本文基于RFID技術(shù)設(shè)計的巡更管理系統(tǒng)中，巡更點(diǎn)讀卡器所使用的MLX90121芯片是一款能兼容多種協(xié)議標(biāo)簽的收發(fā)器，并通過接口（按鍵或計算機(jī)）進(jìn)行協(xié)議模式的切換。遵循ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為13.56MHz，此工作頻率全球認(rèn)可。

系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)管理方案

電子巡更系統(tǒng)中的每條路線上有數(shù)量不等的巡更點(diǎn)，巡更點(diǎn)處設(shè)有讀寫器，巡更人員巡邏至該處，通過刷卡、按鍵等手段，將該處巡更信號或報警信號發(fā)送到中央控制平臺。中央服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫將巡更人員到達(dá)各巡更點(diǎn)時間、動作等信息記錄到系統(tǒng)中，送至巡更管理終端機(jī)。巡更管理終端機(jī)定期生成巡檢記錄和考核結(jié)果。通過查閱巡更記錄就可以對巡更質(zhì)量進(jìn)行考核。中央平臺同時可使用對講系統(tǒng)及時與巡更人員溝通。

系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示，整個系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、射頻收發(fā)電路、MCU、顯示和報警控制電路、RS-485、中央平臺（服務(wù)器）以及巡更管理終端機(jī)等組成。電子標(biāo)簽采用TI公司的Tag-it HF-I應(yīng)答器，存儲巡更人員唯一ID編號。射頻收發(fā)電路是以MLX90121多協(xié)議收發(fā)芯片為核心，遵循ISO／IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)，模擬電路部分實現(xiàn)收發(fā)調(diào)制／解調(diào)，數(shù)字電路部分實現(xiàn)信息編／解碼，+5V供電；MCU控制該系統(tǒng)運(yùn)行，控制射頻電路收發(fā)，實現(xiàn)顯示和突發(fā)事件報警等外圍電路控制，并通過RS-485接口電路連接總線，實現(xiàn)與中央平臺服務(wù)器通信。

系統(tǒng)工作原理：電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器大線感應(yīng)區(qū)，在收到讀寫器指令后被激活，同時發(fā)送內(nèi)部存儲有巡更人員ID編號的信息。讀寫器解碼后，根據(jù)既定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，送至中央平臺。中央平臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實時記錄，同時將相應(yīng)的控制命令返回讀寫器。

硬件組成

多協(xié)議讀寫器構(gòu)成

高頻段RFID系統(tǒng)工作原理是電磁場耦合，最大識別距離13cm。

如圖2所示，多協(xié)議讀寫器的硬件構(gòu)成：單片機(jī)ATmega16、MLX90121、讀寫器接口電路。天線的設(shè)計本文不作討論。

電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽即巡更人員出勤巡更 時所持射頻識別信息卡，內(nèi)存有唯一ID編號和巡更人員工號等信息。當(dāng)進(jìn)入讀寫器識別范圍時，卡上信息被讀出。本系統(tǒng)電子標(biāo)簽采用TI公司的Tag-it，具體型號為RI-103-112A，該電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)區(qū)為2048位，UID為64位；采用正方形螺旋PCB天線。

軟件設(shè)計

通信協(xié)議

PC采用多收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)的RS-485總線方式。

圖3中，MLX9012l將從標(biāo)簽中讀到的信息取出后生成輸入信號（input signal），經(jīng)過大數(shù)判決（MV，majority voting）電路啟動，在時鐘（CK）上升沿開始由DOUT 口向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送時采取低位先送。在每個數(shù)據(jù)同步信號（DSYNC）下降沿取出數(shù)據(jù)。在最后一個DSYNC信號上升沿，CK信號拉低結(jié)束數(shù)據(jù)輸出。

軟件流程

如圖4所示，瀆寫器按照Read_First（讀卡器發(fā)起）協(xié)議以低位先送方式將請求數(shù)據(jù)發(fā)給應(yīng)答器，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入讀寫器識別范圍時接收到數(shù)據(jù)，并按照應(yīng)答協(xié)議格式發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器，完成一次操作。系統(tǒng)軟件部分運(yùn)用Delphi5.0+Oracle數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。Delphi結(jié)合了VC功能強(qiáng)大和VB簡單易學(xué)的特點(diǎn)，基于面向?qū)ο蟮目蚣芙Y(jié)構(gòu)，編譯速度快、運(yùn)用靈活。后臺數(shù)據(jù)庫選用界面直觀的Orcale數(shù)據(jù)庫，支持對數(shù)據(jù)量有一定要求的系統(tǒng)。

巡更人員的基本資料和執(zhí)勤記錄由orcale數(shù)據(jù)庫管理。整個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用Delphi5.0來設(shè)計，主要包括可視化的圖形界面、靈活的數(shù)據(jù)庫訪問以及串口通信編程。在數(shù)據(jù)庫中需要對巡更人員基本資料表、巡更人員執(zhí)勤安排表和巡更人員工作記錄表進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)讀卡器讀到ID編號后，MCU通過RS-485串口與中央平臺服務(wù)器通信，然后ID編弓在數(shù)據(jù)庫中被查詢，若找到匹配的人員信息，則定時定點(diǎn)添加巡更人員的工作記錄，否則提示出錯，并記錄日志。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須和讀寫器實現(xiàn)實時、準(zhǔn)確的通信，才能確保系統(tǒng)可靠的運(yùn)行。

系統(tǒng)的測試與分析

測試中只能用實驗手段對實際狀況進(jìn)行相應(yīng)的模擬?？捎萌舾呻娮訕?biāo)簽多次、不同角度進(jìn)人讀寫器識別范圍模擬不同巡更人員在不同地點(diǎn)刷卡的情況，按鍵報警等可用LED模擬。測試系統(tǒng)可基本完成預(yù)想功能。整個系統(tǒng)有待提高之處如下：首先，通過軟件編程可優(yōu)化巡更路線，最大程度減少人員開支，提高管理效率；另外，通過系統(tǒng)擴(kuò)展，很容易實現(xiàn)門禁、考勤、POS機(jī)消費(fèi)、電梯管理、停車管理、餐飲管理等功能，真正實現(xiàn)智能“一卡通”。

結(jié)語

電子巡更管理系統(tǒng)基于RFID 技術(shù)，以射頻收發(fā)模塊MLX90121多協(xié)議RFID收發(fā)器芯片和高性能單片機(jī)為核心的沒計可用于公司、工廠、倉庫、小區(qū)等區(qū)域的巡查工作，可實現(xiàn)巡更人員巡邏信息的記錄、巡更突發(fā)事件及結(jié)果統(tǒng)計、巡更人員巡邏情況統(tǒng)計報表等功能。

責(zé)任編輯：gt