基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案

基于RFID远距离不漏卡考勤系统解决方案--3米低频远距离读卡器的应用（远距离一卡通）关键字：远距离考勤人员识别远距离读卡器考勤系统厦门摘要：随着识别技术的发展,人们提出了一个全新的课题,即如何对快速进出的多个人员实现自动跟踪,快速自动考勤，要求不漏卡，不掏卡，快速进出方向识别，远距离感应卡身份识别及人员进出识别管理系统能够从根本上解决该问题。一、项目要求：某大型工厂，为加强本工厂人员的管理，要求采用非接触式感应卡来跟踪和记录每个人员在工厂各个区域的进出情况，实现高效率的自动考勤要求；整个系统在网络环境下运行，不同的管理员可以查看不同人员的进出情况等等。二、现场情况：工厂有两个大门，门宽四米，工厂有工厂近3000名员工。三、系统工作原理本系统所采用的英国Census®系列TC6A感应卡和CR1A读卡器是英国艾登特克有限公司开发研制的新一代低频射频自动识别系统。Census®系列感应卡和读卡器是一种真正的快速、远距离感应射频识别产品，读卡距离可达3米，覆盖通道宽度可达3至32米，可同时识别多达55张感应卡，读卡速度可达60公里/小时，因而能够对快速移动的物体或人员进行远距离准确识别和方向追踪。Census®系列远距离感应产品于1997年7月获得英国技术创新大奖。在低频射频识别领域，Census®感应技术处于世界领先水平。Census®系列远距离感应产品的工作机理是：每个感应卡内都有一个64位的号码，当感应卡呈现在读卡器读出范围内时，感应卡被读卡器不断发射的电磁问询信号激活，从而反馈给读卡器一个携带有感应卡号码的应答信号，正是通过感应卡与读卡器互相之间的信号问询与应答，读卡器就能够准确快速地识别感应卡内携带的号码，并将读到的感应卡号码按照一定的输出格式输出给计算机、外部控制器或其他终端设备，从而实现对感应卡的识别。工作频率为153KHz，低频读卡器超强的穿透能力可以穿透人的身体，因此卡片可以随身携带，不必在感应范围内掏卡去对准读头，无方向性，只要人经过感应范围就能读到；低频工作对人体无害，卡片为被动式工作，只有当卡片在读卡器感应范围内，电子卡才工作，省电高效。管理中心给每个员工发一卡，员工经过读卡器附近时（3米读卡距离）读卡器就能感应到卡，并将卡中的信息（卡号）传送给当地的控制器。控制器将收到的卡号传给管理软件并且管理人员可以实时监控管理每道门的人员进出情况，直接采用人员的进出数据作为考勤数据。此外，感应卡不易复制、安全可靠、寿命长（非接触读卡方式使卡的机械磨损减少到零）。系统设备选型说明针对工厂的领导要求，结合现场条件，太阳电子公司为客户制定如下解决方案.1．感应卡采用英国Census低频远距离感应卡，型号TC6A.该产品的特性如下：TC6A感应卡------欧洲著名品牌CENSUS产品特性:远距离读卡：使用CR1A读出器并外接2mx2m的天线,在无外界干扰的情况下,读卡距离可达3米多重读出:在CR1A读卡器上可同时识别55张感应卡快速读卡:在CR1A读卡器上可达60公里/小时技术参数:尺寸：矩形部分88×56×3.5mm整体96×64×5mm工作寿命：带电池，寿命3年以上，电池用完可更换工作温度：-20～+60℃工作频率：153KHZ；认证：CE,DTI&美国FCC认证产品应用:3米读卡距离，可插入一张包含照片姓名等信息的PVC名片，或插入一张MIFARE卡，可用做证件卡人员移动速度可达60公里/小时，64位卡片编码，乱序加密通讯，误读率低于10亿分之1，读卡没有方向限定，360度任意角度都能读到，低频工作-----对人体无任何伤害，全自动识别，CE、DTI、FCC认证。适合于要求读卡距离远、识别速度快以及要求对多个电子卡同时进行识别的应用领域,如会议报到系统、快速考勤、人员跟踪、平安短信系统、机场人员通道安全控制系统等。2．读卡器采用英国Census远距离读卡器，型号CR1A-DS－MS.