《門禁管理系統》項目2本章學習目標（1）了解什么是RFID技術（2）理解RFID技術的分類（3）了解RFID的應用（4）掌握RFID的系統架構任務一通過門禁系統添加門禁卡任務要求要求在門禁管理系統中發布三張門禁卡，門禁卡的用戶信息如下表2-1-1所示，最終的結果呈現要求在出入記錄查詢中可以查詢到這三人的門禁刷卡記錄。

表2-1-1用戶信息任務一通過門禁系統添加門禁卡姓名業主編號張三1號樓203室李四2號樓501室王五3號樓303室了解門禁系統的基本組成了解門禁系統的現狀和發展趨勢掌握門禁卡的特性了解RFID的分類任務目標任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹

門禁系統設計門禁卡門禁系統現狀和發展趨勢門禁系統的應用知識儲備任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹門禁系統顧名思義就是對出入口通道進行管制的系統。包括：門禁控制器、讀卡器、電控鎖以及其他設備。任務一通過門禁系統添加門禁卡Page

8圖2-1-1門禁系統示意圖任務一通過門禁系統添加門禁卡1）門禁控制器門禁控制器是系統的核心部分，相當于計算機的CPU，它負責整個系統輸入、輸出信息的處理和儲存，控制等等。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹圖2-1-2門禁控制器實物圖2）讀卡器門禁用的非接觸IC卡(感應式IC卡)讀卡器是門禁系統的重要組成部分，是門禁系統信號輸入的關鍵設備，關系著整個門禁系統的穩定性。一款帶密碼輸入的門禁讀卡器實物圖任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹圖2-1-3門禁讀卡器實物圖3）電控鎖門禁系統中鎖門的執行部件。用戶應根據門的材料、出門要求等需求，選取不同的鎖具。主要用電磁鎖，并且電磁鎖斷電后是開門的，符合消防要求。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹圖2-1-4門禁電控鎖實物圖4）其他設備出門按鈕：按一下打開門的設備，適用于對出門無限制的情況。門磁：用于檢測門的安全/開關狀態等。電源：整個系統的供電設備，分為普通和后備式（帶蓄電池的）兩種。報警器：非正常操作時發生警報。如太久沒關門，或非法傳入。傳輸部分：傳輸部分主要包含電源線和信號線。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統介紹門禁系統中最基本也是最重要的3個模塊功能，分別是門禁卡發卡、出入門禁管理、出入記錄查詢。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統設計圖2-1-6基本拓撲圖任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統設計1）發卡用于添加一張門禁卡使用，門禁系統中要使手里的門禁卡能夠刷卡，就必須先在系統中添加上該門禁卡的信息，這里主要是向門禁卡中寫入員工信息，包含用戶的姓名和部門。同時，在門禁管理系統軟件中記錄該門禁卡的卡號信息。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統設計2）出入門禁由于實驗無法真實的使用現實門禁系統設備，所以這里設計了一個出入門禁模塊，如下圖2-1-7所示，當使用門禁卡刷卡時，門會自動打開，該模塊用于模擬員工進出時的刷卡效果。圖2-1-7門禁刷卡任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統設計3）出入記錄查詢用于查詢某一用戶的進出情況，通過此項可以監控到何時某員工進出該辦公室，這對于監控辦公的安全方面非常重要，記錄的查詢必須使用刷卡的方式進行查詢。分類1)根據外形

可分為標準卡與異形卡。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁卡圖2-1-8門禁卡樣品門禁卡是用于門禁系統中的卡，如出入證、門禁卡、停車卡、會員卡等；門禁卡在發放最終用戶使用前，經由系統管理員設置，確定可使用區域及用戶權限，用戶使用門禁卡刷卡進入管理區域，無門禁卡或權限未開通用戶，不能進入管理區域。分類2)按卡片種類磁卡（ID卡）：優點是成本較低；一人一卡，安全一般，可聯微機，有開門記錄。缺點是卡片設備有磨損，壽命較短；卡片容易復制；不易雙向控制。卡片信息容易因外界磁場丟失，使得卡片無效。射頻卡（IC卡）：優點是卡片與設備無接觸，開門方便安全；壽命長，理論數據至少十年；安全性高，可聯微機，有開門記錄；可以實現雙向控制；卡片很難被復制。缺點是成本較高。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁卡從外觀上觀察，鑰匙扣卡一般都是ID卡，厚卡（一邊帶方孔，如下圖ID厚卡)一般都是ID卡，。下面主要就區分IC薄卡和ID薄卡。在比較黑暗的地方用手電筒照向卡，觀察卡片里面的線圈，可以根據線圈的線徑區別是IC卡還是ID卡，一般ID卡的線徑為3-8mm,IC卡的線徑為1-2mm，具體如下圖：分類3)按讀卡距離接觸式門禁卡：門禁卡必須與門禁讀卡器接觸才能完成工作任務。感應式門禁卡：門禁卡在門禁系統感應范圍內即可完成刷卡任務。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁卡任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統現狀和發展趨勢分類1）密碼識別門禁系統通過檢驗輸入密碼是否正確來識別進入權限。這類產品又分為兩類，一類是普通型，一類是亂序鍵盤型(鍵盤上的數字不固定，不定期自動變化)。優點：操作方便，需攜帶卡片，成本較低。缺點：安全性較差容易泄露，只能單向控制，沒有開門記錄，按鍵容易損壞、失靈圖2-1-10密碼識別門禁2）刷卡識別門禁系統

