Sistem manajemen kontrol akses berdasarkan RFID dan layanan Web

Sistem kendali akses, juga dikenal sebagai sistem kendali masuk dan keluar, adalah sistem yang mengatur dan mengendalikan pintu masuk dan keluar area atau lorong penting. Dengan perkembangan masyarakat, tidak lagi terbatas pada pengelolaan kunci atau kunci pintu yang sederhana, tetapi sistem manajemen keamanan modern baru yang mengintegrasikan teknologi identifikasi otomatis dan teknologi manajemen modern, dan telah menjadi bagian yang sangat penting dari sistem keamanan. Ini banyak digunakan di gedung cerdas, perkantoran, hotel dan tempat lainnya. Saat ini, metode kontrol utama sistem Kontrol akses meliputi: pengenalan sidik jari, pengenalan wajah, pengenalan iris mata, dan kartu frekuensi radio. Tiga metode pertama semuanya merupakan teknologi biometrik, yang menggunakan ciri-ciri bagian tertentu tubuh manusia sebagai pembawa dan sarana identifikasi. Keunikan dan tidak dapat ditirunya menentukan bahwa ini adalah metode verifikasi identitas yang paling aman, namun mahal dan sulit untuk dipopulerkan. Dalam hal privasi pribadi, ini hanya cocok untuk tempat-tempat kelas atas dan benar-benar rahasia.

Kartu RF merupakan produk yang menggabungkan teknologi frekuensi radio nirkabel dan teknologi kartu pintar. Ini memiliki karakteristik penggunaan yang sederhana dan perawatan yang mudah.

Untuk meningkatkan kemampuan manajemen modern dan pemantauan jarak jauh dari sistem kontrol akses, sistem kontrol akses berbasis teknologi Web diperkenalkan. Sistem ini menggunakan teknologi frekuensi radio nirkabel. Ketika kartu IC non-kontak muncul dalam rentang frekuensi radio pembaca/penulis, kartu tersebut membaca kartu tersebut dan mengirimkan informasi ke server melalui komunikasi serial untuk pemrosesan data terkait, dan membangun platform manajemen berdasarkan mode C/S. , administrator dapat menanyakan dan mengontrol pengontrol akses melalui halaman Web, sehingga secara efektif mewujudkan pemantauan informasi real-time di mana saja di Internet.

1 Arsitektur sistem

Sistem ini menggunakan kartu IC non-kontak dan menggunakan teknologi identifikasi frekuensi radio RFID (Radio Frequency Identification Technology) untuk mendeteksi kartu IC. Ketika kartu IC dekat dengan pembaca/penulis, pembaca/penulis dapat mengidentifikasinya secara akurat dan mengirimkan nomor serinya ke pengontrol utama. dan PC, sambungkan ke database latar belakang melalui aplikasi untuk mendapatkan informasi pengguna yang sesuai dengan nomor kartu.

Jika kartu telah didaftarkan, maka akan diverifikasi dan pengontrol akan diberitahu untuk membuka pintu, dan nomor kartu serta waktu pembukaan akan dicatat. Jika tidak, akses akan dilarang dan pemegang kartu akan diberitahu untuk keluar.

Sistem ini terdiri dari lima bagian: tag elektronik, pembaca dan penulis, komunikasi serial, server dan terminal pengguna. Seperti terlihat pada Gambar 1. Pembaca/penulis merupakan inti dari sistem. Ia berkomunikasi dengan kartu IC (tag elektronik) melalui sinyal frekuensi radio untuk menyelesaikan pekerjaan membaca kartu, menyimpan dan mengirim data. Ini dapat bekerja secara mandiri atau jaringan. Pada artikel ini, komunikasi port serial RS232 digunakan untuk terhubung ke server. .

Struktur C/S diadopsi antara server dan klien. Koneksi antara perangkat lunak aplikasi dan database SQLSERVER2000 diwujudkan melalui objek ADO, dan keduanya saling berhubungan melalui LAN. Dengan izin yang diberikan oleh administrator sistem, pengguna dapat menanyakan, menghitung, dan mencetak semua catatan yang relevan dari sistem manajemen.

2 Desain perangkat keras

2.1 Desain perangkat keras secara keseluruhan

Pembaca RF adalah inti dari sistem, terdiri dari rangkaian kontrol utama, rangkaian baca-tulis RF, rangkaian kopling antena, antena, dan rangkaian lainnya. Ia bertanggung jawab atas pemrosesan sinyal RF dan transmisi data, dan menyelesaikan tugas membaca nomor seri kartu IC. seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.

