Uma breve análise de sistemas de controle de acesso baseados em tecnologia RFID

　　Automação, informatização e inteligência tornaram-se demandas da época. Desde o início do século XXI, tecnologia infinita e tecnologia de computadores continuaram a se aprofundar, e a indústria de IoT está prosperando. Sistemas de controle de acesso baseados em tecnologia RFID são um bom exemplo da praticidade da Internet das Coisas. Os sistemas de controle de acesso podem ser divididos em três categorias principais baseadas em métodos de identificação de entrada e saída: reconhecimento de senha; Reconhecimento de cartão; Biometria. O reconhecimento de senhas verifica as permissões de entrada e saída verificando se a senha inserida está correta. O reconhecimento de senhas é relativamente mais seguro, mas as senhas são fáceis de esquecer e exigem inserir cada entrada, o que é complicado. Biometria refere-se à identificação de certas características humanas. Biometria é altamente segura e muito conveniente, mas seu alto custo dificulta sua adoção. O reconhecimento de cartões é dividido em duas categorias: a primeira usa cartões magnéticos, mas os cartões magnéticos são menos seguros, se desgastam facilmente e exigem magnetização frequente; O segundo tipo são os cartões RFID, que são baratos, fáceis de usar, altamente seguros e podem ser bem gerenciados por meio de bancos de dados. Eles oferecem excelente custo-benefício e ótimas perspectivas de promoção.

　　Em resumo, este artigo apresenta um sistema de controle de acesso baseado em tecnologia RFID, que é de baixo custo e altamente seguro. É possível visualizar informações sobre sistemas de controle de acesso em tempo real.

　　1 Estrutura Geral e Princípio de Funcionamento

　　A arquitetura geral do sistema consiste em duas partes: o sistema superior de gerenciamento de servidores de computador e o leitor de cartão inferior de computador. O leitor de cartão inferior consiste principalmente em seis partes: fonte de alimentação, controlador principal, display LCD, leitor/módulo de gravação, antena e comunicação serial. Entre eles, o módulo de cartão leitor/gravação M102GPCV3 utiliza tecnologia RF sem contato de 13,56MHz, capaz de ler MifareOne S50, S70, FM11RF08 e placas compatíveis. O LCD exibe algumas informações rápidas e a data e hora. A porta serial é usada para comunicação entre o computador inferior e o servidor do computador anfitrião. O sistema de gerenciamento de servidores do computador host utiliza o gerenciamento de banco de dados MySQL, com a interface de gerenciamento específica exibida por meio de uma página web.

　　O princípio de funcionamento de todo o sistema de controle de acesso é: uma pessoa, um cartão, e com base no número de série do cartão, as informações pessoais correspondentes são criadas no sistema de gerenciamento do banco de dados. Ao abrir a porta, o cartão é deslizado pelo computador inferior. O leitor de cartão do computador inferior envia o número de série para o servidor do computador anfitrião, que então consulta as informações pessoais correspondentes no banco de dados com base no número de série e as envia para o computador inferior. Ao mesmo tempo, o computador inferior lê dados do setor fixo do cartão (leitura do cartão), compara os dados lidos um a um com os dados enviados pelo computador hospedeiro e só abre a porta se ela corresponder exatamente aos mesmos dados; caso contrário, um erro será exibido no LCD e a porta não abrirá. Todas as informações acima serão enviadas para o sistema de gerenciamento do computador anfitrião para armazenamento. O sistema de gerenciamento superior pode alterar as informações de dados do computador inferior (escrita de cartões).

　　2. Design de hardware do sistema

　　2.1 Design geral de hardware

　　O principal controlador do sistema de controle de acesso é o chip ARM-STM32F103VET6 com núcleo Codex-M3, com clock a 72MHz, com 512KB de flash no chip, e contém múltiplos controladores USART para conexões de módulos de leitura/gravação RFID e comunicação com o computador hospedeiro. O módulo de leitura/gravação utiliza um módulo M102GPCV3 com frequência de funcionamento de 13,56MHz. A placa de controle principal usa a porta JTAG para depuração e download de programas, enquanto o LM117 fornece tensões de 3,3V e 5V para a placa-sistema. A porta de E/S conectada ao LCD 12864 é usada para exibir prompts e datas relevantes. O USART1 está conectado ao módulo leitor de cartão para ler informações do cartão, enquanto o USART2 está conectado ao MAX232 para comunicação com o computador hospedeiro.

　　2.2 Projeto de hardware do módulo leitor de placas e do circuito controlador principal

　　M102GPCV3 design de módulos de leitura/escrita oferece dois modos de interface: modo barramento I2C de 10Mb/s e modo UART de até 1228,8Kb/s. Aqui, é usado um modo UART, permitindo que informações do cartão sejam lidas e escritas através de M102GPCV3.

　　3. Design de software de sistemas

　　3.1 Design Geral de Software do Sistema

　　O design geral do software do sistema de controle de acesso inclui o design do software para o leitor de cartão inferior e o design do sistema superior de gerenciamento de banco de dados do computador. O leitor de cartão do computador inferior do sistema de controle de acesso permite principalmente a leitura e comunicação de cartões com o sistema de gerenciamento superior do computador, programado em C no ambiente Keil4. O sistema de gerenciamento do computador hospedeiro é escrito usando as ferramentas de programação Myecfipse e Firefox. Como mostrado na Figura 3.

　　3.2 Design de software do sistema de leitor de cartão inferior

　　O sistema inferior de controle de cartão de controle de acesso do computador é mostrado na Figura 4. O sistema inferior de leitor de cartão deve seguir ISO14443TYPEA protocolo padrão de transmissão, ou seja, seguir a sequência de busca de cartão→ seleção anti-colisão → de cartão→ autenticação de chaves→ e leitura de blocos. Durante a prevenção de conflitos, o número de série é lido e transmitido ao sistema de gerenciamento do computador anfitrião, onde é salvo no sistema de gerenciamento do banco de dados. Os dados de leitura em bloco são lidos e comparados com dados pré-definidos para julgamento.

　　3.3 Design de software para o sistema de gerenciamento de banco de dados de computadores de nível superior

　　O sistema de gerenciamento de banco de dados do computador hospedeiro registra e publica informações quando os portadores deslizam para entrar nas instalações, além de adicionar, excluir e modificar informações e permissões do titular. As informações são armazenadas em um banco de dados, e tabelas de informações são feitas em linguagem Java e publicadas no site. Usuários comuns podem acessar suas contas regulares para visitar sites de redes locais e verificar informações sobre sistemas de controle de acesso. Administradores podem fazer login para modificar informações e permissões do cartão por meio de sua conta de administrador.

　　4 Conclusão

　　Após múltiplos testes físicos, o sistema de controle de acesso RFID projetado com essa solução é seguro, confiável e fácil de usar. Além disso, comparado a outros sistemas de controle de acesso, oferece uma relação custo-benefício muito alta. Com o rápido desenvolvimento global da tecnologia IoT e a promoção do projeto Gold Card da China, acredita-se que a tecnologia RFID será cada vez mais aplicada em diversos setores. Sistemas proibidos baseados em RFID também se desenvolverão junto com essa tendência. Os fatos provam isso: as estatísticas mostram que, em 2008, as vendas de controle de acesso RFID representaram 87,2% de todo o mercado de segurança.