基于RFID的校园门禁系统研究报告.doc
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1、 基于RFID的校园门禁系统可行性研究报告 第页共页基于RFID的校园门禁系统研究报告拟制人:嵌入式1091班第三小组安特尔项目组全体成员时 间:二零一零年十月七日基于RFID的校园门禁系统可行性研究报告 第II页共页目录1 引言11.1 编写目的11.2 背景11.3 定义21.4 参考资料22 可行性研究的前提32.1 要求32.2 目标42.3 条件、假定和限制42.4 进行可行性研究的方法42.5 评价尺度53 对现有系统的分析53.1 处理流程和数据流程63.2 工作负荷93.3 费用开支93.4 人员103.5 设备103.6 局限性114 所建议的系统114.1 对所建议系统的说
2、明114.2 处理流程和数据流程114.3 影响144.4 技术可行性155 可选择的其他方案系统165.1 技术方案165.2 语言方案166 投资及效益分析176.1 支出176.2 收益176.3 收益/投资比186.4 投资回收周期186.5 敏感性分析187 社会因素方面的可能性187.1 法律方面的可行性187.2 使用方面的可行性19结论20基于RFID的校园门禁系统可行性研究报告 第21页共20页1 引言1.1 编写目的 随着高科技的蓬勃发展,智能化管理已经走进了人们的社会生活,一座座智能化大厦拔地而起,为适应信息时代的需要,智能建筑必须在功能上满足当前和未来发展的需求,成为文
3、化和经济发展的基地。这就要求建筑物本身除了处在良好的地理位置之外,不仅在建成和投入使用时具有超越他人的先进性,满足用户当时的各种需求,而且应该具有开放式的结构和动态灵活性,能满足用户不断变化的未来需求而不必增加花费。而集成了门禁系统的建筑完全可以满足这些要求。在宏观上,作为社会安全的一部分,学校安全直接涉及整个社会的稳定,直接关系到学生家庭的幸福,对校园的管理应该从校园大门开始,有效的防止外来人员的进入是对校园安全的一个基础保障,几乎所有的大中院校都需要一套优秀的管理系统来提高校园安全,于是我们决定开发一款能够有效管理人员进出的门禁系统。1.2 背景1.2.1 所建议开发的软件系统的名称 基于
4、RFID的校园门禁系统1.2.2 本项目的任务提出者、开发者、用户及实现该软件的计算中心或计算机网络 任务提出者:刘元龙;系统开发团队:安特尔项目组; 系统用户群体:在校学生以及老师; 实现该软件的单位:淮阴工学院;1.2.3 该软件系统同其他系统或其他机构的基本的相互来往关系 早期的第一代门禁技术采用单一的键盘输入密码方式,常常会有因忘记密码或混淆密码而被拒之门外;第二代门禁技术采用接触卡方式,例如磁码卡是把磁质贴在塑料卡片上制成的。磁卡可以改写,应用方便。其缺点是易消磁,易磨损;而铁码卡的卡片中间用特殊的金属线排列编码,采用金属烧磁的原理制成,不易被复制。这种系统虽然有些改进,但是如果卡片
5、不小心被消磁或弄脏,进入人员将被拒之门外;第三代门禁技术采用感应卡即非接触式IC卡方式,这种卡片采用了先进的半导体制造技术和信息安全技术,利用电子回路及感应线圈在读卡器本身产生的特殊震荡频率,当卡片进入读卡器能量范围时产生共振,感应电流使电子回路发射信号到读卡器,经读卡器将接收的信号转换成卡片资料,送到控制器进行判断、决策。第四代门禁技术采用生物特征识别系统,包括指纹机、掌纹机、视网膜识别、声音识别以及人脸识别装置等。这些门禁通常用于对安全性要求较高的出入口控制系统,视网膜辨识机和声音辨识装置在正常情况下安全性极高,但若视网膜充血或病变以及感冒等疾病会影响使用。 本课题门禁系统采用射频识别技术
6、扬长避短。RFID技术的优势是技术门槛较低,设计较为简单。目前,国内外低端门禁系统中80%的市场份额由RFID技术占据。而器件成本的降低和各种先进算法的出现使生物识别门禁系统在安全性要求较高的场所得到广泛应用。生物识别与RFID两种技术结合后巨大的性价比优势越来越突出的显现。1.3 定义RFID:Radio Frequency IdentificationPPP :public-private partnershipHTML:Hypertext Markup LanguagePOP3:Post Office Protocol 3SMTP:Simple Mail Transfer Protoc
7、olODBC:Open Database ConnectivityRBAC: Role-Based Access ControlASP : Active Server PagesMSIL:Microsoft Intermediate LanguageSQL:Structured Query Language射频识别技术:又称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。非接触式IC卡:非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。MySQL:MyS
8、QL是一个小型关系型数据库管理系统,开发者为瑞典MySQL AB公司。图形用户界面: 图形用户界面或图形用户接口(Graphical User Interface,GUI)是指采用图形方式显示的计算机操作环境用户接口1.4 参考资料1 Zhang Xin-fang, Fang Ming-wei+, Wu Jun-jun An Indoor Location-based Access Control System byRFID Research Center of Software & Embedded System Engineering TechnologyHuazhong Univ. of
9、 Sci. & Tech. March 20-23, 20112 C.M. Roberts ,Radio frequency identification(RFID),Computers & Security, Volume 25, Issue 1, February2006, Pages 18-263 B. Nath, F. Reynolds, and R. Want, RFID Technology and Applications, IEEE Pervasive Computing, vol. 5, no. 1, 2006, pp.2224.4 Pawel Rotter, A Frame
10、work for Assessing RFID System Security and Privacy Risks, IEEE Pervasive Computing, vol. 7,No. 2, pp. 70-77, Apr.-June 2008, doi:10.1109/MPRV.2008.225 Enhancing RFID privacy via antenna energy analysis,Kennethp.Fishkin and Sumi Roy,MIT RFID Privacy Workshop,Boston November 20036 Jayendra, G. Kumara
11、wadu, S. Meegahapola, L. Dept. of Electr.Eng., Univ. of Moratuwa, Moratuwa;RFID-based anti-theft autosecurity system with an immobilizer, pp. 441-446Industrial and Information Systems, 2007. ICIIS 2007. International Conference7 张艳艳. 基于RFID技术的门禁系统设计J. 国外电子测量技术. 2010年10期8 薛娟. 基于射频识别技术的图书馆中心机房管理系统研究J.
