一种基于RFID的分布式门禁控制系统技术方案

本实用新型专利技术请求保护一种基于RFID的分布式门禁控制系统，该系统包含三个组成单元：多个门禁控制单元，主控制器单元，上位机监控单元；所述多个门禁控制单元通过CAN总线与主控制器单元相连，主控制器单元通过网络与上位机监控单元相连。本实用新型专利技术采用的CAN总线通讯方式，避免了传统485总线，错误率高，通信速率慢的缺点，同时也避免了采用无线通讯方式，通讯不稳定的缺点，另外使用RFID技术，识别率高，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种门禁系统，具体涉及一种基于RFID技术的分布式门禁控制系统。
技术介绍
随着人们安全性、保密性意识的不断加强，越来越多的场合加装了门禁系统，诸如小区单元楼入口，小区地下停车场，办公室，酒店房间，图书馆，以及设备机房等。门禁系统可以按照人员权限给与同行许可，对不同人员给与不同节点的进入权限，这会大大提高这些重要节点的安全性，避免外人的非法闯入，避免设备财产的不必要的损失。RFID技术，即通常所说的射频识别技术，该技术可以通过无线电讯号识别天线范围内的相关射频卡，并在秘钥验证通过的情况下，读取卡内数据。该技术组成包括两个单元：读卡器，标签。其中读卡器单元可以按照约定的编码方式通过外接天线或板载天线向外发射电磁场，实现寻卡，密钥认证，读取卡内信息等操作；而标签则是自带天线的射频卡，卡内存有相关的秘钥以及事先存储的相关信息，感受到外界磁场的被动式射频卡会因电磁场存储一部分电能，以此发送本卡的相关信息至读卡器。CAN总线技术也称控制器局域网络，是目前使用最为广泛的现场总线。较之于传统的RS-485总线构建的分布式系统而言，使用CAN总线具有明显的优越性。CAN总线通信速度快，性价比高，已经成为一种具有国际标准的通用总线；另外CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，这使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，而传统485总线只能构成一主多从的通信网络；再有CAN总线具有非常好的错误处理机制，可以使通信异常的节点自动退出总线通讯，不会像传统485总线一样，因为某个节点而造成总线瘫痪。综上，现有技术还未将上述几项技术综合用于到门禁系统中。
技术实现思路
鉴于此，本技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，本技术提供一整套可方便在多种场合使用的分布式门禁系统，该门禁系统底层基于RFID技术实现人员区分，出入权限管理，门禁控制等。同时使用CAN总线替代485总线或无线通讯方式实现分布式组网布线。本技术请求保护一种基于RFID的分布式门禁系统，该系统包含三个组成单元：多个门禁控制单元，主控制器单元，上位机监控单元；所述多个门禁控制单元通过CAN总线与主控制器单元相连，主控制器单元通过网络与上位机监控单元相连：门禁控制单元，由ARM核主控芯片，射频读卡器芯片，数据存储芯片，CAN总线芯片，报警电路，LCD显示系统，外围电路，以及天线匹配电路构成，用于验证寻卡区域范围内符合标准的射频卡，并控制门禁系统的开关；主控制器单元，用于接收各个门禁控制单元通过CAN总线上传的报警信息，控制信息，并将该信息转换成以太网数据帧；上位机监控单元，用于主控制器单元的数据帧，进行数据统一汇总，并实现数据管理，安全警报，记录查询功能。进一步的，所述主控制器单元由ARM核主控芯片STM32F017，以太网驱动器芯片DM9161A，CAN总线芯片CTM1050A构成。附图说明图1为本技术设计的分布式门禁系统的总体结构图。图2为本技术设计的门禁控制单元示意图。图3为本技术设计的主控制器单元示意图。具体实施方式下面通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。如图1所示，为本技术请求保护所述基于RFID的分布式门禁系统，具体包含三个组成单元：多个门禁控制单元，主控制器单元，上位机监控单元；所述多个门禁控制单元通过CAN总线与主控制器单元相连，主控制器单元通过网络与上位机监控单元相连；其中，门禁控制单元，如图2所示，由ARM核主控芯片STM32F107，射频读卡器芯片RC530，数据存储芯片X25043，CAN总线芯片CTM1050A，报警电路，LCD显示系统，外围电路，以及天线匹配电路构成，用于验证寻卡区域范围内符合标准的射频卡，并控制电子锁的打开；本技术所述分布式门禁系统的门禁控制单元。本技术采用了13.56MHz的RFID通信频段，属于近耦合范畴，其通讯识别距离最大可以达到10cm。