نظام إدارة التحكم في الوصول على أساس RFID وخدمات الويب

نظام التحكم في الدخول، المعروف أيضًا باسم نظام التحكم في الدخول والخروج، هو نظام يدير ويتحكم في مداخل ومخارج المناطق أو الممرات المهمة. مع تطور المجتمع، لم يعد يقتصر الأمر على الإدارة البسيطة لأقفال الأبواب أو المفاتيح، بل أصبح نظام إدارة الأمان الحديث الجديد الذي يدمج تكنولوجيا التعريف التلقائي وتكنولوجيا الإدارة الحديثة، وأصبح جزءًا مهمًا للغاية من نظام الأمان. يستخدم على نطاق واسع في المباني الذكية والمكاتب والفنادق وغيرها من الأماكن. في الوقت الحاضر، تشمل طرق التحكم الرئيسية لأنظمة التحكم في الوصول: التعرف على بصمات الأصابع، والتعرف على الوجه، والتعرف على قزحية العين، وبطاقات التردد اللاسلكي. الطرق الثلاثة الأولى هي جميعها تقنيات القياسات الحيوية، والتي تستخدم خصائص أجزاء معينة من جسم الإنسان كحاملات ووسائل لتحديد الهوية. إن تفردها وعدم قابليتها للتكرار يحددان أنها أكثر طرق التحقق من الهوية أمانًا، ولكنها باهظة الثمن ويصعب تعميمها. عندما يتعلق الأمر بالخصوصية الشخصية، فهي مناسبة فقط للأماكن الراقية والسرية تمامًا.

بطاقة الترددات اللاسلكية هي منتج يجمع بين تقنية ترددات الراديو اللاسلكية وتقنية البطاقة الذكية. إنه يتميز بخصائص الاستخدام البسيط والصيانة المريحة.

من أجل تحسين الإدارة الحديثة وقدرات المراقبة عن بعد لنظام التحكم في الوصول، تم تقديم نظام للتحكم في الوصول يعتمد على تكنولوجيا الويب. يستخدم النظام تقنية ترددات الراديو اللاسلكية. عندما تظهر بطاقة IC غير قابلة للاتصال ضمن نطاق التردد اللاسلكي للقارئ/الكاتب، فإنها تقرأ البطاقة وتنقل المعلومات إلى الخادم من خلال الاتصال التسلسلي لمعالجة البيانات ذات الصلة، وتبني منصة إدارة تعتمد على وضع C/S. ، يمكن للمسؤول الاستعلام والتحكم في وحدة التحكم في الوصول من خلال صفحة الويب، وبالتالي تحقيق مراقبة المعلومات في الوقت الفعلي بشكل فعال في أي مكان على الإنترنت.

1 بنية النظام

يستخدم النظام بطاقات IC غير متصلة ويستخدم تقنية تحديد ترددات الراديو RFID (تقنية تحديد ترددات الراديو) للكشف عن بطاقة IC. عندما تكون بطاقة IC قريبة من القارئ/الكاتب، يمكن للقارئ/الكاتب التعرف عليها بدقة وإرسال رقمها التسلسلي إلى وحدة التحكم الرئيسية. والكمبيوتر الشخصي، قم بالاتصال بقاعدة بيانات الخلفية من خلال التطبيق للحصول على معلومات المستخدم المقابلة لرقم البطاقة.

إذا تم تسجيل البطاقة، سيتم التحقق منها وإخطار المراقب لفتح الباب، وسيتم تسجيل رقم البطاقة ووقت الفتح. وبخلاف ذلك، سيتم منع الدخول وسيتم إبلاغ حامل البطاقة بالمغادرة.

يتكون النظام من خمسة أجزاء: العلامات الإلكترونية، القراء والكتاب، الاتصال التسلسلي، الخوادم ومحطات المستخدم. كما هو مبين في الشكل 1. القارئ/الكاتب هو جوهر النظام. ويتواصل مع البطاقة الممغنطة (العلامة الإلكترونية) من خلال إشارات الترددات الراديوية لإتمام أعمال قراءة البطاقة وتخزين البيانات وإرسالها. يمكن أن تعمل بشكل مستقل أو متصل بالشبكة. في هذه المقالة، يتم استخدام اتصال المنفذ التسلسلي RS232 للاتصال بالخادم. .