12、 现代情报. 2010年04期9 解益君,谢晋,朱峰. 具有良好安全功能的非接触式IC卡通用读写模块的设计与应用J. 安防科技. 2009年10期2 可行性研究的前提2.1 要求2.1.1 功能l 网络管理功能l数据保存功能l非接式IC 卡功能采用非接触式IC 卡,提高安全性及操作便捷性,避免由于使用机械钥匙所出现的问题。同时该IC 卡可兼备学生证、借书证、用餐、缴费等多项功能,真正实现校园“一卡通”。l门权限进出功能通过管理软件可设定学生进出权限,如可设定指定日期、时间通行指定门,防止非法人员的随意进出。学生进入时,持有开门权限的校园卡在安装于大门上的读卡器上刷卡,经电脑系统确认是本校学生后
13、门锁会自动弹开。l门状态预设功能在学生上、下课期间人流较大,每次学生进出刷卡开门将带来不便,因此可设计在某一时间段时门自动打开(进入常开状态),此时管理人员代替门禁控制器迎送学生,过了该时间段后门恢复为正常状态。l智能化管理功能管理软件可详细记录学生每天的进出情况,在宿舍教室方面,根据需要显示出学生每天正常出入楼栋的时间和次数,该记录可作为学生进出宿舍的考勤统计并可自动生成考勤报表,从而代替安装考勤控制器。l学生晚归管理功能学生晚归时(晚归时间可自行设定)将有详细的记录,若在规定时间内(如1个月晚归次数达到预设值,系统自动生成学生名单并向学校管理部门发出提示,管理人员可对晚归学生及时作出处理
14、2.1.2 性能数据库的录入、学生信息的查询、学生进出的考勤2.1.3 输入学生基本信息(如系院、班级、姓名、学号等)、管理人员基本信息(如姓名、职务等)、门基本信息(如宿舍门、教室门等)2.1.4 输出 学生进出信息(学生基本信息、出入时间地点)、考勤信息等2.1.5 安全与保密 管理人员需要通过密码登录后,对学生基本信息进行查看、添加、修改等,管理开/关门和实时监测各门的状态等。2.1.6 与软件相关的其他系统操作系统:Microsoft Visual Studio2008数据库系统:可以在SQL Server 2005/SUN Cloudscape / MySQL 等多种数据库管理系统
15、上作灵活的部署和移植。前台界面布置:JavaScript、HTML、2.1.7 完成期限2011年12月2.2 目标对于一个要处理大量信息的数据库系统设计而言,需要考虑到系统的各方面性能,使系统具有安全性、易操作性、可扩展性和运行高效性等特点。2.2.1 安全性系统的信息一般都存在数据库中,数据库的安全管理主要是数据库的备份恢复以及各种数据表的维护工作,以保证数据库系统的正常运行。同时在项目中做了安全性功能设计,如管理人员需帐号密码才可登录,对学生信息进行修改等操作。也可设定多种时间组权限,控制人员进出时间,如凌晨12点到5点,暑假寒假等假期,可方便在系统中修改或设定时间组控制人员出入,而无需
16、收回学生卡片或单个更改控制器权限时间组设定一次使用本权限组的所有权限及时生效,大大减少管理人员的工作量。2.2.2 易操作性校园门禁系统的前端产品与软件的操作简单易明,一般管理操作人员通过简单的培训或提供的说明书即可独立操作。2.2.3 可扩展性采用门禁系统控制技术,当在需求上发生变化时,通过门禁的强大功能即可方便实现。2.2.4 运行高效性由于系统采用数据库工具作为数据调用的凭借,因此在数据记录与调用时,可以快速而又无误的实现2.3 条件、假定和限制建议该系统运行的最短寿命为10年,因为更换系统对于大型数据库来说是十分耗费财力人力的事情。进行该系统方案选择比较的期限为2个月,一般在两个月内已
17、经完全可以完成实施与对比评测。开发该软件系统的经费由淮阴工学院出资。浏览器端的语言使用HTML/JavaScript,服务器端的语言使用ASP(.NET),开发人员将不能用其他的开发语言(编写组件除外)。而数据库也将随之采用SQL Server2005。开发人员在编写代码的过程中需要严格按照软件工程的要求来进行,以利于接下来的测试和维护及升级。该软件系统受资金、寿命、社会等系列因素限制,一旦发现已经无法承受数据库运营管理的时候,应选择更新或者更换。由于该项目开发人员技术以及RFID技术知识的不足,完成整个开发项目具有挑战性2.4 进行可行性研究的方法通过调查研究:门禁系统被引进国内已有十多年历
