Phân tích ngắn gọn về hệ thống kiểm soát truy cập dựa trên công nghệ RFID

　　Tự động hóa, thông tin hóa và trí thông minh đã trở thành nhu cầu của thời đại. Kể từ khi bước vào thế kỷ 21, công nghệ vô hạn và công nghệ máy tính đã tiếp tục phát triển sâu sắc và ngành công nghiệp IoT đang phát triển mạnh. Hệ thống kiểm soát truy cập dựa trên công nghệ RFID là một ví dụ điển hình về tính thực tế của Internet of Things. Hệ thống kiểm soát truy cập có thể được chia thành ba loại chính dựa trên các phương pháp nhận dạng ra vào: nhận dạng mật khẩu; Nhận dạng thẻ; Sinh trắc học. Nhận dạng mật khẩu xác minh quyền vào và ra bằng cách xác minh xem mật khẩu đã nhập có chính xác hay không. Nhận dạng mật khẩu tương đối an toàn hơn, nhưng mật khẩu rất dễ quên và yêu cầu nhập từng mục nhập, điều này rất cồng kềnh. Sinh trắc học đề cập đến việc xác định các đặc điểm nhất định của con người. Sinh trắc học có tính bảo mật cao và rất tiện lợi, nhưng chi phí cao khiến việc áp dụng trở nên khó khăn. Nhận dạng thẻ được chia thành hai loại: loại đầu tiên sử dụng thẻ từ, nhưng thẻ từ kém an toàn, dễ mòn và yêu cầu từ hóa thường xuyên; Loại thứ hai là thẻ RFID, giá rẻ, dễ sử dụng, bảo mật cao và có thể được quản lý tốt thông qua cơ sở dữ liệu. Chúng cung cấp hiệu suất chi phí tuyệt vời và triển vọng thăng tiến tuyệt vời.

　　Tóm lại, bài viết này giới thiệu một hệ thống kiểm soát truy cập dựa trên công nghệ RFID, chi phí thấp và bảo mật cao. Có thể xem thông tin về hệ thống kiểm soát truy cập trong thời gian thực.

　　1 Cấu trúc tổng thể và nguyên tắc làm việc

　　Kiến trúc hệ thống tổng thể bao gồm hai phần: hệ thống quản lý máy chủ máy tính phía trên và đầu đọc thẻ máy tính phía dưới. Đầu đọc thẻ máy tính phía dưới chủ yếu bao gồm sáu phần: nguồn điện, bộ điều khiển chính, màn hình LCD, mô-đun đọc / ghi thẻ, ăng-ten và giao tiếp nối tiếp. Trong số đó, mô-đun thẻ đọc/ghi M102GPCV3 sử dụng công nghệ RF không tiếp xúc 13,56MHz, có khả năng đọc MifareOne S50, S70, FM11RF08 và các thẻ tương thích. Màn hình LCD hiển thị một số thông tin nhắc nhở và ngày giờ. Cổng nối tiếp được sử dụng để giao tiếp giữa máy tính phía dưới và máy chủ máy tính chủ. Hệ thống quản lý máy chủ máy chủ sử dụng quản lý cơ sở dữ liệu MySQL, với giao diện quản lý cụ thể được hiển thị thông qua một trang web.

　　Nguyên lý hoạt động của toàn bộ hệ thống kiểm soát truy cập là: một người, một thẻ và dựa trên số sê-ri của thẻ, thông tin cá nhân tương ứng được tạo ra trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Khi mở cửa, thẻ được quẹt trên máy tính phía dưới. Đầu đọc thẻ của máy tính phía dưới gửi số sê-ri đến máy chủ của máy tính chủ, sau đó truy vấn thông tin cá nhân tương ứng trong cơ sở dữ liệu dựa trên số sê-ri và gửi đến máy tính phía dưới. Đồng thời, máy tính phía dưới đọc dữ liệu từ khu vực cố định của thẻ (đọc thẻ), so sánh dữ liệu đã đọc một-một với dữ liệu do máy tính chủ gửi và chỉ mở cửa nếu nó khớp chính xác cùng một dữ liệu; nếu không, lỗi sẽ hiển thị trên màn hình LCD và cửa sẽ không mở. Tất cả các thông tin trên sẽ được tải lên hệ thống quản lý máy tính chủ để lưu trữ. Hệ thống quản lý máy tính trên có thể thay đổi thông tin dữ liệu do máy tính dưới đặt (ghi thẻ).

