基于SIMPASS技術(shù)的高安全性門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

SIMPASS技術(shù)是一種智能卡技術(shù)，基于SIMPASS的智能卡具有非接觸和接觸式功能的雙界面卡。接觸式界面可以實(shí)現(xiàn)SIM應(yīng)用，完成手機(jī)卡的電信功能；非接觸式界面可以實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、支付等功能，并兼容多個(gè)智能卡應(yīng)用規(guī)范[1-2]。在非接觸界面中，SIMPASS目前使用的是世界上廣泛應(yīng)用在支付方面的頻率13.56 MHz的產(chǎn)品，而且SIMPASS產(chǎn)品嚴(yán)格符合PBOC 2.0、PAYWAVE等國(guó)內(nèi)外金融機(jī)構(gòu)所定義于支付標(biāo)準(zhǔn)[3]，安全性得到世界廣泛認(rèn)可。SIMPASS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)還在于實(shí)施容易，代價(jià)極低，無(wú)需像NFC那樣更換手機(jī)，用戶只需將原有的手機(jī)SIM卡換成UIMPASS帶天線的特制卡片即可。
SIMPASS技術(shù)將手機(jī)和射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)完美融合，用戶不需要攜帶任何IC、ID卡片，只需用手機(jī)即可完成身份認(rèn)證(門禁、考勤)、支付等功能，避免了過(guò)去卡片易丟失忘帶，門禁考勤帶刷卡等現(xiàn)象，同時(shí)后期還可利用手機(jī)的通信功能(短信、WAP上網(wǎng))與企業(yè)、學(xué)校的內(nèi)部網(wǎng)結(jié)合，提供諸如余額查詢等業(yè)務(wù)。本設(shè)計(jì)已完成了基于UIMPASS技術(shù)的門禁功能的軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，使用Visual studio C#2008、數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER 2005開(kāi)發(fā)軟件。同時(shí)對(duì)門禁系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)備進(jìn)行了分析。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
門禁系統(tǒng)同時(shí)支持聯(lián)機(jī)和脫機(jī)模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。用戶可通過(guò)管理電腦控制門禁控制器,進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，比單一的脫機(jī)模式功能更強(qiáng)[4]。設(shè)計(jì)采用三層模式結(jié)構(gòu)：服務(wù)器-工作站-終端機(jī)，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)存放用戶信息、控制器屬性、開(kāi)關(guān)門記錄等數(shù)據(jù)及安裝門禁軟件的服務(wù)端。門禁管理電腦負(fù)責(zé)運(yùn)行軟件的具體業(yè)務(wù)、人員權(quán)限的分配及控制器的管理等。本系統(tǒng)布線組網(wǎng)可選擇網(wǎng)絡(luò)方式,也可以采用485總線方式,用戶可根據(jù)當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)情況靈活選擇。

1.1 讀卡設(shè)計(jì)
讀卡器的工作原理：讀卡器以固定頻率向外發(fā)出電磁波(頻率通常是13.56 MHz)。當(dāng)感應(yīng)卡進(jìn)入讀卡器電磁波輻射范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)觸發(fā)感應(yīng)卡上的線圈，產(chǎn)生電流并觸發(fā)感應(yīng)卡上的天線向讀卡器發(fā)射信號(hào)。該信號(hào)帶有卡片信息，讀卡器將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字序號(hào)，以韋根協(xié)議(Wiegand)傳送給就地控制器，就地控制器再將信息上傳給上層控制器，最終上傳給門禁服務(wù)器。門禁服務(wù)器將卡號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息進(jìn)行比對(duì)，從而得到全部的卡片信息。
由于UIMPASS的非接觸式界面使用的是世界上廣泛應(yīng)用在支付方面的13.56 MHz頻率[5]，因此工作站電腦上可以采用常見(jiàn)的D8型號(hào)的讀卡器來(lái)進(jìn)行卡片注冊(cè)。經(jīng)測(cè)試，D8讀卡器對(duì)UIMPASS的讀卡效果良好。同時(shí)經(jīng)過(guò)大量測(cè)試發(fā)現(xiàn)，有些廠家采用的是門禁一體機(jī)形式，即門禁控制器和門禁讀頭設(shè)計(jì)在一起，在實(shí)際操作時(shí)，由于手機(jī)后蓋的厚度可能影響UIMPASS讀卡效果。而解決方法很簡(jiǎn)單，根據(jù)讀卡器原理，只需加大讀卡器的信號(hào)發(fā)射功率即可解決。
1.2 控制器結(jié)構(gòu)
控制器是本系統(tǒng)的核心[5], 其結(jié)構(gòu)如圖2所示。UIMPASS卡首先通過(guò)D8讀卡器在工作站上進(jìn)行注冊(cè)，將用戶與卡號(hào)進(jìn)行綁定后通過(guò)微處理器將其存入EEPROM，當(dāng)用戶刷手機(jī)時(shí)，讀卡器將讀入卡號(hào)與存儲(chǔ)器內(nèi)的卡號(hào)進(jìn)行比對(duì)，如符合條件(卡號(hào)存在，時(shí)間段正確等)則可控制電磁鎖的開(kāi)啟。工作站通過(guò)微處理器可對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行更新等操作,以保持系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

2 軟件設(shè)計(jì)
2.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)為：門禁控制器、用戶、刷卡記錄及門信息表。門禁控制器及用戶數(shù)據(jù)表如表1所示，門禁刷卡記錄及門信息表如表2所示。