论文总字数：19215字

目 录

１绪论 I

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

2.门禁系统总体设计方案 2

2.1系统需求分析 2

2.1.1 功能需求 2

2.1.2 系统需求 2

2.2门禁系统总体系统设计 3

3.门禁系统硬件设计 4

3.1读写器的选择 5

3.2 读卡器 6

3.3 继电器模块 6

3.4 PLC模块 7

4 门禁系统软件设计 9

4.1开发环境 9

4.1.1 计算机软件结构的选择 9

4.1.2 C#以及Visual Studio 2012 10

4.1.3 数据库以及MySQL 10

4.2 门禁管理系统设计 11

4.3 数据库设计 12

4.4 系统具体模块设置 14

4.4.1 系统主界面 15

4.4.2 制作新卡模块 15

4.4.3 权限管理模块 17

4.4.4 读写器模块设置 18

4.4.5 继电器参数设置 19

4.4.6 开始运行模块 20

5 系统总体调试 22

6 结论 26

参 考 文 献 27

致 谢 28

基于超高频RFID智能门禁系统设计

孙素娟

，China

Abstract：This paper designs an intelligent access control system based on uhf RFID. The role of this system is to act on the access control of various facilitie. On the one hand, the access control system can facilitate the management of personnel's management of incoming and outgoing personnel vehicles. On the other hand, the intelligent management of the access control system has greatly protected the internal security issues. The access control system has an RFID reader at the gate, and the person entering and exiting the vehicle can be immediately sensed within a certain range and judge whether it can be released. Afterwards, the information can be uploaded to the upper computer software and the incoming and outgoing information is recorded in the database. This system is mainly used by the high-frequency electronic label integrated machine Ljyzn-101 to identify the RFID card information carried in and out of the personnel vehicle, and then uploaded. After the host computer receives the signal, it processes and analyzes it, and then passes it to the relay. The relay outputs the signal to the PLC, PLC. The role is to control the motor. The motor can manage the opening and closing of the gate. The user's in and out records are collected by the host computer software and recorded and uploaded.

Key words：UHF; RFID Card; Access Control System; C #

１绪论

1.1研究背景及意义

随着中国社会主义市场经济的发展和科学技术的发展，门禁系统，作为一种安全措施，该产业规模的趋势必然是愈发成熟壮大的，社会需求也越来越大。一直以来，综合安全服务问题都是社会政府最为关注的话题，也是政府职能最为重要的一部分。

智能门禁系统是当代新的安全管理系统。它是由计算机自动识别技术和现代安全所集合的。它涉及许多技术，如光电、物理、计算机技术、通信技术和生物技术，这是解决重要部门出入境安全管理的有效措施，适用于各类保密部门,如银行，酒店，电脑室，军械库，机密房间，办公室，智能社区，工厂等。

随着科学技术的发展，最广泛使用的访问控制技术是非接触式IC卡，能够近距离接触。然而，非接触式IC卡的读写距离太短，当进入或退出时，车辆人员必须停止刷卡，这是它的一个最大的致命缺点。当人员车辆经常出入时，它会造成阻碍。因此，本文提出了一种基于RFID的超高频智能门禁系统。RFID即射频识别技术。随着网络技术的普及,90年代自动识别技术已被重新认识并受到广泛关注。它是利用射频信号通过空间耦合（电磁感应或电磁传播）实现非接触信息并获取待识别物体的身份信息的一种信息技术^[1]。近年来，世界各地出现了一波潮流趋势，即无线电频率识别，RFID工业、零售业和交通运输中的应用，由沃尔玛、清洁和波音等主要商业巨头正在进行推动。RFID技术和应用正处于高速发展阶段。RFID技术是本世纪发展前景比较敞亮的技术之一，无可厚非，这是业界公认的事实。随着自动识别行业的快速发展，其开发和应用将成为一场具有极高意义的工业革命。随之共同发展的还有门经系统中射频识别技术RFID的应用，该技术水平也愈发成熟，普遍应用于各个地方的门禁管理。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

国外访问控制系统的研究起步较早，尤其欧美国家，目前的受欢迎程度在全世界都处于领先地位。随着发展的日趋成熟，产业的两极化也愈加明显。在这种大环境下，众多小公司的生存情况就越来越艰难，而巨头公司的发展则呈现无人可挡的垄断阶段。与此同时，磁卡和非接触式IC卡的应用面也越来越狭隘，越来越有局限，RFID在门禁系统的应用将成为一种必然的趋势。在此基础上， TCP/IP网络连接成为一种普遍通用的系统连接也是必然趋势，这是科学技术的发展和用户需求的必然结果。由于RFDI技术在门禁系统的应用还处于一个基本阶段，大公司的技术掌握和垄断，这造成了众多相关产品的高价。而产品的成熟度还没有完全，使用并不是完全的容易，与它的代价并不是完全匹配。从全球RFID技术产业市场来看，欧美市场的技术处于较为成熟的阶段。RFID芯片主要产于飞利浦、西门子、ST等制造商，由生产半导体而来，呈现垄断趋势; RFID中间件和系统集成由IBM、惠普、微软等公司优先一步获得机会；RFID标签、天线、读写器等则主要由Alien、Intermec、Symbol、Transcore、Matrics、Impinj等公司为主要提供商。

