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1、毕 业 设 计毕业设计题基于RFID技术在南华附属第二医院停车场的方案设计 毕业设计类型 产品设计 工艺设计 方案设计 姓名 班级 所属系部 物流信息系 专业 物流信息 指导教师 职称 完成时间 摘要摘要: RFID技术在无线电技术方面得到了广泛应用与发展，其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别与数据的目的。本设计是基于RFID技术的门禁系统，利用其非接触式无线识别的特点能够对车辆进行自动识别，同时自动开启和关闭道阀，将出入口的控制从被动防守变主动监控，从而加强对小区车辆和校园等重要场所停车场的管理，极大的提高了车辆出入的效率，减少管理方面的混乱局面，节约人力成本。本设计给出了
2、系统的总体结构，并对主要组成部分的功能及具体实现作出了阐述。关键词：RFID；停车场管理；门禁系统目录引言1第一章 基本概念和需求分析21.1 RFID的概述21.2 门禁系统的概述31.3设计背景31.4车辆门禁的需求分析5第二章 车辆门禁系统的构成及工作原理62.1 附二医院车辆门禁系统的工作原理62.2 附二医院车辆门禁系统的组成及特点7第三章 停车场的管理系统113.1 停车场管理系统布置图113.2 停车场管理系统结构图113.3 入出口控制机组成及工作原理123.4 停车场的设备成本预算13第四章 车辆门禁系统在RFID中的框架设计204.1系统硬件构成204.2软件设计224.3
3、系统功能24总结25致谢26参考文献27引言随着通讯计算机技术、元器件制造技术的发展和应用，由此产生的自动识别（Automatic Identification）技术在许多领域得到普及。出入口门禁管理是现代化安防系统的重要组成部分，出入口只允许有进出权者通行。门禁管理系统就是基于这些自动识别技术进出人员或车辆的身份权限，通过与系统中的信息比较作出预设反应。常见的自动识别技术有条形码、生物特征识别（指纹、面部特征）、IC卡和射频卡。条形码技术介质存储量小、不能更写、易污损。生物特征识别相对比较复杂、识别效率、误识率较高。IC卡识别和射频识别是目前较成熟且应用广泛的两种技术，作为数据存储器系统，它
4、们内有CPU可防更改，识别时间短。IC卡识别系统需要接触识别，存在触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力的缺点。射频识别系统通过非接触式工作模式，基于原理是利用射频信号和空间耦合实现物体的自动识别克服了与触点接通易受干扰的缺点。射频识别系统支持密码认证和效可以修改，写入时间短，视频卡可以设置密码保护具有更好地安全性。现阶段大多数门禁系统都是基于射频识别技术，同时RFID技术还在飞速发展，应用也越来越广泛。 第27页，共32页第一章 基本概述和需求分析1.1 RFID的概述 射频识别即RFID技术。又称为电子标签，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且读写相关数据，无需识别系统与特
5、定目标之间建立机械或光学接触，更是一种非接触的自动识别技术，是目前发展最为迅速、潜力最大的新兴技术之一。RFID标签分为有源和无源两种。有源RFID标签自身带有电池供电。读写距离远、体积大、价格高；无源RFID标签本身不带电池，其能量从读卡器发射的电磁波中获取，特点是体积小、价格低、寿命长、读写范围是10毫米到5米的距离。无源RFID系统的基本工作原理是当电子标签进入读卡器发射电磁波，使标签天线产生的感应电压达到规定值时，电子标签被激活，并通过内置耦合线圈发送信息；系统接收从电子标签发送来的调制信号。经读卡器对接收的信号惊喜调制和解码后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该标签的
6、合理性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。因此，在本文中选用了无源RFID卡。卡内有芯片和天线作数据传递和接收能源用，全部密封，所以防尘防水。有因为不用磁头读写，不存在磨损磁带或受干扰，或者是因磁头积尘而失效，可使用10万次以上，在耐用和经济上远优于现在大多数停车场使用的磁卡。1.2 门禁系统的概述 门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（向办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都
7、要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题就出现了电子磁卡锁、电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制、卡片与读卡机具之间磨损大、故障率高、安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。 1.3 设计的背景 南华附属第二医院始建于1949年，是湖南省继湘雅附一、附二医院之后的第三家教学医院，是一所集医疗、教学、科研为一体的大型综合性三甲等医院，是省、市、县职工及居民医保、工伤保险、铁路医保
