基于RFID卡和人員檢測的安全門禁系統(tǒng)的設計與開發(fā)

時間：2025-05-19 13:41:52

關鍵字： RFID卡樹莓派 RC522讀寫器

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[導讀]安全門禁和電子郵件警報系統(tǒng)，旨在通過限制進入來提高建筑物或房間的安全性

該系統(tǒng)主要實現(xiàn)門禁和郵件報警功能，并以電子郵件的形式接收門口訪客的圖像。安全門禁和電子郵件報警系統(tǒng)目前在許多公司和高校得到了廣泛的應用。本文介紹了一種基于RFID卡和人員檢測的安全門禁系統(tǒng)的設計與開發(fā)，實現(xiàn)了對訪客身份的檢查和門禁的控制。本文介紹了RFID卡在辦公環(huán)境中的可訪問性的實現(xiàn)和開發(fā)，僅供擁有匹配的RFID卡的認證人員使用。RFID讀寫器和攝像頭模塊分別用于識別人員和捕獲圖像，并根據(jù)要求專門激活安全系統(tǒng)。該模型使用樹莓派控制器接口系統(tǒng)來操作整個模型，它就像一個最小的CPU，并且成本低，功耗小。當訪客將RFID卡放置在門口時，與樹莓派接口的攝像頭模塊捕獲圖像，并將其作為電子郵件發(fā)送，如接受人員進入或拒絕人員進入。

提出系統(tǒng)

提出的系統(tǒng)是一個智能門系統(tǒng)，使用樹莓派4 B型微型計算機和PiCamera， RC522和RFID標簽等幾個組件。該系統(tǒng)旨在為特定用戶提供安全訪問，同時拒絕未經(jīng)授權的用戶進入。RC522模塊讀取RFID標簽，并將它們與預定義的有效標簽列表進行比較。如果標簽有效，則系統(tǒng)為其開門，如果標簽無效，則系統(tǒng)拒絕其進入。此外，當授權用戶出示其RFID標簽時，系統(tǒng)會單擊使用PiCamera的用戶的圖像，并將圖像發(fā)送給系統(tǒng)所有者進行驗證。該系統(tǒng)能夠存儲多個RFID標簽，使其成為辦公室，家庭和公寓等共享訪問應用的理想選擇。該系統(tǒng)可以使用移動電話或筆記本電腦遠程訪問和管理，允許業(yè)主從世界任何地方監(jiān)控和管理對門的訪問。該系統(tǒng)提供了一種安全、便捷、易于安裝和操作的門禁解決方案。它確保只有經(jīng)過授權的個人才能訪問受保護的區(qū)域，并通過捕獲用戶的圖像以進行驗證，從而提供額外的安全層。

硬件描述

本項目使用的硬件組件包括Raspberry Pi 4 Model B單板計算機、Pi Camera、RC522讀寫器、RFID標簽和伺服電機。

Raspberry Pi 4 Model B是一款功能強大的單板計算機，具有Broadcom BCM2711四核Cortex-A72 (ARM v8) 64位SoC，運行頻率為1.5GHz, 4GB LPDDR4-3200 SDRAM，雙頻802.11ac無線，藍牙5.0，千兆以太網(wǎng)和兩個USB 3.0端口。它還包括兩個支持高達4Kp60分辨率的微型hdmi端口，以及一個用于與外部設備接口的40針GPIO頭。

樹莓派相機是一款高質(zhì)量的相機模塊，專為樹莓派設計。它配備了索尼IMX219 800萬像素傳感器和固定焦距鏡頭，可以以每秒30幀的速度捕獲1080p視頻或以每秒60幀的速度捕獲720p視頻。

RC522讀寫器是一種RFID讀寫模塊，工作頻率為13.56MHz。它通過SPI接口與樹莓派進行通信，并可以從RFID標簽中讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)。

RFID標簽是一種使用無線電波存儲和傳輸數(shù)據(jù)的小型電子設備。它們用于識別和跟蹤各種應用程序中的對象或人員，例如訪問控制、庫存管理和支付系統(tǒng)。

伺服電機是一種通過向其控制線發(fā)送電脈沖來控制的小型電機。它可以在0到180度之間旋轉，經(jīng)常用于機器人和自動化項目。

所有這些硬件組件都通過其GPIO頭連接到樹莓派。Pi Camera連接到CSI接口，RC522讀卡器連接到SPI接口，伺服電機連接到其中一個GPIO引腳。RFID標簽被放置在RC522閱讀器的范圍內(nèi)，以允許數(shù)據(jù)傳輸。

軟件描述

該程序是用Python編程語言開發(fā)的，運行在樹莓派4型B微型計算機上。它有能力運行在各種操作系統(tǒng)上接受任何型號的樹莓派。該軟件使用了幾個庫，包括RPi。GPIO, time, SimpleMFRC522, smtplib, piccamera, os, email.mime。圖片和電子郵件。mime.multipart。零售物價指數(shù)。GPIO庫用于設置和控制樹莓派上的GPIO (General-Purpose Input Output)引腳。SimpleMFRC522庫用于從RFID讀取器讀取數(shù)據(jù)。smtplib庫用于發(fā)送郵件，picamera庫用于拍照。email.mime.image和email.mime.multipart庫用于將圖片附加到郵件消息中。picamera模塊安裝在樹莓派中，用于實時拍照和視頻。MFR522模塊用于與RC522讀寫器建立SPI通信。為了控制伺服電機，我們只需要使能PWM引腳并設置旋轉占空比。Smtp庫用于將我們的程序與電子郵件服務器和MIMEimage連接，mimemmultiport用于將圖像設置為主要內(nèi)容并將該內(nèi)容作為郵件發(fā)送。