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[摘要]介绍非接触式IC卡智能多媒体教学设备安全管理系统中的读写器软、硬件设计及服务器端软件设计。
[关键词]RFIC 多媒体教学设备安全管理系统 RS485 以太网
中图分类号：TP311. 51文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120007－01
RF-IC卡多媒体教学设备管理系统通过采用先进的网络技术，使整套系统的操作和自身资源的使用不再受时间和地域的限制。读写器是以非接触IC卡射频识别技术为核心，具有管理方便、安全性高、可靠性高等特点。需开门时，只要将IC卡在读写器前一划，读写器就会识别出该卡是否对应此门，并提示输入密码，当密码正确则打开门，并自动、准确记录下卡号和开门时间等信息。如果系统允许，一卡还可以对应多个门。
一、系统硬件组成
多媒体教学设备安全管理系统是由读写器通过RS485连接到以太网，又通过以太网与服务器相连而组成，读写器主要完成门锁的开关控制与数据采集，服务器主要完成数据的处理。
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。它是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围（通常为5－10mm）靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。
非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器，完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。非接触性智能卡内部分为两部分：系统区（CDF）用户区（ADF）。系统区：由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。用户区：用于存放持卡人的有关数据信息。
（一）读写器
读写器即智能电子门锁，非接触式IC卡为钥匙，读写器主要由单片机、RS485通信接口电路、电子门锁开关控制电路、HQT02 读卡模块、EEPROM存储器、时钟电路及RF-IC卡片所组成。RD800M 非接触式IC卡读写器读写射频卡，由主机、天线、串行接口等组成，带 LED 显示，通过 RS232 串行接口或 RS485 接口能实现同 PC 机及相关设备的连接，随机支持 SAM 卡操作，可实现安全发卡及满足大多数安全领域的需要，支持 ISO14443 TYPE A/B 标准的智能卡。
（二）安全管理服务器系统
安全管理服务器系统是由PC 机、打印机、发卡机、RS485 网络、以太网、管理系统软件组成。服务器完成的主要功能有:
1．用户管理。在整个系统下，录入用户信息、密码、有效识别并可挂失、撤户、更改密码、更改卡号等操作，由于整个系统不要求时实通信，只要求对数据进行采集与命令操作时进行通信请求，所以当对应一个用户添加之后，要将卡号、密码和用户密级状态通过网络写入到读写器的EEPROM中。
2．密码管理。在整个系统中一个用户可以进入多个门控系统，要求不同安全部门的门控系统对应不同的密码，设置不同的密级状态，并对密码进行加密操作。
3．统计查询。可以按用户信息、卡号、不同门号、时间段等方式查询开门信息，并自动生成原始记录及各类综合统计数据，并可提供远程查询功能。
4．系统维护。系统对数据自动备份，可设置系统管理员、操作员的不同登录管理方式和远程查询方式。
二、多媒体教学设备安全管理系统软件设计
（一）读写器软件设计
读写器软件主要分为两部分，整体监控程序与通信程序。读写器主要功能是在监控程序中完成的，在通信中断子程序中只完成数据的接收，当中断接收完成一帧数据设置一有上位机命令标志，将控制权交给监控程序处理，因此在通信中断子程序中功能简单，本系统还涉及RS485与TCP/IP协议的转换。
RS485只有物理层的电气特性协议，其物理层协议设置为本系统最高波特率可达11520bps，1－bit起始位，8－bit数据位，1－bit停止位。应用层协议只有应用系统自定义协议，其协议格式为:用0AAH作为一帧数据的起始信号，一帧数据定长为16字节，采用校验和方式，其格式如下：
地址1－byte、命令1－byte、数据12－byte、状态1－byte、校验1－byet
在该协议中12字节数据分配如下：
卡号3－byte、密码3－byte、时间6－byte
（二）上位机系统管理软件设计
上位机管理软件在Windows 操作系统下利用Visual C++进行数据库与TCP/ IP 通信协议的编程，在厂家提供的SDK包的基础上开发给系统编程带来极大的方便。系统完成对RF－- IC卡读写器的管理和数据库的管理，在读写器管理方面主要涉及TCP/IP通信，而在数据库管理方面主要涉及数据库操作。
（三）下位机软件设计
下位机软件主要实现读卡、写卡、更新、时钟控制功能。限于篇幅，下面介绍读卡功能，其余功能不再赘述。
三、结束语
RF-IC 卡多媒体教学设备管理系统采用网络技术、射频识别技术和控制技术将电子卡锁的权限控制由被动防守变为主动控制，减轻了物业管理部门及其它与之相关部门的工作量，实现了高校多媒体教学设备的智能化管理。
参考文献：
[1]陆永宁，非接触IC卡原理与应用.北京:电子工业出版社.2006.9.
[2]刘玉珍、张焕国，多应用安全智能卡结构的研究CJ3.武汉大学学报(理学版).2006.52(1)：8791．
[3]沈宇超、沈树群，射频识别技术及其展现状[J].电子技术应用. 1999(1):4～5.