يتم اعتماد هيكل C/S بين الخادم والعميل. يتم تحقيق الاتصال بين البرنامج التطبيقي وقاعدة البيانات SQLSERVER2000 من خلال كائن ADO، ويتم ربط الاثنين معًا من خلال الشبكة المحلية (LAN). مع الإذن الممنوح من مسؤول النظام، يمكن للمستخدمين الاستعلام عن جميع السجلات ذات الصلة بنظام الإدارة وإحصائها وطباعتها.

2 تصميم الأجهزة

2.1 التصميم العام للأجهزة

قارئ الترددات اللاسلكية هو جوهر النظام، ويتكون من دائرة تحكم رئيسية، ودائرة قراءة وكتابة للترددات اللاسلكية، ودائرة اقتران الهوائي، وهوائي ودوائر أخرى. وهو مسؤول عن معالجة إشارات التردد اللاسلكي ونقل البيانات، ويكمل مهمة قراءة الرقم التسلسلي لبطاقة IC. كما هو موضح في الصورة 2.

تتكون العلامة الإلكترونية، أي بطاقة التردد اللاسلكي، من بطاقة IC وهوائي تحريضي، ويتم تعبئتها في بطاقة PVC قياسية. لا تحتوي الشريحة والهوائي الخاص بها على أي أجزاء مكشوفة. البطاقة لا تحتاج إلى الطاقة. عندما تكون قريبة من القارئ ضمن نطاق معين، تتم قراءة البيانات وكتابتها من خلال إرسال الهوائي. تستخدم هذه المقالة بطاقة Mifare1 من Philips، والتي تعتمد على المعيار الدولي ISO14443TYPEA. تحتوي كل بطاقة على رقم تسلسلي فريد عالميًا ولها وظيفة مقاومة الاصطدام.

وظيفة الهوائي هي توليد التدفق المغناطيسي، وتوفير الطاقة للبطاقة، ونقل المعلومات بين القارئ والبطاقة. نطاق المجال الكهرومغناطيسي الفعال للهوائي هو منطقة العمل الفعالة للنظام.

تختار شريحة القراءة والكتابة الشريحة الخاصة MFR500 التي تنتجها شركة Philips لقراءة وكتابة بطاقات Mifare1، ويبلغ تردد العمل 13.56 ميجاهرتز.

تتكون وحدة التحكم الرئيسية من متحكم AT89S52 ودوائره الطرفية. وهي مسؤولة عن التحكم في وحدة القراءة والكتابة والاتصال التسلسلي

ن مع جهاز الكمبيوتر، وعمليات التحكم في الأجهزة الخارجية. من بينها، تشغيل وحدة القراءة والكتابة بواسطة وحدة التحكم الدقيقة هو تحقيق تشغيل بطاقة Mifare1 من خلال التحكم في MFRC500.

إنه جسر لنقل البيانات بين وحدة التحكم الدقيقة وبطاقة IC.

2.2 تصميم دوائر الترددات اللاسلكية

جوهر دائرة الترددات الراديوية هو شريحة القراءة والكتابة MFRC500، وهي جسر لنقل البيانات بين وحدة التحكم الدقيقة وبطاقة IC.