其工作原理是：读出器带有一个可以发射并接收感应卡信号的天线线圈。通过这个天线，读卡器不断地向四周发射电磁波问讯信号。当感应卡进入读卡器读卡范围内时，原本处于“休眠状态”状态的感应卡被激活，感应卡也通过其内部的一个小的天线线圈将载有感应卡号码的应答信号反馈给读卡器。通过读卡器与感应卡的不断问询和应答，读卡器就可以将感应卡的号码全部读出，并按照一定的格式输出给计算机或其他控制器。Census读卡器与感应卡之间的问询是经过加密的，感应卡的号码以一种“乱码”的格式反馈给读卡器，这种“乱码”只有Census系列读卡器可以识别，因此感应卡号码在传输过程中是绝对安全的。CR1A-DS读卡器有别于一般的射频识别产品，它有以下主要特性：1）快速识别。读卡器可以对高速运动的感应卡进行准确的识别，运动时速可达60Km/小时。2）多重读出。读卡器可以对同时呈现于读卡器读卡范围内多达55只感应卡进行识别，无一遗漏。3）远距离读出。读卡器可以对远离它3米的感应卡进行识别。4）独特的HID码限制功能，确保系统的安全性。5）可外接两个天线,具有两个单独的输出,每一路天线可对应一个输出.6）具有方向识别功能，人员经过感应天线后，读卡器可以知道人员是进还是出。读卡器外形CR1A-DS读卡器技术参数（1）尺寸：（高）300×（宽）230×（厚度）37毫米（2）电源：12～26伏，DC，@400mA（3）工作温度：-20～+60℃（适用于室内和室外安装）（4）显示：LED's红灯---内部控制黄灯---外部控制绿灯---外部控制（5）蜂鸣器：外部控制（6）输出格式：26位Wiegand,RS232（7）工作频率:发射频率153KHZ;接收频率115KHZ目前集成商在进行人员识别项目实施的过程中，往往得到的识别效果总是差强人意，存在各种各样的问题，其最最根本的原因，是没有找到一个真正能用在这套系统中的产品。最常见的应用项目是人员通道识别的情况，选择的读卡器有感应距离由几十米远到1米远的各种读卡器，几十米远用来做人员识别显然是不能用的，不可能让人才走到离通道口几十米远的地方就被识别出来，因为人员可能刚巧从旁边经过而不是要进入通道，所以工程安装人员在实施的过程中就要对这个感应距离进行调整，但往往得不到一个合适的距离，因为卡片在不同的角度被读取的距离变化很大，而调节的信号变动范围很大，卡片正对着天线的时候距离在6米，垂直于天线的时候可能只有1米甚至是读不到，比如做一座办公大楼的人员识别，会出现人员只是在办公室内走动却错误的被读到卡片判断为外出的情况。还有一种比较常见的是915Mhz的读卡器，标称距离5－15米，卡片必须与天线成一定的夹角，而且卡片受人体屏蔽不能紧贴人体，所以要求人员把卡挂在胸前正对着天线走过去，但人员进出拥挤的时候卡片就受到屏蔽，部分卡片会被漏读，同时人员是进出的时候不会规规矩矩的正对着天线走过去，很可能随意一个侧身卡片就被漏读了。还有一种选择是用1米的无源卡来做，这种方式一般要求通道做得很窄，卡片的真正识别距离只有60厘米左右，集成商不得不在通道两边各装一台读卡器来同时读取卡片，甚至是读4台读卡器，仍然存在漏卡现象，因为卡片的方向性与读卡速度都注定了无法从根本上解决这一问题。人员识别不需要太远的读卡距离，但需要读取设备能快速准确的识别每张卡片并做到不遗漏，同时又要尽量减轻使用人员的操作负担，英国IDENTEC公司的CENSUS系列读卡器，对于人员跟踪识别，有着独到的过人之处，可以很好的做到这一点。CENSUS系列读卡器特性:◆远距离读卡，提供3米的读出距离◆应用通道宽，读卡信号宽度范围可达3至32米◆对多个电子卡同时进行识别，可同时识别55张卡◆识别速度快，读出速度可达60公里/小时◆卡片没有方向限定，360度任意角度都能读到◆卡片可放置在身上任意位置，真正的自动识别◆能够实现准确的进出方向判断◆安装方便，天线制作方法简单◆低频工作:发射频率153KHZ;接收频率115KHZ;◆美国联邦通讯委员会FCC认证CENSUS读卡器采用外接天线的方式工作，天线为一个长方形的框，感应距离为整个长方框到卡片3米，天线所发射信号的感应区域非常规则，可以理解为以长方框为基面扩散而成的长方体，有着明显的界分界线，分界线内信号强度基本相同，用户可以通过感应指示灯来直观的看到希望得到的感应范围。