　　2. Thiết kế phần cứng hệ thống

　　2.1 Thiết kế phần cứng tổng thể

　　Bộ điều khiển chính của hệ thống kiểm soát truy cập là chip ARM-STM32F103VET6 với lõi Codex-M3, xung nhịp 72MHz, với đèn flash trên chip 512KB và chứa nhiều bộ điều khiển USART để kết nối mô-đun đọc / ghi RFID và giao tiếp với máy tính chủ. Mô-đun đọc / ghi sử dụng mô-đun M102GPCV3 có tần số làm việc là 13,56MHz. Bảng điều khiển chính sử dụng cổng JTAG để gỡ lỗi và tải xuống chương trình, trong khi LM117 cung cấp điện áp 3.3V và 5V cho bo mạch hệ thống. Cổng I / O được kết nối với màn hình LCD 12864 được sử dụng để hiển thị lời nhắc và ngày tháng có liên quan. USART1 được kết nối với mô-đun đầu đọc thẻ để đọc thông tin thẻ, trong khi USART2 được kết nối với MAX232 để giao tiếp với máy tính chủ.

　　2.2 Thiết kế phần cứng của mô-đun đầu đọc thẻ và mạch điều khiển chính

　　Thiết kế mô-đun đọc / ghi M102GPCV3 cung cấp hai chế độ giao diện: chế độ bus I10C 2Mb / s và chế độ UART lên đến 1228,8Kb / s. Ở đây, chế độ UART được sử dụng, cho phép đọc và ghi thông tin thẻ thông qua M102GPCV3.

　　3. Thiết kế phần mềm hệ thống

　　3.1 Thiết kế phần mềm hệ thống tổng thể

　　Thiết kế phần mềm tổng thể của hệ thống kiểm soát truy cập bao gồm thiết kế phần mềm cho đầu đọc thẻ máy tính phía dưới và thiết kế phần mềm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu máy tính phía trên. Đầu đọc thẻ cho máy tính dưới của hệ thống kiểm soát truy cập chủ yếu cho phép đọc thẻ và giao tiếp với hệ thống quản lý máy tính phía trên, được lập trình bằng C trong môi trường Keil4. Hệ thống quản lý máy tính chủ được viết bằng các công cụ lập trình Myecfipse và Firefox. Như trong Hình 3.

　　3.2 Thiết kế phần mềm của hệ thống đầu đọc thẻ máy tính phía dưới

　　Hệ thống đầu đọc thẻ kiểm soát truy cập máy tính phía dưới được thể hiện trong Hình 4. Hệ thống đầu đọc thẻ máy tính phía dưới phải tuân theo ISO14443TYPEA giao thức truyền tiêu chuẩn, tức là tuân theo trình tự tìm kiếm thẻ→ chống va chạm → lựa chọn thẻ→ xác thực khóa→ và đọc khối. Trong quá trình ngăn ngừa xung đột, số sê-ri được đọc và truyền đến hệ thống quản lý máy tính chủ, nơi nó được lưu trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Dữ liệu đọc khối được đọc và so sánh với dữ liệu đặt trước để phán đoán.

　　3.3 Thiết kế phần mềm cho hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu máy tính cấp trên

　　Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu máy tính chủ ghi lại và xuất bản thông tin khi chủ thẻ quẹt để vào cơ sở, cũng như thêm, xóa và sửa đổi thông tin và quyền của chủ thẻ. Thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và các bảng thông tin được tạo bằng ngôn ngữ Java và được xuất bản trên trang web. Người dùng thông thường có thể đăng nhập vào tài khoản thông thường của họ để truy cập các trang web LAN và kiểm tra thông tin về hệ thống kiểm soát truy cập. Quản trị viên có thể đăng nhập để sửa đổi thông tin thẻ và quyền thông qua tài khoản quản trị viên của họ.

　　4 Phần kết luận

　　Sau nhiều thử nghiệm vật lý, hệ thống kiểm soát truy cập RFID được thiết kế với giải pháp này an toàn, đáng tin cậy và dễ sử dụng. Hơn nữa, so với các hệ thống kiểm soát truy cập khác, nó mang lại tỷ lệ hiệu suất chi phí rất cao. Với sự phát triển nhanh chóng trên toàn cầu của công nghệ IoT và sự thúc đẩy của dự án Thẻ vàng của Trung Quốc, người ta tin rằng công nghệ RFID sẽ ngày càng được áp dụng nhiều hơn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Các hệ thống bị cấm dựa trên RFID cũng sẽ phát triển cùng với xu hướng này. Thực tế chứng minh điều này: thống kê cho thấy năm 2008, doanh số bán hàng kiểm soát truy cập RFID chiếm 87,2% toàn bộ thị trường bảo mật.