上位機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的讀 卡器包括MFRC500芯片、Atmel 89S52微處理器、EEPROM讀寫電路、鍵盤電路、數(shù)碼管顯示電 路、串行口電平轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路以及看門狗電路，串行口電平轉(zhuǎn)換電路與MFRC500芯片 和Atmel 89S52微處理器順序雙向連接，復(fù)位電路和看門狗電路與Atmel 89S52微處理器 連接，EEPROM讀寫電路和鍵盤電路也與Atmel89S52微處理器連接，Atmel 89S52微處理器 同時也與數(shù)碼管顯示電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的讀卡 器與閱覽室一一對應(yīng)，每個閱覽室里置有一個讀卡器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位 機包括顯示設(shè)備和控制主機，顯示設(shè)備和控制主機連接在一起，控制主機內(nèi)置有上位機通 信模塊和上位機管理控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)卡 器寫入用戶卡片上的初始數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)中包括卡的邏輯編號即其物理編號不變、讀寫控 制密鑰，對卡片數(shù)據(jù)區(qū)的讀寫嚴(yán)格進行身份驗證。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的門控 管理中心內(nèi)置有管理模塊，管理模塊內(nèi)設(shè)有刷卡端參數(shù)設(shè)置子模塊、射頻卡管理子模塊和 報表打印子模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的管理 模塊對各閱覽室的運行方式進行設(shè)置，如出門刷卡、登記進出時間、登記閱讀冊數(shù)，還查詢、 統(tǒng)計每個閱覽室的讀者進出情況。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的刷卡 端參數(shù)設(shè)置子模塊根據(jù)射頻卡狀態(tài)給出各種提示語音，并將持卡人的信息及時顯示出來。
9.一種基于權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于，包括以下步驟1)用戶在進入閱覽室之前，先將射頻卡片置于讀卡器上，讀卡器將其對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)數(shù) 據(jù)通過RS232端口傳送給上位機，上位機根據(jù)參數(shù)設(shè)置決定是否要進行密碼驗證，是否產(chǎn) 生進出記錄；如果閱覽室人數(shù)已經(jīng)達(dá)到上限，則提醒用戶閱覽室已滿，需要用戶等待；2)用戶出去時，根據(jù)閱覽室參數(shù)設(shè)置決定是否需要再次刷卡，如果需要則刷，并且自動 更新刷卡記錄，如出門時間，閱覽冊數(shù)；3)用戶進出門刷卡記錄批量上傳到管理模塊，管理端可以進行查詢、打印和統(tǒng)計；4)用戶卡片掛失、解鎖操作在管理端進行，管理端會將各卡的狀態(tài)下傳到所有的上位 機，上位機根據(jù)各卡的狀態(tài)來決定是否可用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)的門控管理控制方 法，其特征在于，所述步驟1)中當(dāng)用戶將射頻卡置于讀卡器上時，讀卡器中的讀卡芯片 MFRC500立即讀取該卡的卡號并選通讀卡器控制器P87C591，控制器隨即通過RS232串口將卡號傳給PC機客戶端程序，應(yīng)用程序連接后臺數(shù)據(jù)庫讀者信息表并讀取與該卡號對應(yīng)的 讀者信息；如果身份合法，則通道打開并提示歡迎信息，應(yīng)用程序產(chǎn)生進門刷卡記錄存儲于 數(shù)據(jù)庫中，否則提示出錯、拒絕讀者進入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于RFID技術(shù)的門控管理控制系統(tǒng)及控制方法，屬于門控管理控制系統(tǒng)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括用戶卡片、發(fā)卡器、讀卡器、上位機和門控管理中心，用戶卡片與讀卡器通過磁場感應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)卡器與上位機通過RS232串口進行數(shù)據(jù)交換，上位機與讀卡器通過RS232端口用連接線相連，門控管理中心和上位機連接。該系統(tǒng)采用計算機化的感應(yīng)卡識別，能夠提供安全、高效率和方便的專業(yè)管理；數(shù)據(jù)同步更新速度快，系統(tǒng)維護成本低。
文檔編號G07C9/00GK101950438SQ20101025440
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者孫大松, 孫彩云, 王紅林 申請人:南京信息工程大學(xué)