Tag elektronik yaitu kartu frekuensi radio, terdiri dari kartu IC dan antena induksi, dan dikemas dalam kartu PVC standar. Chip dan antenanya tidak memiliki bagian yang terbuka. Kartu ini tidak memerlukan daya. Ketika dekat dengan pembaca dalam jarak tertentu, data dibaca dan ditulis melalui transmisi antena. Artikel ini menggunakan Philips' Kartu Mifare1, yang didasarkan pada standar internasional ISO14443TYPEA. Setiap kartu memiliki nomor seri unik secara global dan memiliki fungsi anti-tabrakan.

Fungsi antena adalah menghasilkan fluks magnet, memberi daya pada kartu, dan mengirimkan informasi antara pembaca dan kartu. Rentang medan elektromagnetik efektif antena adalah efeknyalima area kerja sistem.

Chip baca dan tulis memilih chip khusus MFR500 yang diproduksi oleh Philips untuk membaca dan menulis kartu Mifare1, dan frekuensi kerjanya adalah 13,56MHz.

Pengontrol utama terdiri dari mikrokontroler AT89S52 dan rangkaian periferalnya. Bertanggung jawab untuk mengendalikan modul baca-tulis, komunikasi serial dengan PC, dan mengendalikan operasi perangkat eksternal. Diantaranya pengoperasian modul baca-tulis oleh mikrokontroler adalah mewujudkan pengoperasian kartu Mifare1 dengan mengendalikan MFRC500.

Ini adalah jembatan untuk transmisi data antara mikrokontroler dan kartu IC.

2.2 Desain sirkuit RF

Inti dari rangkaian frekuensi radio adalah chip baca-tulis MFRC500 yang merupakan jembatan transmisi data antara mikrokontroler dan kartu IC.

Mikrokontroler mengadopsi mode kontrol interupsi untuk chip baca-tulis, dan port kontrol interupsi INT0 terhubung ke pin IRQ MFRC500. Ada 64 register di dalam MFRC500. Mikrokontroler mengkonfigurasi dan mengoperasikannya dengan menulis perintah kontrol ke dalam register. Pin deteksi power-down RSTPD terhubung ke pin P2.0 mikrokontroler, pin NCS terhubung ke pin P2.7, dan NWR dan NRD terhubung masing-masing. Hubungkan ke pin WR dan RD pada port baca-tulis mikrokontroler. Port data D0~D7 terhubung ke port P0 mikrokontroler. Osilator kristal kuarsa menghasilkan frekuensi operasi 13,56MHz. Filter low-pass yang terdiri dari L1, L2, C5, dan C6 digunakan untuk menekan rangkaian osilator kristal pada saat yang bersamaan. Semakin tinggi harmonik yang dihasilkan. Sirkuit penerima terdiri dari R1, R2, C3, dan C4. Ia menggunakan potensi VNID yang dihasilkan secara internal di MFRC500 sebagai potensi masukan pin RX. Untuk mengurangi interferensi, pin VIND dihubungkan ke kapasitor C3 ke ground, dan cabang harus dihubungkan antara RX dan VNID. pengatur tegangan (R1), yang terbaik adalah menghubungkan kapasitor (C4) secara seri antara kumparan antena dan inverter tegangan. Untuk kinerja yang lebih baik, komponen ini harus ditempatkan dekat dengan pin antena chip MFRC500 RX, TX1, dan TX2 saat merutekan papan sirkuit.

2.3 Desain rangkaian antena

Untuk memperoleh sinyal frekuensi radio yang stabil dan andal, kinerja antena sangat penting, yang secara langsung mempengaruhi jangkauan dan sensitivitas pembaca. Kinerja antena berkaitan dengan faktor kualitas Q, yang berkaitan dengan geometri, ukuran, jumlah lilitan, dan faktor antena lainnya.

Sistem ini dirancang untuk kartu IC yang dipasangkan secara dekat. Antena PCB digunakan untuk produksi antena, yaitu papan sirkuit antena dibuat langsung pada papan PCB. Metode ini mempunyai kestabilan yang lebih baik.

Ketika antena dihubungkan ke chip baca-tulis, diperlukan rangkaian pencocokan tambahan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Sistem membuat perkiraan kasar antena dan mengubah nilai kapasitansi dari rangkaian yang cocok untuk mencapai jarak baca dan tulis terbaik.