[4]游战清，李苏剑无线射频识别技术(RFID)理论与应用.北京:电子工业出版社.2004
[5]胡连柱，公交非接触IC卡读写器的应用设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报.2003(6)：7881．
作者介绍：
梁明，副教授，江苏食品职业技术学院计算机应用技术系主任。
[关键词]RFIC 多媒体教学设备安全管理系统 RS485 以太网
中图分类号：TP311. 51文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120007－01
RF-IC卡多媒体教学设备管理系统通过采用先进的网络技术，使整套系统的操作和自身资源的使用不再受时间和地域的限制。读写器是以非接触IC卡射频识别技术为核心，具有管理方便、安全性高、可靠性高等特点。需开门时，只要将IC卡在读写器前一划，读写器就会识别出该卡是否对应此门，并提示输入密码，当密码正确则打开门，并自动、准确记录下卡号和开门时间等信息。如果系统允许，一卡还可以对应多个门。
一、系统硬件组成
多媒体教学设备安全管理系统是由读写器通过RS485连接到以太网，又通过以太网与服务器相连而组成，读写器主要完成门锁的开关控制与数据采集，服务器主要完成数据的处理。
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。它是世界上最近几年发展起来的一项新技术，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来，结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。卡片在一定距离范围（通常为5－10mm）靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。
非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作是，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器，完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。非接触性智能卡内部分为两部分：系统区（CDF）用户区（ADF）。系统区：由卡片制造商和系统开发商及发卡机构使用。用户区：用于存放持卡人的有关数据信息。
（一）读写器
读写器即智能电子门锁，非接触式IC卡为钥匙，读写器主要由单片机、RS485通信接口电路、电子门锁开关控制电路、HQT02 读卡模块、EEPROM存储器、时钟电路及RF-IC卡片所组成。RD800M 非接触式IC卡读写器读写射频卡，由主机、天线、串行接口等组成，带 LED 显示，通过 RS232 串行接口或 RS485 接口能实现同 PC 机及相关设备的连接，随机支持 SAM 卡操作，可实现安全发卡及满足大多数安全领域的需要，支持 ISO14443 TYPE A/B 标准的智能卡。
（二）安全管理服务器系统
安全管理服务器系统是由PC 机、打印机、发卡机、RS485 网络、以太网、管理系统软件组成。服务器完成的主要功能有:
1．用户管理。在整个系统下，录入用户信息、密码、有效识别并可挂失、撤户、更改密码、更改卡号等操作，由于整个系统不要求时实通信，只要求对数据进行采集与命令操作时进行通信请求，所以当对应一个用户添加之后，要将卡号、密码和用户密级状态通过网络写入到读写器的EEPROM中。
2．密码管理。在整个系统中一个用户可以进入多个门控系统，要求不同安全部门的门控系统对应不同的密码，设置不同的密级状态，并对密码进行加密操作。
3．统计查询。可以按用户信息、卡号、不同门号、时间段等方式查询开门信息，并自动生成原始记录及各类综合统计数据，并可提供远程查询功能。
4．系统维护。系统对数据自动备份，可设置系统管理员、操作员的不同登录管理方式和远程查询方式。
二、多媒体教学设备安全管理系统软件设计
（一）读写器软件设计
读写器软件主要分为两部分，整体监控程序与通信程序。读写器主要功能是在监控程序中完成的，在通信中断子程序中只完成数据的接收，当中断接收完成一帧数据设置一有上位机命令标志，将控制权交给监控程序处理，因此在通信中断子程序中功能简单，本系统还涉及RS485与TCP/IP协议的转换。
RS485只有物理层的电气特性协议，其物理层协议设置为本系统最高波特率可达11520bps，1－bit起始位，8－bit数据位，1－bit停止位。应用层协议只有应用系统自定义协议，其协议格式为:用0AAH作为一帧数据的起始信号，一帧数据定长为16字节，采用校验和方式，其格式如下：
地址1－byte、命令1－byte、数据12－byte、状态1－byte、校验1－byet
在该协议中12字节数据分配如下：
卡号3－byte、密码3－byte、时间6－byte
（二）上位机系统管理软件设计
上位机管理软件在Windows 操作系统下利用Visual C++进行数据库与TCP/ IP 通信协议的编程，在厂家提供的SDK包的基础上开发给系统编程带来极大的方便。系统完成对RF－- IC卡读写器的管理和数据库的管理，在读写器管理方面主要涉及TCP/IP通信，而在数据库管理方面主要涉及数据库操作。
（三）下位机软件设计
下位机软件主要实现读卡、写卡、更新、时钟控制功能。限于篇幅，下面介绍读卡功能，其余功能不再赘述。
三、结束语
RF-IC 卡多媒体教学设备管理系统采用网络技术、射频识别技术和控制技术将电子卡锁的权限控制由被动防守变为主动控制，减轻了物业管理部门及其它与之相关部门的工作量，实现了高校多媒体教学设备的智能化管理。
参考文献：
[1]陆永宁，非接触IC卡原理与应用.北京:电子工业出版社.2006.9.
[2]刘玉珍、张焕国，多应用安全智能卡结构的研究CJ3.武汉大学学报(理学版).2006.52(1)：8791．
[3]沈宇超、沈树群，射频识别技术及其展现状[J].电子技术应用. 1999(1):4～5.
[4]游战清，李苏剑无线射频识别技术(RFID)理论与应用.北京:电子工业出版社.2004
[5]胡连柱，公交非接触IC卡读写器的应用设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报.2003(6)：7881．
作者介绍：
梁明，副教授，江苏食品职业技术学院计算机应用技术系主任。