根據卡片的種類可以分為接觸卡門禁系統(磁條卡、條碼卡)和非接觸卡(又叫感應卡、射頻卡)門禁系統。接觸類產品的由于接觸使用的卡片容易磨損且信息易復制、易被外界磁場干擾致使失效，使用場景較少，一般只在和銀行卡(磁條卡)有關的場合被使用。非接觸卡具有使用方便、耐用性強、讀取速度快、安全性較高等優勢。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統現狀和發展趨勢3）生物識別門禁系統

通過檢驗人員生物特征等方式來識別進出。有指紋型、掌形型、虹膜型、面部識別型、手指靜脈型等等。優點是不會遺失、不會被竊、無記憶密碼負擔、安全便捷。但目前生物識別的穩定性和準確性還在進一步提升，產品價格也較之前兩類偏高，適用場景也有一定的局限性。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統現狀和發展趨勢圖2-1-11指紋門禁4）新型門禁系統

近年來出現的二維碼、藍牙、WIFI等新形式開門的門禁系統。住戶通過手機APP驗證身份后，即可在門禁機附近使用手機APP開門，同時住戶還可以生成授權訪客開門的二維碼圖片，并分享給訪客，訪客的二維碼有時間和開門次數的限制。任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統現狀和發展趨勢圖2-1-11指紋門禁任務一通過門禁系統添加門禁卡門禁系統的應用門禁系統在辦公大樓中的應用門禁系統在社區管理中的應用門禁系統在政府辦公中的應用門禁系統在教育醫療中的應用門禁系統在通訊基站中的應用門禁系統在電梯控制上的應用射頻識別技術典型的工作頻率有：125kHz，133kHz，13.56MHz，27.12MHz，433MHz，902~928MHz，2.45GHz，5.8GHz等。低頻段射頻標簽，簡稱為低頻標簽，其工作頻率范圍為30kHz~300kHz。典型工作頻率有：125KHz，133KHz。任務實施1）該任務需要用到低頻RFID讀寫器和RFID卡，將低頻RFID讀寫器的usb口連接至電腦usb口，如下圖2-1-12所示。1、任務環境準備任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-12設備連接圖2）安裝設備驅動程序，運行“項目二\驅動\CP210xVCPInstaller.exe”如圖2-1-13所示，點擊“Install”按鈕安裝USB轉串口驅動程序如圖2-1-14所示，安裝成功后可在計算機設備管理器中查看COM口狀態，如圖2-1-15所示。任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-13任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-14圖2-1-153）連接配置，用記事本打開修改“Canteen.exe.config”文件COM口，如圖2-1-16所示，修改COM口數值使之正常工作，如圖2-1-17所示。任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-16圖2-1-17任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-16圖2-1-171）運行目錄中門禁系統“GateSys.exe”應用程序，完成以下情景任務。軟件主界面如圖2-1-18所示。2、程序運行任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-18門禁系統操作界面2）發卡操作，某小區全部實行智能門禁系統，需要給業主分發門禁卡，信息如表2-1-2所示，錄入信息如圖2-1-19所示任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡姓名業主編號張三1號樓203室李四2號樓501室王五3號樓303室表2-1-2門禁卡發卡表圖2-1-19發卡操作界面1）門禁出入測試，模擬小區業主進行三天的門禁出入操作，操作時間如表2-1-3所示，操作界面如圖2-1-20所示3、結果驗證任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡姓名時間張三每日上午8點出門李四每日上午9點出門王五每日下午10點出門表2-1-3門禁卡出入測試情況表圖2-1-20出入門禁界面2）門禁卡出入信息查詢，上完成上述出入記錄后，使用“查詢按鈕”查看三人歷史記錄，如圖2-1-21所示任務實施任務一通過門禁系統添加門禁卡圖2-1-21出入記錄查詢界面RFID（RadioFrequencyIdentification）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。知識拓展RFID概述完整的RFID系統由閱讀器、應答器即電子標簽、應用管理系統三部分組成，如圖所示。