射頻識別技術在門禁系統(tǒng)領域的應用淺談

門禁系統(tǒng)應用射頻識別技術，可以實現(xiàn)持有效電子標簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率；更重要的是可以對小區(qū)或停車場的車輛出入進行實時的監(jiān)控，準確驗證出人車輛和車主身份，維護區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。

基于射頻識別技術的特點，提出了射頻識別技術在門禁系統(tǒng)中的應用模型，并重點介紹了軟件和硬件兩方面的實現(xiàn)。該系統(tǒng)具有識別準確率高、抗干擾能力強、通信可靠等優(yōu)點。

射頻識別（RFID，即RadioFrequencyIdentification）技術是自動識別技術在無線電技術方面的具體應用與發(fā)展，其基本原理是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別與數(shù)據(jù)交換的目的？.因此它可實現(xiàn)多目標識別、運動目標識別和遠程實時監(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)點是環(huán)境適應性強，受雨雪、冰雹、灰塵等影響小，可全天候工作，非接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，并且可穿透非金屬物體進行識別，抗干擾能力強。

隨著生活水平的不斷提高，汽車開始大量進入家庭。在中國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難題。對車輛進行有效的管理，其核心問題是如何對車輛進行識別。本文介紹了一個基于射頻識別技術的門禁系統(tǒng)，將RFID技術應用于門禁的管理，可以有效地實現(xiàn)對車輛快速可靠地識別，使安防中門禁管理實現(xiàn)高效化、智能化。

1系統(tǒng)硬件構成

射頻門禁系統(tǒng)由車載電子標簽、車感線圈、射頻接口、信號處理、控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)六個部分組成。

1.1電子標簽

電子標簽，通常也被稱為應答器。它內部存儲車輛及車主的基本信息，安裝在車輛上，為無源標簽。當電子標簽進入閱讀器的微波查詢信號覆蓋區(qū)域時，電子標簽通過感應電流所獲得的能量向閱讀器發(fā)送出存儲在芯片中的信息，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處理兩個模塊。

射頻接口主要負責信號的發(fā)送與接收。它接收來自信號處理與控制系統(tǒng)指令信號，將指令信號變換為微波信號發(fā)送出去；同時，它也接收來自電子標簽的微波反射信號，并將微波反射信號變換為數(shù)字信號送到信號處理模塊進行解碼處理。

信號處理模塊主要負責對指令信號和電子標簽數(shù)據(jù)信號的處理。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號，將指令信號編碼后送到射頻接口，由射頻接口變換為微波信號發(fā)送出去；同時，它也接收來自射頻接口的電子標簽數(shù)據(jù)信號，將電子標簽數(shù)據(jù)信號解碼后送到管理系統(tǒng)。

1.3管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)主要負責處理用戶信息電子標簽數(shù)據(jù)和控制系統(tǒng)信息。它依據(jù)用戶指令對系統(tǒng)進行控制與管理，接收來自信號處理模塊和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將指令信號送往信號處理模塊和控制系統(tǒng)，同時管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡跟安防中心通信。

1.4控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要負責對閘門機構進行通信控制。它接收來自管理系統(tǒng)的指令信號，對閘門機構進行控制，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，開啟閘門放行。

1.5車感線圈

車感線圈選用PBD232地感環(huán)形線圈式檢測器。該檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器，它的傳感器是一個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，車輛自身鐵質切割磁通線，引起線圈回路電感量的變化，檢測器通過檢測該電感變化量就可以檢測出車輛的存在。該檢測器的響應時間為lOOms，它的各項性能特點能夠保證系統(tǒng)準確、快速地檢測到車輛到來，并通過數(shù)字I/O卡輸出信號給計算機，啟動讀寫器工作。

2系統(tǒng)軟件設計

軟件系統(tǒng)主要包括閱讀器的信號處理和系統(tǒng)管理兩個部分。信號處理模塊軟件開發(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)首先進行初始化，閱讀器按照一定的時間間隔，發(fā)送詢問信號，由射頻接口模塊發(fā)射出去。當電子標簽進人閱讀器的微波查詢信號覆蓋區(qū)域時，電子標簽（應答器）接收到詢問信號后將自身的信息反向發(fā)送給閱讀器，閱讀器信號處理模塊接收到序列號后，進行車輛識別。首先進行防碰撞處理建立通信通道，然后對該數(shù)據(jù)信息進行解碼，解碼后將信息送到數(shù)據(jù)庫進行校驗。如果校驗正確，發(fā)送信號給控制系統(tǒng)；如果有錯，則提供聲光報警。在此過程中，若管理系統(tǒng)沒有發(fā)送結束命令，則結束一個識別過程后，又開始下一個循環(huán)。

　　2.2管理軟件設計

該系統(tǒng)運行于Pc機上。Pc機上的應用程序通過采集串口數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議進行校驗。若校驗錯誤，則要求“信號處理模塊”重發(fā)數(shù)據(jù)；若校驗正確，則提取車輛標簽信息中的車牌號，與數(shù)據(jù)庫中的車輛信息進行對比。若提取的車牌號在數(shù)據(jù)庫中存在，則傳送信息給“控制系統(tǒng)”，由控制系統(tǒng)負責對閘門（門禁）系統(tǒng)的操作，同時在應用程序界面顯示當前通行的車輛的基本信息；若提取的車牌號在數(shù)據(jù)庫中不存在，則向管理人員提示報警。

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心部分，主要設置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、車牌號碼、車型、車品牌、車身顏色等；車輛通行記錄表（時空信息）：車卡ID號，通過日期時間、通行次數(shù)等；系統(tǒng)運行情況記錄表：故障編碼、故障時間。

3系統(tǒng)功能

3.1遠距離識別：由于識別距離可達10m，且系統(tǒng)的信號穿透能力強，因而持卡的業(yè)主車輛可以較快的速度進出，而駕駛員不必停車、搖下車窗、伸出手臂接近讀卡機等操作，大大提高通行效率。臨時車輛進出由管理員提供臨時ID卡。

3.2雙卡確認：本系統(tǒng)實行駕駛員攜帶一張卡，此卡可用于門禁進出，車上安裝一張卡，系統(tǒng)同時識別到二張卡的信號才給予放行，達到雙保險功能。

3.3系統(tǒng)自動記錄通過的時間地點：持卡人員進出時，計算機都會自動記載通行記錄，并且無法刪除記錄，便于對進出小區(qū)的車輛、人員進行查詢、統(tǒng)計及各種報表的生成，從而杜絕了失誤、偽造和作弊現(xiàn)象。

3.4臨時車輛自動計費：臨時車輛讀卡后根據(jù)入場時間與收費標準自動計算費用，特殊車輛進出由管理員提供免費停車卡，免費停車卡進行了特殊設置，無法假冒。

總之，門禁系統(tǒng)應用射頻識別技術，可以實現(xiàn)持有效電子標簽的車不停車，方便通行又節(jié)約時間，提高路口的通行效率；更重要的是可以對小區(qū)或停車場的車輛出入進行實時的監(jiān)控，準確驗證出人車輛和車主身份，維護區(qū)域治安，使小區(qū)或停車場的安防管理更加人性化、信息化、智能化、高效化。