同时，本技术考虑到外接天线容易受损，没有采用外接天线的方式，而是设计了板载天线，将天线设计制作在电路板上，封装在门禁控制盒内，构成一个整体模块。增强了耐用性，安全性。门禁控制单元在使用的过程中，以ARM核主控芯片STM32F107为核心，控制射频读卡器芯片，不断向外发射经过调制的电磁波寻卡信号，当寻卡区域范围内出现符合标准的射频卡，主控制器芯片执行防碰撞算法，以防寻卡区域内同时出现多个符合标准的射频卡，按照防碰撞算法顺序对射频卡进行秘钥验证，通过秘钥验证的射频卡信息会被读卡器芯片读取传输至主控芯片，主控芯片通过CAN总线接口将数据上发至主控制器单元，同时，门禁控制系统会控制电子锁打开，解除门禁。并在LCD液晶显示模块上显示用户的分类，如工作人员，维修人员等字样。如果射频卡秘钥认证错误，LCD液晶显示器上则会显示您的卡无权限。如果提示多次刷卡失败，仍继续的话，则主控制器芯片会触发蜂鸣器报警，警告有外人试图非法进入。与主控芯片相连接的Flash存储器用来存放相关的射频卡分类信息：诸如管理员，维修员等等，用来与射频卡中的相关信息进行比对，确认射频卡所属人身份。主控制器单元，用于接收各个门禁控制单元通过CAN总线上传的报警信息，控制信息，并将该信息转换成以太网数据帧；如图3所示，主控制器单元由ARM核主控芯片STM32F017，以太网驱动器芯片DM9161A，CAN总线芯片CTM1050A构成，该单元以ARM核主控制器芯片为核心外接CAN总线收发器，通过RMII接口外接以太网物理层收发器，将每个门禁控制器单元传送上来的信息由CAN总线协议帧转换为以太网协议帧，以便上位机监控系统识别。上位机监控单元，用于主控制器单元的数据帧，进行数据统一汇总，实现数据管理，安全警报，记录查询功能。具体来说，该监控单元可以记录各个门禁的开闭状态，进入人员信息；可以显示门禁通过者的用户权限属性；还可以在门禁系统多次读取错误卡后发送报警信号。在监控界面主界面可以看到每个门禁状态的实时数据；另外集成了数据库查询功能，可以方便的查询历史数据，查询门禁开闭时间，进入人员情况等。需要强调的是本技术的以太网组网方案摒弃了主控芯片+以太网控制器+以太网物理层收发器+网络隔离变压器+RJ45接口的传统方案，使用集成以太网控制器的ARM核主控制器+集成网络隔离变压器的物理层收发器+RJ45接口构成，大大简化了老方案的复杂度，降低了成本。同时本技术的CAN总线组网方案也使用了集成CAN总线控制器的ARM核主控芯片+带隔离的CAN总线收发器替换了传统使用中主控芯片+CAN总线控制器+CAN总线收发器+光耦隔离电路+隔离电源的复杂方案。本技术中应用具体实施例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想，对于本领域的一般技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RFID的分布式门禁系统，该系统包含三个组成单元：多个门禁控制单元，主控制器单元，上位机监控单元；所述多个门禁控制单元通过CAN总线与主控制器单元相连，主控制器单元通过网络与上位机监控单元相连，其特征在于：门禁控制单元，由ARM核主控芯片，射频读卡器芯片，数据存储芯片，CAN总线芯片，报警电路，LCD显示系统，外围电路，以及天线匹配电路构成，用于验证寻卡区域范围内符合标准的射频卡，并控制门禁系统的开关；主控制器单元，用于接收各个门禁控制单元通过CAN总线上传的报警信息，控制信息，并将该信息转换成以太网数据帧；上位机监控单元，用于主控制器单元的数据帧，进行数据统一汇总，并实现数据管理，安全警报，记录查询功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于RFID的分布式门禁系统，该系统包含三个组成单元：多个门禁控制单元，主控制器单元，上位机监控单元；所述多个门禁控制单元通过CAN总线与主控制器单元相连，主控制器单元通过网络与上位机监控单元相连，其特征在于：门禁控制单元，由ARM核主控芯片，射频读卡器芯片，数据存储芯片，CAN总线芯片，报警电路，LCD显示系统，外围电路，以及天线匹配电路构成，用于验证寻卡区域范围内符合标准的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志英，郭晓澎，周晓旭，邵利军，杨莹，张佳鹏，白磊，曹桂芳，缑龙，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西省交通建设工程质量检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14