对于人员识别系统来说这是非常有用的，很多读卡器的感应距离可以达到1十米到几十米，但实际的需求是不需要这么远的，客户只想知道一个人是否真的进入或离开某个出入口，读卡器感应的距离会太远导致误读情况的发生，由于感应距离太远，卡片在很远的地方就被读到，造成人员不是外出却错误的决断人员为外出的情况，虽然读卡器的距离可调，但调节的变动范围很大，而且这一调整得到的感应范围分界是非常模糊的，如客户希望在5米的位置被读到，所以工程商把能正常读到卡的范围调到5米左右，但从5米开始到区域外几十米的地方是一个不稳定区域，卡片可能停留时间长一点就被错误的读出，而且卡片放置位置不同得到的感应距离远近也不同，所以有些卡在很远的地方就读到了，而有些卡要很近才能读到甚至是读不到。做远距离人员识别的目的是为了方便管理同时减轻使用人员的受约束感，感应卡由使用人员随身携带，这就对感应卡的技术特性有了很高的要求，首先是卡片的方向性、穿透性及稳定性，其次才是卡片的外形及重量。众多远距离卡都被一个方向性问题困扰，读卡器发射的信号类似于手电筒发出的光束，卡片必须处在这个光束内并和读卡器成一定的夹角，才能正确的识别卡片，人员经过感应区域时角度偏差太大，就会被漏读。CENSUS读卡器发射的信号类似于一个绕天线而成的长方体，而且卡片是没有方向性的，卡片在读卡区内以任意角度放置都可以读到，非常便于携带。卡片的穿透性指卡片的无线信号穿过物理障碍的能力，目前常见的远距离卡片使用的无线频率还有915MHz、433MHz、2.4GHz和5.8GHz等，915MHz的信号最容易受人体和金属物质的屏蔽，所以生产商不得不要求使用者把卡置于人身前的衣物表面对着读卡器走过去，但当人体成队的经过感应区域时，如果前后人员间距小于20厘米，检测的成功率会降为80%左右，如果前后人员间距小于10厘米，结果几乎是无法检测，金属物质影响常见的应用表现是在车辆识别系统里无法穿透带金属层的汽车贴膜（真空镀金属膜、磁控溅射金属膜）；433MHz和2.4GHz均属超高频（Ultra-highFrequency）信号，它们的方向性较强，而且其性能受到湿度的影响，常见的问题是卡片不能用手握住或放置在裤子后面的包里，引用文献的概述：「人体大量的湿气将影响卡片和它们传送信息的功能，这就是为什么经常需要将它们从钱包或皮夹中拿出来。你需要让它们避免与身体的近距接触。」此外，在下雨或下雪的天气，也可能发生类似的问题。感应卡片的外形及重量直接影响使用者的接受心理，无源卡因为没有电池而做得很薄，比较容易被接受；超高频有源卡的功耗较大，为了延长卡片的使用寿命，选择的电池容量大因而体积也较大，卡片都做得比较厚重，而且为了结省成本选择的原材料较为粗造，外形设计简单原始，难以在一些高档的场合使用。CENSUS远距离感应卡经过英国工程设计师精心设计，具有名片、钥匙、手表等多种外形，卡片大小为ISO标准卡片大小，厚度5毫米，重量仅18克，ABS材质，可打印人员照片姓名等信息，整体质感强烈，在众多国家的政府部门、议会及跨国企业广泛使用。远距离人员识别系统采用无线射频进行信号传输，人体长期活动在这个信号区域，所以读卡器和卡片发射的电磁波对人体危害性是非常值得关注的，特别是有些电子卡以主动式工作，一直不停的向外发射信号。近年来，电磁波对人体危害的例子多有发现，只不过其影响程度与所受到的辐射强度及积累的时间长短有关，目前尚未较大范围地反映出来，所以还没有引起人们的普遍重视。研究表明，电磁辐射对生物的影响可分为热效应和非热效应，当功率密度大于10mW/cm2时，以明显的热效应为主，长时间接触高功率密度的辐射，可以造成机体损伤甚至死亡。短时间接触高功率密度辐射，可引起眼睛的损伤，诱发白内障。在低于1mW/cm2的低功