基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统

摘  要： 介绍了一种基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统。该系统利用GPRS无线通信技术和射频识别技术，集成了无线网络管理、短信管理、串口管理、密码开门、刷卡开门、手机/电话远程开门等多种功能。
关键词： 门禁系统；GPRS技术；射频识别技术
       随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，门禁管理系统不断向集成化、智能化和网络化的方向发展。但对于分散的小型企业和住宅小区来说，这些通用的门禁管理系统在布线和调试方面花费了过多的物力、财力。针对这种情况，本文介绍一种基于GPRS和RFID技术的门禁控制系统。
     该系统综合了GPRS和RFID技术,利用GPRS网络实现门禁上位机对终端机的远程控制和交互数据传输,同时系统采用射频识别技术作为门禁身份识别方法，使门禁管理更安全方便。
1 门禁系统的方案设计
1.1 门禁系统总体结构
     该门禁系统由上位机和终端机两部分组成，系统的总体结构框架如图1所示。
   
       上位机由一台装有管理软件的PC机和一台管理机组成。上位机负责IC卡的发放、销毁,数据库的建立、管理、维护和系统数据库下载，负责收集、记录各终端机上传的信息，并向各个终端机发送命令。终端机是门禁系统的直接动作执行部分，包括开/关门以及用户的各种自助性服务。上位机和终端机之间通过GPRS网络实现数据交互。
    该门禁系统有三种开门方式：密码开门、刷卡开门、手机/电话远程开门。密码开门指住户通过终端机的键盘输入自设定的密码开门；刷卡开门指住户通过系统上位机发放的IC卡开门；手机远程开门指访客通过系统终端机处的键盘拨打绑定的住户手机/电话，住户验证访客身份后，通过手机/电话的“*”键控制门锁打开。
1.2 管理机的硬件结构组成
     管理机主要由：电源、GPRS模块、外部存储器、RS232串行通信接口、IC读卡模块组成。管理机的主要功能：读取IC卡信息，协助上位机软件建立数据库；在PC机和终端机之间建立GRPS网络桥梁，以便于PC机与终端机之间实现无线数据交互。
1.3 终端机的硬件结构
     对各用户来说，门禁控制系统最重要的就是终端机，本终端机主要包括以下几个部分：电源为终端机电路提供不同等级的电压；微控制器负责终端机系统的信息采集、数据处理以及对各功能模块的控制；IC读卡模块负责对IC卡实时读取并将卡片信息上传给CPU；GPRS模块负责终端机与上位机、用户手机/电话之间的信息交互；音调译码器根据接收到用户手机/电话的按键音频脉冲信号实现用户的远程控制；键盘显示模块为人机接口，主要用于访客输入房间号和密码等信息；外部存储器主要存储用户的相关信息；电磁锁驱动门的开关。终端机的系统结构如图2所示。
   
   2 终端机的硬件设计
     针对各个模块的功能及性能要求，设计了各主要模块的电路。
2.1 微控制器选择
　 本设计选用新华龙公司的C8051F340为CPU[1]。该单片机有64 KB 的Flash程序存储空间，4 532 B的RAM，40个I/O口，4个通用16位计数器/定时器，双串口。另外，单片机还具有体积小（9 mm×9 mm）、价格低等优点。
2.2 GPRS模块
     为减少管理机和终端机之间的布线，充分利用现有的无线通信技术，管理机和终端机之间的数据交互采用GPRS通信技术。同时为了实现用户能够用手机/电话远程控制楼宇门的开关，利用了GPRS模块的短信及语音等功能。
　GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势，具有实时在线、按量计费等特点，能够更加有效地利用无线网络信道资源，特别适用于间歇、非周期数据传输、少量的数据传输，在远程数据传输等方面得到了广泛的应用。
     GPRS模块选用SIMCOM公司的SIM900B模块，该模块具有体积小、性能稳定、自带天线扣、性价比高等特点，可以实现语音、SMS、数据的低功耗传输。SIM900B的电路连接如图3所示。