1.2.2国内研究现状

虽然我国许多公司已经成功开发了指纹识别芯片，但我国的门禁系统研究已经进入了自主研发阶段，只是与欧美等发达国家相比仍有一定劣势。最关键的一点是我们仍没有自主开发研究的关键技术，尽管国内RFID相关的公司总数早已不止百家。LH/HF（低高频）等技术，国内发展还是较早的。我们在硬件生产方面一直遥遥领先，在低高频技术对技术要求较低的基础上，有足够的人力物力生产芯片、天线、标签、阅读器等硬件产品，能够拥有成熟技术并且做到产品广泛使用。因此可以处于完美的竞争条件之下。而超高频RFID技术则有更高的技术要求，超高频相关产品的研发，国内的基础工厂还是很难完成的。同时国内技术又发展较晚，知识经验层面匮乏。故而超高频RFID生产公司较少，拥有相关自主知识产权的创新型企业也较少。

2.门禁系统总体设计方案

2.1系统需求分析

2.1.1 功能需求

市场应用门禁系统具体的功能需求有：

1. 卡片使用模式：采用非接触式RFID卡；
2. 刷卡通过：当用户经过门禁系统时，需要刷卡。当读卡器获取信息后，它的首要任务就是传输信息至主机，之后便由主机首先判断信息是否正当。如果它是正当的，它将发布一个开门指令。如果是非法的，将发放临时的时间卡进行人工干预；
3. 报警功能：系统将发送报警信号并记录事件，如控制器被损坏、不合法开门、强行出入、读卡器被破坏、超时强制开门等；
4. 网络连接共享：在局域网络共享之下，门禁系统的控制器和上位机软件相连，从而方便管理人员对门禁系统的管理，实现对对车辆和人员的进出进行共同管理^[17]。上位机软件系统能够完成硬件部分参数的初始化，或者进行调整修改。同时可以利用数据库记录用户信息，即时更新，进行添加删除。
5. 远程控制：门禁系统可以通过局域网共享控制大门障碍物的开关；
6. 实时监管：门禁系统实时监管每个访问人员和车辆的RFID卡信息的状态；
7. 时间管理：上位机软件管理系统可以控制调整控制器的时间；
8. 记录存储功能：上位机管理系统能实时记录来往车辆人员的进出刷卡信息并上传系统，系统产生的报警事件时间也会被记录，方便用户信息的管理和事故后的及时处理。

2.1.2 系统需求

该系统是基于RFID超高频的门禁管理系统，由硬件部分和软件部分两部分共同组成。硬件部分所需产品有RFID阅读器、路由器、主机PC、USB继电器控制板地感线圈控制器和PLC。软件部分主要采用上位机系统进行控制，以基于visual studio2013的c#为编写语言，结合数据库USB接口程序等，实现硬件部分数据参数的初始化和修改。同时由于数据库的编写，数据的更改删除就可以被实时接收，实现对信息的识别判断。主机端接收到信息之后传输给管理人员，管理人员可以对RFID卡信息进行相应有效的增改删除，如进出人员车辆信息，进出人员车辆的权限等。 整个门禁管理系统的开始与结束，也可以由上位机软件进行控制。上位机软件的开发能够对整个系统进行有效管理，界面化的操作系统便于快捷有效的操作，极大的减少了管理人员的工作量。

2.2门禁系统总体系统设计

系统的总体设计图如图1所示。本系统基于超高频电子标签一体机 LJYZN-101超高频识别门禁系统是以超高频识别读写器为核心， 由上位机管理程序，以及读卡器，继电器， PLC和地感线圈等组件构成。它的工作原理是整个系统与主机之间的通信，获取指令和传输系统状态。整个系统一共有三个门，分别对应车进门RFID阅读器、车出门RFID阅读器，人行RFID阅读器，RFID阅读器都与路由器相连接。这三个门分别控制车辆进门、车辆出门以及个人进出门。在车辆或者行人靠近大门时也就是门禁系统时，RFID阅读器可以立即感应到进出人员或者进出车辆所携带的RFID卡。不同的RFID阅读器具有不同的IP地址，这是路由器随机分配产生的，随后软件可对上传信息进行识别判断分析。得出的信息比如是人员还是车辆，是否为有通过权限的人员和车辆等。从而自动判别该用户的可使用权限，并判断信息内容以及正确与否，进而信息上传到主机端，决定是否有资格被放行。其中，离门禁系统多远距离可以被检测到都是可以通过上位机软件进行更改的。

在系统判断可以放行之后，上位机软件会实时将进出人员车辆的信息和时间上传到数据库之中，完成信息的更新和修改，保证系统的实时性和完整性。个人进出门门口是不设置地感线圈，因而没有地感线圈控制器，是由上位机软件的设置更改数据信息哎控制门禁关闭的时间。而车辆的进出门是要经过地感线圈的检测，当地感线圈感应到到有车辆进入或驶出，就会实时传递信息给PLC，PLC也有三个接口，分别为人行门电机，车出门电机，车进门电机，实现大门的关闭。

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