يعتمد المتحكم الدقيق وضع التحكم في المقاطعة لشريحة القراءة والكتابة، ويتم توصيل منفذ التحكم في المقاطعة INT0 بدبوس IRQ الخاص بـ MFRC500. يوجد 64 سجلًا داخل MFRC500. يقوم المتحكم الدقيق بتكوينه وتشغيله عن طريق كتابة أوامر التحكم في السجلات. يتم توصيل دبوس كشف انقطاع الطاقة RSTPD بدبوس P2.0 الخاص بوحدة التحكم الدقيقة، ويتم توصيل دبوس NCS بدبوس P2.7، ويتم توصيل NWR و NRD على التوالي. قم بالاتصال بدبابيس WR و RD الخاصة بمنفذ القراءة والكتابة الخاص بوحدة التحكم الدقيقة. يتم توصيل منافذ البيانات D0~D7 بمنفذ P0 الخاص بوحدة التحكم الدقيقة. يولد مذبذب كريستال الكوارتز تردد تشغيل يبلغ 13.56 ميجاهرتز. يتم استخدام مرشح الترددات المنخفضة المكون من L1 وL2 وC5 وC6 لقمع دائرة المذبذب البلوري في نفس الوقت. التوافقيات الأعلى المنتجة. تتكون دائرة الاستقبال من R1 وR2 وC3 وC4. يستخدم إمكانات VNID التي تم إنشاؤها داخليًا في MFRC500 كإمكانات إدخال لدبوس RX. من أجل تقليل التداخل، يتم توصيل طرف VIND بمكثف C3 إلى الأرض، ويجب توصيل فرع بين RX وVNID. منظم الجهد (R1)، فمن الأفضل توصيل مكثف (C4) على التوالي بين ملف الهوائي وعاكس الجهد. للحصول على أداء أفضل، يجب وضع هذه المكونات بالقرب من منافذ هوائي شريحة MFRC500 RX وTX1 وTX2 عند توجيه لوحة الدائرة.

2.3 تصميم دائرة الهوائي

من أجل الحصول على إشارات تردد راديوي مستقرة وموثوقة، يعد أداء الهوائي أمرًا بالغ الأهمية، مما يؤثر بشكل مباشر على نطاق القارئ وحساسيته. ويرتبط أداء الهوائي بعامل الجودة Q، الذي يرتبط بهندسة الهوائي وحجمه وعدد لفاته وعوامل أخرى.

تم تصميم النظام لبطاقة IC المقربة. يتم استخدام هوائي ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإنتاج الهوائي، أي أن لوحة دائرة الهوائي مصنوعة مباشرة على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. هذه الطريقة لديها استقرار أفضل.

عندما يتم توصيل الهوائي بشريحة القراءة والكتابة، يلزم وجود دائرة مطابقة إضافية. كما هو موضح في الشكل 4. قام النظام بعمل تقدير تقريبي للهوائي وقام بتغيير قيمة السعة للدائرة المطابقة لتحقيق أفضل مسافة للقراءة والكتابة.

3 تصميم البرمجيات

يتضمن برنامج النظام جزأين: الكمبيوتر السفلي ونظام إدارة الكمبيوتر العلوي. من بينها، يستخدم الكمبيوتر السفلي وحدة التحكم الدقيقة AT89S52 باعتبارها النواة لتحقيق قراءة القارئ والتحكم في الوصول والاتصال التسلسلي. لغة البرمجة المستخدمة هي لغة C، والمترجم هو KeilC51. يعمل برنامج إدارة الكمبيوتر المضيف على الخادم، باستخدام Visual C++6.0 وSQLSever2000 لإدارة النظام وتطوير قاعدة البيانات، بما في ذلك الاتصال التسلسلي وإدارة المراقبة وإصدار المعلومات. يتم استخدام برنامج المراقبة والإدارة لتنفيذ تسجيل المستخدم، والاستعلام عن السجل، والحذف والمهام الأخرى، ويتم استخدام إصدار المعلومات للمسؤولين لعرض سجلات سجل التحكم في الوصول من خلال صفحات الويب.

3.1 انخفاض تصميم برامج الكمبيوتر

يعمل البرنامج على وحدة التحكم الدقيقة ويكمل قراءة أرقام البطاقات والتحكم في أقفال الأبواب والدوائر المساعدة والاتصال التسلسلي. يظهر مخطط التدفق في الشكل 5. جوهر البرنامج هو تحقيق الاتصال بين بطاقة MFRC500 وMifare1. يجب أن يتبع الاتصال بروتوكول النقل القياسي ISO14443TYPEA. يجب أن يتم تنفيذ عملية قراءة البطاقة بما يتفق بدقة مع التسلسل الثابت، أي استجابة إعادة الضبط واختيار البطاقة المضادة للتصادم والمصادقة وبطاقات القراءة والكتابة. نظرًا لأن البطاقة قابلة للقراءة، فأنت تحتاج فقط إلى قراءة الرقم التسلسلي للبطاقة ولا تحتاج إلى الكتابة إلى القطاعات المقابلة، لذلك يمكن تجاهل خطوة المصادقة. الرمز الرئيسي هو كما يلي:

3.2 تصميم برامج الكمبيوتر

في بيئة برمجة VC++6.0، يتم استخدام فئة CSerialPort لتنفيذ الاتصال التسلسلي، واستلام الرقم التسلسلي لبطاقة IC المرسلة، ثم الوصول إلى قاعدة البيانات من خلال تقنية ADO للحصول على معلومات المستخدم المقابلة للبطاقة لمعالجة التحقق.

يعتمد النظام على SQLSERVER2000 لتطوير قواعد البيانات. يجب على المسؤولين إدخال حساباتهم وكلمة المرور الخاصة بهم للدخول إلى النظام لمنع المسؤولين غير النظاميين من تسجيل الدخول بشكل غير قانوني إلى النظام. بعد ذلك يمكن للمسؤول استكمال التسجيل والاستعلام وتعديل وحذف معلومات رقم البطاقة وتسجيل الزيارة

المعلومات (المستخدم ووقت المرور) في قاعدة البيانات لإحصائيات البيانات والاستعلام عنها. تظهر الوحدات الوظيفية لبرنامج المراقبة والإدارة في الشكل 6.

يتم تنفيذ وحدة نشر المعلومات على أساس ASP.net. تتمثل عملية التنفيذ بشكل أساسي في قراءة جدول معلومات المراقبة والإدارة لقاعدة بيانات SQLServer من خلال ado.net، وإنشاء موقع ويب لنشر المعلومات ونشره على خادم IIS. وبهذه الطريقة، يمكن للمستخدمين الوصول إلى صفحات الويب في أي مكان. عرض معلومات النظام وسجلات التحكم في الوصول.

4. تشغيل البرنامج

وبأخذ إدارة التحكم في الوصول إلى المختبر بكلية الهندسة الإلكترونية بجامعة قويلين للعلوم والتكنولوجيا الإلكترونية كمثال، تم تحقيق تصميم البرامج والأجهزة للنظام. بعد قيام المسؤول بإدخال رقم الحساب وكلمة المرور، يقوم بالدخول إلى الواجهة الرئيسية لبرنامج المراقبة والإدارة كما هو موضح في الشكل 7.

بعد الاختبار، تبلغ مسافة العمل الفعالة لبطاقة IC 6 سم. عندما تستجيب بطاقة IC، يعرض النظام تلقائيًا رقم البطاقة ومعلومات مستخدم البطاقة ووقت الدخول، ويخزنها تلقائيًا في قاعدة بيانات الخلفية. نظرًا لأن بطاقة Mifare1 تحتوي على رقم تسلسلي فريد عالميًا، يمكن تجميع معلومات العضو مع الرقم التسلسلي لبطاقة IC وتخزينها في قاعدة البيانات عند تسجيل الأعضاء. وبهذه الطريقة، عند التحقق من المعلومات، يمكنك البحث بدقة حسب الوقت أو مباشرة بالاسم.

   5. الخلاصة

يوفر نظام إدارة التحكم في الوصول المقترح المعتمد على خدمات RFID والويب التحكم الذكي وآليات الإدارة عن بعد للوصول إلى الأقسام المهمة. يستخدم تقنية ترددات الراديو اللاسلكية RFID لتحقيق الوصول بدون مفتاح، وهو ليس من السهل فقدانه ويمكن إعادة استخدامه؛ يستخدم قاعدة بيانات SQL وخدمات الويب لتحقيق المراقبة عن بعد للتحكم في الوصول، وهو سهل التشغيل ومرن وآمن. لديها تطبيقات واسعة في المنازل الذكية، والوصول إلى المكاتب، والخدمات اللوجستية وغيرها من المناسبات. آفاق التطبيق.