3 Desain perangkat lunak

Perangkat lunak sistem mencakup dua bagian: komputer bawah dan sistem manajemen komputer atas. Diantaranya, komputer bagian bawah menggunakan mikrokontroler AT89S52 sebagai inti untuk mewujudkan pembacaan reader, kontrol akses dan komunikasi serial. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C, dan compilernya adalah KeilC51. Perangkat lunak manajemen komputer host berjalan di server, menggunakan Visual C++6.0 dan SQLSever2000 untuk manajemen sistem dan pengembangan database, termasuk komunikasi serial, manajemen pemantauan, dan rilis informasi. Perangkat lunak pemantauan dan manajemen digunakan untuk mengimplementasikan pendaftaran pengguna, permintaan catatan, penghapusan dan tugas-tugas lainnya, dan pelepasan informasi digunakan bagi administrator untuk melihat catatan log kontrol akses melalui halaman web.

3.1 Desain perangkat lunak komputer yang lebih rendah

Perangkat lunak ini berjalan pada mikrokontroler dan menyelesaikan pembacaan nomor kartu, kontrol kunci pintu dan sirkuit tambahan, serta komunikasi serial. Diagram alir ditunjukkan pada Gambar 5. Inti dari perangkat lunak ini adalah mewujudkan komunikasi antara kartu MFRC500 dan Mifare1. Komunikasi harus mengikuti proTokol transmisi standar ISO14443TYPEA. Proses pembacaan kartu harus dilakukan secara ketat sesuai dengan urutan yang telah ditetapkan, yaitu respon reset, pemilihan kartu anti-tabrakan, otentikasi dan pembacaan dan penulisan kartu. Karena kartu dapat dibaca, Anda hanya perlu membaca nomor seri kartu dan tidak perlu menulis kesektor terkait, sehingga langkah otentikasi dapat diabaikan. Kode utamanya adalah sebagai berikut:

3.2 Desain perangkat lunak PC

Dalam lingkungan pemrograman VC++6.0, kelas CSerialPort digunakan untuk mengimplementasikan komunikasi serial, menerima nomor seri kartu IC yang dikirim, dan kemudian mengakses database melalui teknologi ADO untuk mendapatkan informasi pengguna yang sesuai dengan kartu untuk pemrosesan verifikasi.

Sistem ini didasarkan pada SQLSERVER2000 untuk pengembangan database. Administrator harus memasukkan akun dan kata sandi mereka untuk masuk ke sistem guna mencegah administrator non-sistem masuk secara ilegal ke dalam sistem. Setelah itu, administrator dapat menyelesaikan registrasi, query, modifikasi dan penghapusan informasi nomor kartu, dan mencatat informasi kunjungan (pengguna dan waktu perjalanan) dalam database untuk statistik data dan query. Modul fungsional perangkat lunak pemantauan dan manajemen ditunjukkan pada Gambar 6.

Modul penerbitan informasi diimplementasikan berdasarkan ASP.net. Proses implementasinya terutama membaca tabel informasi pemantauan dan pengelolaan database SQLServer melalui ado.net, membuat situs web penerbitan informasi dan menyebarkannya ke server IIS. Dengan cara ini, pengguna dapat mengakses halaman web di lokasi mana pun. Lihat informasi sistem dan catatan kontrol akses.

4. Program berjalan

Mengambil contoh manajemen kontrol akses laboratorium di Fakultas Teknik Elektronik Universitas Sains dan Teknologi Elektronik Guilin, desain perangkat lunak dan perangkat keras dari sistem telah direalisasikan. Setelah administrator memasukkan nomor akun dan kata sandi, ia memasuki antarmuka utama perangkat lunak pemantauan dan manajemen seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.

Setelah pengujian, jarak kerja efektif kartu IC adalah 6cm. Ketika kartu IC merespons, sistem secara otomatis menampilkan nomor kartu, informasi pengguna kartu dan waktu masuk, dan secara otomatis menyimpannya di database latar belakang. Karena kartu Mifare1 memiliki nomor seri unik secara global, informasi anggota dapat digabungkan dengan nomor seri kartu IC dan disimpan dalam database saat anggota mendaftar. Dengan cara ini, saat memeriksa informasi, Anda dapat mencari secara akurat berdasarkan waktu atau langsung berdasarkan nama.

  5. Kesimpulan

Sistem manajemen kontrol akses yang diusulkan berdasarkan layanan RFID dan Web menyediakan kontrol cerdas dan mekanisme manajemen jarak jauh untuk akses departemen penting. Ia menggunakan teknologi frekuensi radio nirkabel RFID untuk mencapai akses tanpa kunci, yang tidak mudah hilang dan dapat digunakan kembali; ia menggunakan database SQL dan layanan Web untuk mencapai pemantauan jarak jauh atas kontrol akses, yang mudah dioperasikan, fleksibel dan aman. Ini memiliki aplikasi luas di rumah pintar, akses kantor, logistik, dan acara lainnya. Prospek aplikasi.