8、、新型农村合作医疗定点医院，是全国百姓放心医院。经过60多年的发展，现已形成新院、老院和一所股份生殖医院的格局。每次从附二东门经过就像春运一样，本来可以三辆车并行的路面只剩下窄窄的一细条：乱停的私家车辆、吆喝的摊贩、出租车等等，不要说车辆了就连工作人员骑电动车上下班那会都很难进去，每天的人流量非常之多，尤其是早上和下班那会停车位满满的还有很多私家车想往里面开，由于现在的食品问题越来越不安全得病的人也越来越多，往医院输送的病人每天也是络绎不绝，而这也增加了停车场的管理工作难度。1.4 车辆门禁的需求分析车辆门禁采用了车辆自动识别技术，系统自动识别车辆身份，出入场不用取停车卡。而传统停车场管理，则
9、是以停车卡作为车辆身份标识，车辆入场人工取卡，车辆出场人工收卡。车辆门禁在车场管理中应用比较广泛，包括不收费管理或者是定期收费进行管理两种方式。系统采用先进的RFID识别技术和高速的视频图像存储比较相结合，从而对车辆进行有效的识别。车辆出入大门不必停车，只要是安装了有效的RFID识别卡的车辆，道闸档杆或电动门就会自动打开，摄像机会对每一台出入车辆进行拍照或录像，后台计算机会准确记录车辆出入的相关信息，从而实现完全的自动化。同时，由于实行计算机管理和全球唯一代码识别，对每台车的身份、考勤、缴费情况等实行自动管理。最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期
10、，出现了感应式门禁系统：指纹门禁系统、虹膜门禁系统、面部识别门禁系统、乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性、方便性、易管理性等方面各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。第二章 车辆门禁系统的构成及工作原理2.1 附二医院车辆门禁系统的工作原理2.1.1 车辆门禁系统的工作原理出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区、工厂等。硬件部分可分为：多
11、功能扫描仪：获得实验人员的掌形信息并向主机传送。主机：接受从多功能扫描仪传送过来的掌形信息，对其进行判断并向控制器下达命令以及接受控制器的信息。控制器：接受主机下达的命令及执行。电机：执行控制器的命令，带动传动装置运动。传动装置：传递电机和门之间的运动。传感器：对人的通过进行感应。报警系统：当实验人员非法进入实验室时进行报警。读卡器用来读取刷卡人员的智能卡信息（卡号），再转成电信号送到门禁控制器中，控制器根据接收到的卡号，通过软件判断该持卡人员是否得到过授权在此时间段可以进入大门，然后再根据判断的结果完成开锁、保持闭锁等工作。对于联网型门禁系统，控制器也接受来自管理计算机发送的人员信息和相对应
12、的授权信息，同时向计算机传送进出门的刷卡记录。单个控制器就可以组成一个简单的门禁系统，用来管理一个或两个门。多个控制器通过通信网络同计算机连接起来就组成了整个建筑的门禁系统。计算机装有门禁系统的管理软件，它管理着系统中所有的信息分析与处理。2.2 附二医院车辆门禁系统的组成及特点2.2.1车辆门禁系统的组成射频门禁系统由车载电子标签、车感线圈、射频接口、信号处理、控制系统与管理系统六个部分组成。如图1所示。电子标签门柱电子标签门柱入车感线圈A车感线圈B 出控制系统管理系统信号处理射频接口阅读器安防中管理员图1 射频门禁系统组成结构图1、电子标签电子标签通常也被称为应答器，它内部存储车辆及车主的
13、基本信息，安装在车辆上为无源标签。当电子标签进入阅读器的微波查询信号覆盖区域时，电子标签通过感应电流所获得的能量向阅读器发送出存储在芯片中的信息，有效读取距离为6mm10m。2、阅读器阅读器包括射频接口和信号处理两个模块射频接口主要负责信号的发送与接收，它接收来自信号处理与控制系统指令信号，将指令信号变换为微波信号发送出去，同时，它也接受来自电子标签的微波反射信号，并将微波反射信号变换成数字信号送到信号处理模块进行解码处理。信号处理模块主要负责对指令信号和电子标签数据信号的处理。它接收来自管理系统的指令信号，将指令信号编码后送到射频接口，由射频接口变换为微波信号发送出去，同时，它也接受来自射频
14、接口的电子标签数据信号，将电子标签数据信号解码后送到管理系统。3、管理系统管理系统主要负责用户信息、电子标签数据和控制系统信息。它依据用户指令对系统进行控制与管理，接收来自信号处理模块和控制系统的数据，将指令信号送往信号处理模块和控制系统，同时管理系统可以通过网络跟安防中心通信。4、控制系统控制系统主要负责对闸门机构进行通信控制，它接收来自管理系统的指令信号，对闸门机构进行控制，并将闸门状态反馈给管理系统，即如果从电子标签读取的数据经过管理系统分析 就为合法通信者，则给控制系统信号，开启闸门放行。5、车感线圈车感线圈选用PBD232地感环形线圈式检测器。该检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器，它的传感器是一个埋在路面下并通有一定工作电流的环形线圈（一般为2m*1.5m）当车辆通过环形地埋线圈或停在环形地埋线圈上时，车辆自身铁质切割磁通线，引起线圈回路电感量的变化，检测器通过检测该电感变化量就可以检测出车辆的存在。该检测器的响应时间为100m/s，它的各项性能特点能够保证系统准确、快速地检测到车辆到来，并通过数字I/O卡输出信号给计算机，启动读写器工作。 2.2.2车辆门禁系统系统的特点1.读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行有效识别距