18、史,从最初的独立型、密码或刷卡型,发展到现在感应读卡及联网型,产品也越来越丰富,功能方面可以说越来越强大,用户的选择也越来越多。据了解,自2009年经过“M1破解事件”之后,2010年至今,国内门禁市场呈现“百家争鸣”的局面,市场规模更是达到了50多亿元,成为了与防盗报警系统、视频监控系统并立的安防系统“三大台柱”。 经过近十几年的蜕变与发展,如今,门禁产品在功能开发与市场应用中都已经相当成熟。相关企业也逐渐把目光转向如何提高门禁控制系统的附加价值上,希望通过门禁系统与其他系统的整合产生更多的功能,如视频识别、电子巡更、访客服务等等。在此发展趋势中,门禁系统与视频监控系统进行整合已成为门禁厂商
19、关注的热点,与此同时门禁软件的稳定性及可集成性越来越高,未来的门禁系统也将是一个综合控制安保平台2.5 评价尺度资金到位、开发人员无较大变动、技术可行性3 对现有系统的分析现有的门禁系统主要都是基于美国Honeywell Security(霍尼韦尔安防),目前全做最大的安防系统设备供应商,涉及以下功能如图3-1所示: 图3-1 功能分布图保安管理功能,可以设置使用人的权限和进出时间,可以将使用人的姓名、年龄、职务、相片等多达18种内容的数据输入电脑中,便于查询统计及验证身份; 考勤功能,可以根据实际情况将人员编组分类,针对各种节假日,工作日进行考勤记录; 巡更功能,可以记录保安员巡更的路线,时
20、间以及巡更点发生的事件如房门损坏,电梯故障等;多种门禁方式组合,可以设置门锁为只进不出,长开,定时开关等多种功能及各种组合; 应急及统计功能,本系统可以在电脑上显示出指定持卡人所处的物理位置,便于及时联系。发生火警等紧急情况时,防火门会自动打开,便于逃生,出入口也可以自动打开;当发生非法进出时,会自动报警;本系统还可以根据客户的需要,打印出各种统计报表。 门禁系统属公共安全管理系统范畴。在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅、主要设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部位的通道口,安装门磁开关、电控锁或读卡机等控制装置,由中心控制室监控,系统采用计算机多重任务的处理,能够对各通道口的位置、通行
21、对象及通行时间等实时进行控制或设定程序控制,适应一些银行、金融贸易楼和综合办公楼的公共安全管理。系统符合国际UL、FCC、CFM、NFPA、国内CCC等标准,用户覆盖全球各地,在安防界享有盛誉。3.1 处理流程和数据流程系统的业务流程分为了两个部分:一个是前台的管理和监控;第二部分是后台的管理和联机通讯。如下图3-1-1所示:图3-1-1 业务流程图后台管理主要是输入持卡人的个人信息,和对时间的控制。前台部分主要是对持卡人的进出进行监控,读取其数据。持卡人经过其门形天线,在其读卡机上进行打卡,前台管理读取其到达的具体时间并且根据其卡号在后台管理中读取其个人信息并显示在前台界面,同时持卡者的时间
22、信息通过LAN/WAN传递到联机通讯上。实时监控还提供视频的捕捉。具体流程如下图3-1-2所示:图3-1-2 处理流程图在读卡器的感应式技术应用中,读卡器不断通过其内部的线圈发出一个125kHz的电磁场,这个磁场称为“激发信号”。当一个卡放在读卡器的读卡范围内时,卡内的线圈在“激发信号”的感应下产生出微弱的电流,作为卡内一个小集成电路的电源,而该卡内的集成电路存贮有制造时输入的唯一的数字瓣识号码(ID),该号码从卡中通过一个62.5kHz的调制信号传输回读卡器,该信号称为“接收信号”。读卡器将接收到的无线信号传回给控制器,由控制器处理、检错和转换成数字信号,控制器然后把这个数字瓣识号码(ID)
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