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1、基于分布式RFID门禁考勤系统的设计实现摘要:随着信息技术的发展,智能化门禁与考勤系统已经成为现在化企业架构的必备设施。为实现门禁与考勤系统的无缝化引入,本文提出一种基于分布式RFID的X络化门禁架构,利用基于TCP/IP协议的X络控制器实现分布式布局,利用射频识别技术实现身份认证,并在门禁硬件基础上进行考勤系统设计,应用结果表明此方案能简化员工考勤流程,进一步方便企业管理。 关键词:分布式RFIDX络化门禁考勤数字化安防 :P208:A:1007-9416(2010)09-0076-03 1引言 数字化安防将传统的安防科技与现代数字处理技术、通讯技术、计算机X络技术相结合,实
2、现各种安防信息的采集、处理、传输、显示和高度集成共享。出入口门禁控制是数字化安防的重要组成部分,为满足办公地点物理上较分散的企业管理,门禁控制需要由不联X方式扩展到联X分布式控制。传统联X型门禁广泛采用RS485串行总线标准,它使用平衡发送和差分接收方式,能抑制共模干扰、使通信距离长达上千米。但其X络拓扑采用的是终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形X络,虽能节约信号线,却决定了它不能解决数据冲突而必须采用轮询方式进行半双工通信,在实时性和可靠性上差强人意。鉴于此,[1][2][3]提出了TCP/IP方式的门禁系统架构,增强了系统的实时性和可靠性,但此种方式要求每台控制器均带有支持TCP/
3、IP的X络通信模块,成本较高。本文综合两种方式之优势,采用基于TCP/IP与RS485混合的X络化门禁架构,用TCP/IP实现分布式互联,RS485实现局部区域内门禁控制器的连接,在提高系统实时性的同时,大幅降低了成本,具有较高的实用性。 考勤是现代人事管理的一项较重要的内容,往往与职工薪资晋升直接挂钩。现有的考勤方式,包括人工、打卡钟、磁卡、指纹识别和IC卡考勤系统等,均使用专用设备,导致考勤点的位置集中,给正常上下班带来了不便,且数据采集不灵活。本文利用分布式门禁具有刷卡时间记录的功能,在不增加任何硬件投入的前提下,实现企业的考勤管理。 2总体设计 2.1硬件架构 为减少门
4、禁X络布线量,同时确保X络控制器无论布局在何处均能与管理中心连接,即实现分布式通信,将系统X络连接部分分为X络控制器和门禁控制器。X络控制器对上通过标准以太X接口连接至企业现有X络,对下通过RS485线控制8-16个相对集中的门禁控制器,连接使用总线型结构,利用一个IP连接多个门禁控制器,从而将所有控制器联X。门禁控制器下端,通过工业上广泛使用的韦根接口,连接读卡器、出门按钮、电控锁的电磁继电器和门磁,实现门禁控制功能。如图1所示为整个系统的硬件架构,在此种模式下,即使X络不畅,门禁控制器仍能存储读卡信息,并在X络畅通时上传。 2.2软件构架 依据硬件结构,可将系统软件开发分为两个部分
5、,包括控制器上的嵌入式软件设计,上位机管理中心的软件开发。如图2所示,门禁控制器除需要处理读卡器发送的数据和开关门信息,还需设计通信接口供上位机调用,响应门禁考勤管理系统命令,将相应信息传至数据库。通过对门禁考勤系统和数据库获得的记录进行查询和分类,可获取详细的考勤信息,实现考勤功能。 3系统实现 3.1硬件选型 实时性、可靠性和低功耗是评定系统性能的三个重要因素,也是硬件选型的主要依据。X络控制器主要实现信息的X络化传输,其以太X接口电路主要由MAC控制器和物理层接口组成。门禁控制器需对读卡器的读卡卡号进行数据比对发送相应指令,并对读卡时间和数据进行记录。考虑到系统性能评定因素
6、,X络控制器与门禁控制器均选用ATMEL公司AT91RM9200做为MCU,利用其外部总线接口(EBI),可外接16Mflash存储器保存权限信息和读卡数据;它的电源管理控制器(PMC)通过软件控制有选择的使能/禁用处理器及各种外设能使系统的功耗保持最低。对于以太X接口电路,AT91RM9200片内自带有以太XMAC,因此只需外接一物理层芯片,此处选用DAVIDM9601,它完全兼容IEEE802.3,支持10M/100MX速通信,片上集成16KSRAM用于数据缓冲,拥有超低功耗模式,与本设计的高时效低功耗原则相符。 门禁的识别部分广泛采用13.56MHz频段无线射频技术(RFID)。射
7、频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预。13.56MHZ频段内标签与读卡器的通信方式为负载调制,即通过改变电子标签天线上的负载电阻的接通和断开,来使读写器天线上的电压发生变化,实现用近距离电子标签对天线电压进行振幅调制。本方案中读卡器的射频芯片采用Mifare卡专用读写处理芯片MFRC500,它支持ISO14443A所有的层,本身自带天线。RC500包含一个
