RFID技術に基づくアクセス制御システムの簡単な分析

　　自動化、情報化、インテリジェンスは時代の需要となっています。21世紀に入って以来、無限の技術とコンピュータ技術は深化を続け、IoT産業は繁栄しています。 RFID技術に基づくアクセス制御システムは、モノのインターネットの実用性を示す良い例です。 アクセス制御システムは、出入りの識別方法に基づいて主に3つのカテゴリーに分けられます:パスワード認識; カード認識; バイオメトリクス。 パスワード認識は、入力されたパスワードが正しいかどうかを確認することで、出入りの許可を検証します。パスワード認識は比較的安全ですが、パスワードは忘れやすく、各入力が必要となるため面倒です。 バイオメトリクスとは、特定の人間の特性を特定することを指します。バイオメトリクスは非常に安全で便利ですが、高コストのため導入が困難です。 カード認識は2つのカテゴリーに分かれます。1つ目は磁気カードを使用しますが、磁気カードは安全性が低く、摩耗しやすく、頻繁な磁化が必要です。 2つ目はRFIDカードで、安価で使いやすく、高いセキュリティを持ち、データベースを通じて管理が可能です。優れたコストパフォーマンスと良好なプロモーションの見込みを提供します。

　　まとめると、本記事では低コストかつ高い安全性を持つRFID技術に基づくアクセス制御システムを紹介します。 アクセス制御システムに関する情報をリアルタイムで閲覧することが可能です。

　　1 全体の構造と動作原理

　　全体のシステムアーキテクチャは、上位コンピュータサーバー管理システムと下部コンピュータカードリーダーの2つの部分で構成されています。下部コンピュータカードリーダーは主に6つの部分で構成されています:電源、メインコントローラ、LCDディスプレイ、カードリーダー/書き込みモジュール、アンテナ、シリアル通信です。 その中でも、リーダー/ライトカードモジュールM102GPCV3 13.56MHz非接触RF技術を採用しており、MifareOne S50、S70、FM11RF08および互換カードの読み込みが可能です。 LCDにはプロンプト情報と日付・時刻が表示されます。 シリアルポートは、下位コンピュータとホストコンピュータサーバー間の通信に使用されます。 ホストコンピュータサーバー管理システムはMySQLデータベース管理を使用し、特定の管理インターフェースはウェブページを通じて表示されます。

　　アクセス制御システム全体の動作原理は、1人1枚のカード、カードのシリアル番号に基づいて対応する個人情報がデータベース管理システム上で作成されるというものです。 ドアを開ける際に、下のコンピュータでカードをスワイプします。下のコンピュータのカードリーダーがシリアル番号をホストコンピュータのサーバーに送信し、サーバーはシリアル番号に基づいて対応する個人情報をデータベースから照会し、下のコンピュータに送信します。 同時に、下位コンピュータはカードの固定セクターからデータを読み込み(カード読み取り)、読み取りデータをホストコンピュータから送るデータと一対一で比較し、まったく同じデータが一致する場合にのみドアを開けます。そうでなければLCDにエラーが表示され、ドアは開きません。 上記のすべての情報はホストコンピュータ管理システムにアップロードされ、保存されます。 上位コンピュータ管理システムは、下位コンピュータが設定するデータ情報(カード書き込み)を変更することができます。

　　2. システムハードウェア設計

　　2.1 全体的なハードウェア設計

　　アクセス制御システムのメインコントローラは、Codex-M3コアを搭載したARM-STM32F103VET6チップで、72MHzで512KBのオンチップフラッシュを搭載し、RFID読み書きモジュール接続およびホストコンピュータとの通信用の複数のUSARTコントローラを内蔵しています。 読み書きモジュールは動作周波数13.56MHzのM102GPCV3モジュールを使用しています。 メインコントロールボードはプログラムのデバッグとダウンロードにJTAGポートを使用し、LM117はシステムボードに3.3Vおよび5Vの電圧を供給します。 12864 LCDに接続されたI/Oポートは、関連するプロンプトや日付を表示するために使用されます。 USART1はカードリーダーモジュールに接続されてカード情報を読み取り、USART2はホストコンピュータとの通信のためにMAX232に接続されています。

　　2.2 カードリーダーモジュールおよびメインコントローラ回路のハードウェア設計

　　読み書きモジュール設計M102GPCV3 2つのインターフェースモードを提供します:10Mb/s I2Cバスモードと最大1228.8Kb/s UARTモードです。 ここではUARTモードが使用され、カード情報の読み書きがこのM102GPCV3を通じて行われます。

　　3. システムソフトウェア設計

　　3.1 全体的なシステムソフトウェア設計

　　アクセス制御システムの全体的なソフトウェア設計には、下位コンピュータのカードリーダーと上部コンピュータのデータベース管理システムのソフトウェア設計が含まれます。 アクセス制御システムの下部コンピュータのカードリーダーは、主にカードの読み取りと上位コンピュータ管理システムとの通信を可能にします。これらのシステムはKeil4環境でC言語でプログラムされています。 ホストコンピュータ管理システムはMyecfipseおよびFirefoxのプログラミングツールを使用して作成されています。 図3に示すように。

　　3.2 下部コンピュータカードリーダーシステムのソフトウェア設計

　　下位コンピュータアクセス制御カードリーダーシステムは図4に示されています。下位コンピュータカードリーダーシステムは標準的な伝送プロトコルISO14443TYPEA従わなければなりません。すなわち、カード検索→衝突防止→カード選択→鍵認証→ブロック読み取りの順序に従う必要があります。 紛争防止の際にはシリアル番号が読み取られ、ホストコンピュータ管理システムに送信され、データベース管理システムに保存されます。 ブロックの読み取りデータは読み取り、あらかじめ設定されたデータと比較して判断を行います。

　　3.3 上位レベルのコンピュータデータベース管理システム向けソフトウェア設計

　　ホストコンピュータのデータベース管理システムは、カード保有者がスワイプして入宅した際に情報を記録・公開し、カード保有者情報や権限の追加、削除、変更も行います。 情報はデータベースに保存され、情報表はJava言語で作成されウェブサイトに公開されます。 一般ユーザーは通常のアカウントにログインしてLANのウェブサイトにアクセスし、アクセス制御システムの情報を確認できます。 管理者は管理者アカウントを通じてカード情報や権限を変更するためにログインできます。

　　4 結論

　　複数の物理的テストを経て、このソリューションで設計されたRFIDアクセス制御システムは安全で信頼性が高く使いやすいです。 さらに、他のアクセス制御システムと比べて非常に高いコストパフォーマンス比を提供します。 IoT技術の急速な世界的発展と中国のゴールドカードプロジェクトの推進により、RFID技術はさまざまな産業でますます応用されると考えられています。 RFIDを使った禁止システムもこの傾向とともに発展していくでしょう。 事実がそれを証明しています。統計によると、2008年にはRFIDアクセス制御の販売がセキュリティ市場全体の87.2%を占めていました。