知識拓展RFID概述（3）RFID技術的分類按照供電方式分類：有源系統、無源系統、半有源系統按照標簽與讀頭之間數據交換進行分類：主動式、被動式、半主動式。按照通信方式分類：全雙工系統、半雙工系統、時序系統按照讀寫方式分類：可讀、可讀寫、內置處理器和傳感器；RFID按使用頻率分類：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（GHF）和微波（Microwave）；RFID技術分類知識拓展知識拓展RFID技術分類能量供應壽命讀寫距離尺寸成本有源標簽內置電池電池需要能量幾十米到100m大、厚、重高無源標簽無源、利用電磁場獲取能量壽命更長，免維護可達3~5m一般為10~40cm小、薄、輕低表2-1-4有源標簽和無源標簽的比較（1）有源供電RFID系統有源供電RFID系統中的主動式標簽由于其自身有能量供應，因此無需閱讀器提供能量。主動式標簽自身帶有電池或其他電源供電，讀寫距離較遠，同時體積較大，與被動式標簽相比成本更高，也被稱為有源標簽。圖2-1-23為一款有源RFID卡。知識拓展RFID技術分類圖2-1-23有源RFID卡（2）無源供電RFID系統無源供電RFID系統中的被動式標簽從讀寫器產生的磁場中獲得工作所需的能量，成本很低并具有很長的使用壽命，比主動式標簽更小也更輕，也被稱為無源標簽。圖2-1-22為一款無源RFID卡。知識拓展RFID技術分類圖2-1-22無源RFID卡2）按電磁波的頻率分類根據電子標簽和讀寫器之間傳輸信息所使用的頻率，RFID系統可分為四種頻率的系統：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）與微波。四種頻率的RFID特點可看下表2-1-5。RFID技術分類知識拓展知識拓展1）智能交通系統高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。在車輛高速通過收費站的同時自動完成繳費，解決了交通的瓶頸問題，提高了車行速度，避免了擁堵，提高了收費計算效率，同時可以解決收費員貪污收取的過路費的問題。RFID技術在各領域的應用圖2-1-24ETC應用RFID系統可分為四種頻率的系統：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）與微波。知識拓展2）生產的自動化及過程控制RFID技術因其具有抗惡劣環境能力強、非接觸識別等特點，在生產過程控制中有很多應用。通過在大型工廠的自動化流水作業線上使用RFID技術，實現了物料跟蹤和生產過程自動控制、監視，提高了生產效率，改進了生產方式，降低了成本。易碎紙質防偽標簽RFID技術在各領域的應用圖2-1-25RFID標簽在流水線中應用RFID系統可分為四種頻率的系統：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）與微波。知識拓展3）電子票證使用電子標簽來代替各種“卡”，實現非現金結算，解決了現金交易不方便也不安全以及以往的各種磁卡、IC卡容易損壞等問題。同時電子標簽用起來方便、快捷，還可以同時識別幾張電子標簽，并行收費。常用語會議、演唱會、球賽等會場檢票RFID技術在各領域的應用圖2-1-26為RFID在門票中的應用RFID系統可分為四種頻率的系統：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）與微波。知識拓展4）貨物跟蹤管理及監控射頻識別技術為貨物的跟蹤管理及監控提供了方便、快捷、準確的自動化技術手段。以射頻識別技術為核心的集裝箱自動識別，成為全球范圍內最大的貨物跟蹤管理應用。將記錄有集裝箱位置、物品類別、數量等數據的電子標簽安裝在集裝箱上，借助射頻識別技術，就可以確定集裝箱在貨場內的確切位置。系統還可以識別未被允許的集裝箱移動，有利于管理和安全。RFID技術在各領域的應用圖2-1-27RFID在物流中的應用知識拓展5）動物跟蹤和管理射頻識別技術可以用于動物跟蹤與管理。將用小玻璃封裝的電子標簽植于動物皮下，可以標識牲畜，監測動物健康狀況等重要信息，為牧場的管理現代化提供了可靠的技術手段。在大型養殖場，可以通過采用射頻識別技術建立飼養檔案、預防接種檔案等，達到高效、自動化管理牲畜的目的，同時為食品安全提供保障。RFID技術在各領域的應用圖2-1-28RFID在生豬養殖中的應用RFID系統可分為四種頻率的系統：低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）與微波。知識拓展7）防偽偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題，現在應用的防偽技術如全息防偽等同樣會被不法分子偽造。將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢，它具有成本低而又很難偽造的優點。電子標