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利用 RFID 技术, 在计算机开放实验室管理中, 能够完全准确地实现对实验者身份的快速识别和实验设备的安全管理, 并且可以提高开放实验室的工作效率。本文分析了 RFID 的工作原理和特点, 对基于 RFID 技术的实验室门禁管理系统进行了设计和实现。

门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统, 是对重要区域或通道出入口进行管理和控制的系统。它作为一种新型现代化安全管理系统, 集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。本系统利用 RFID 射频识别技术, 实现计算机实验室门禁管理以及实验室设备安全管理的解决方案。

系统结构及工作原理
门禁管理系统主要由门控制器、区控制器、中央控制器和上层软件 4 部分构成, 如图 2。门控制器包括射频读卡器、控制电路和电控锁, 具有读卡、对卡号进行有效性验证、控制电控锁的开启和记录进出门事件等功能; 区控制器以 AT90S8515 单片机为核心, 外接静态数据存储器 RAM62256 和 RS485 总线, 可给门控制器供电并能循环存储门控制器形成的记录; 中央控制器可访问区控制器存储的记录并能将这些记录转换成遵循 TCP/IP 协议的数据, 通过网线传输至上层管理软件, 也可以接收上层管理软件发送的命令数据并将其传给区控制器; 上层管理软件具有多级密码升陆、注册、卡号权限设置、数据库管理和报警等功能。门控制器、区控制器和中央控制器的数据传输是通过 RS485 总线进行的, 而上层软件和中央控制器数据的传输遵循 TCP/IP 协议, 通过网线传输, 中央控制器具有唯一的 IP, 因此, 任何与 Internet 连接的 PC 机安装好上层门禁管理软件后, 即可管理该门禁系统。

RFID 技术的实现
在射频识别系统的工作过程中, 始终以能量为基础, 通过一定的时序方式来实现数据的交换。在 RFID 工作的空间通道中建立了三种事件模型:
1)以能量提供为基础的事件模型: 阅读器向电子标签提供工作能量, 当标签离开射频识别场时, 标签由于没有能量的激活而处于休眠状态; 当标签进入射频识别场时, 阅读器发射出来的射频波激活标签电路, 标签通过整流的方法将射频波转换为电能存储在标签中的电容里, 从而为标签的工作提供能量, 完成数据的交换。
2)以时序方式实现数据交换的实现形式事件模型: 时序指的是阅读器和标签工作次序。对于无源标签一般是阅读器主动唤醒标签; 对于有源标签或多标签同时识读, 可以采用阅读器唤醒标签, 也可以是标签主动向阅读器传送信息。
3)以数据交换为目的的事件模型: 阅读器和标签之间的数据通信是双向的。阅读器向标签写入数据或阅读数据是非接触方式的。标签被激活后, 根据阅读器指令转入数据发送状态或写入状态, 工作结束后阅读器发送休眠指令, 标签进入休眠状态。