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门禁系统的工作原理

2020-06-29 14:30:00
admin668
原创
882
门禁系统应用自识别技术,对进出人员的出入凭证与门的锁具开闭实现逻辑控制关系。根据出入凭证与识别方式,目前门禁系统工作方式可分为密码识别方式、卡片识别方式、生物识别方式三种
1)密码识别方式的门禁系统原理
这种门禁系统通过检验输入密码是否正确来识别进出权限,在系统前端有一个键盘(通常为12键或16键),门禁控制器中存储有主管码、主用码、客户码三类密码不同类型的密码有不同的权限。使用者在进门前需要从键盘上输入密码,门禁控制器通过对键盘传输来的密码与存储的密码比较后判断是否开门。这种方式的门禁系统操作方便,无需携带卡片,成本低,但同时也存在着只能容纳三组密码、密码容易泄露、没有进出记录、只能单向控制等明显的缺陷为了提髙密码识别方式门禁系统的安全性,出现了乱序键盘型门禁系统。这种门禁系统的工作原理与上述普通密码门禁系统一样,但它前端的键盘不是普通键盘,而是一种乱序键盘,键盘上的数字不固定,可以根据设置不定期自动变化键盘上数字排序,或者在用户键入一组密码后自动随机变换一次数字排序。每个数字的视锥角约为10°,因此仅供一人可视,可以确保用户密码保密。这种门禁系统除了安全性稍高,成本较高外,其他特点与普通密码门禁系统类似2)卡片识别方式的门禁系统原理
卡片识别方式的门禁系统通过读卡或读卡加密码方式来管理进出权限。这种门禁系统的出入凭证为各类卡片(包括磁卡、接触式IC卡、非接触式IC卡等),识别仪为如图1-6所示,磁卡是在符合国际标准的非磁性基片上用树脂粘贴磁条,贴在磁卡背面的磁条是一层薄薄的由定向排列的铁性氧化粒子组成的材料(也称为涂料),磁条上共有3个磁道,磁道1、磁道2都是只读磁道,磁道3是读写磁道。磁条上记录的信息采用调频制编码技术,具有自同步能力。如图1-7所简单地说调频制编码技术就是在每个时钟周期τ内,磁通至少变化一次。如在每个周期中间产生磁通变化表示逻辑“1”,无磁通变化表示逻辑“0”。在磁卡插入读卡器中时,读卡器将读出的磁条中的信息送入门禁控制器,门禁控制器根据出入法则进行判断、执行、事件记录等功能。磁卡门禁系统成本较低,一人一卡,使用方便,可联微机,可记录开门事件,但磁卡与读卡器之间有磨损,寿命较短,而且磁卡容易被复制,卡内的信息容易因外界磁场而丢失,使卡片无效,因此安全性一般
接触式IC卡是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中,封装成卡的形式,其外形与覆盖磁条的磁卡相似。卡片内没有电源,但有存储器,可记录卡片号码、发行商信息,也可记录持卡人的信息,卡片表面有从CI到C8共8个触点。这8个触点的功能
见表1-1。使用者在进门前需要用读卡器读取持有的卡片,读卡器通过触点C1和c给卡片提供电源,并从触点C7串行读出卡片内信息,送入门禁控制器,门禁控制器根据法则执行比较判断,根据结果控制锁具的开启和闭合。由于IC卡不会被磁化,不易复制,因此这种门禁系统的安全性高于磁卡门禁系统。非接触式IC卡又称为射频卡,与接触式IC卡相似,卡内没有电源,有存储器,但非接触式IC卡表面没有触点,而是在卡片内增加了一个电感线圈。使用者在进门前将卡片靠近读卡器,电感线圈在读卡器内发射装置的激励下产生微弱电流,保证卡内芯片工作,并以电磁方式将信息返回给读卡器。这种门禁系统的卡片与读写设备之间无接触,开门方便安全,使用寿命长,可联微机,有开门记录,可以实现双向控制卡片很难被复制,安全性高,是今后门禁系统的发展方向之一。
3)生物识别方式的门禁系统原理
生物识别方式的门禁系统是通过检验人体生物特征的方式来识别控制进出。研究表明,人的指纹、掌纹、面孔、发音、虹膜、视网膜、骨架等都具有惟一性和稳定性的特征,即每个人的这些特征都与别人不同、且终生不变,因此可据此识别出人的身份。基于这些特征,出现了指纹识别、面部识别、发音识别等多种生物识别技术,其中的指纹识别技术是生物识别技术的热点。这里就以指纹识别为例,讲述其工作原理。
指纹识别技术主要涉及四个功能:读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对首先,通过指纹读取设备读取人体指纹的图像,之后对原始图像进行初步的处理,
使之更清晰,如图1-8所示。指纹特征包括纹形(环形、弓形、螺旋形)、特征点的类型
(Crossover交叉、Core核、Bifurcation分叉Ridge Ending脊断点、Island岛形区域、Dela三角形区域、Pore孔)、方向、曲率、位置等背断点
辨识软件从指纹上找到被称为“节点”
岛形区域
(Minutiae)的数据点,也就是指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置。接下来辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据,这种单向转换将指纹转换成惟一的特征数据。这些节图1-8指纹特征示意图
点同时具有七种以上的惟一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点,所以这种方法会产生大约490个数据。这些数据通常称为模板,保存为1KB的记录。最后,通过计算机模糊比较的方法,把两个指纹的模板进行比较,计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果
20世纪80年代,随着个人电脑、光学扫描这两项技术的革新,指纹取像的工具成为现实,90年代后期,低价位取像设备的引入和发展,以及可靠的比对算法的发现为指纹识别的应用提供了条件,这些条件极大地促进了指纹门禁系统的应用和推广。其他方式的生物识别原理与指纹识别相似,都是通过建立特征数据实现识别功能由于这些生物特征具有确定性和惟一性,终身携带,不会遗失、不可复制,其他介质无法取代的优点,因此,利用生物识别技术的门禁系统从识别角度来说安全性极好,可靠性高,但成本很高,对环境的要求也较高,对使用者要求高(比如指纹不能划伤,眼不能红肿出血,脸上不能有伤,或胡子的多少),使用不方便(比如虹膜型的和面部识别型的门禁设备,安装高度位置一定,但使用者的身高却各不相同)


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