基于RCC技术门禁系统设计

林东海 吴文洪

摘要

随着移动互联网和人工智能技术的发展，门禁系统的开门方式越来越丰富，从传统的刷IC卡开门发展到支持指纹、人脸、蓝牙、二维码、云对讲、NFC、手机卡等方式开门。本文介绍了一种基于RCC（限域通信）技术的门禁系统，该系统主要由门禁管理软件、IOT（物联网）数据管理平台、门禁主机三大部分组成。门禁主机采用外接RCC读写模块的方式，快速将RCC技术整合进门禁系统，满足用户刷手机开门的便利需求。

【关键词】门禁系统 RCC技术 RCC读写模块

1 引言

RCC技术是一项中国自主创新研发的限域通信技术，基于2.45GHz RCC移动支付相关技术于2017年5月18日正式成为移动支付国家标准，成为继NFC之后第二个线下移动支付国家标准。目前，作为国家标准和国际标准的NFC移动支付在一定程度上融入了人们的生活，但是RCC移动支付仍比较少被大众所知所用，它的普及面临着巨大的挑战。RCC技术在门禁系统的应用是一个很好的切入点，它并不能发挥其移动支付功能的优势，但是刷手机卡开门方式可以取代使用频率最高的刷IC卡开门方式或者与之共存，能够产生强大的用户粘性，为RCC移动支付的普及提供高效的转化率。

RCC技术在门禁系统的应用具有以下优点：

（1）手机卡具有防复制、防篡改特性，安全性高;

（2）手機卡不易损坏，使用周期很长;

（3）手机随身携带，刷手机开门具有便捷性;

（4）智能手机、非智能手机都可以，不受手机配置因素限制;

（5）离线刷手机开门，不受网络因素限制;

（6）可与其他开门方式共存，易集成，稳定可靠。

2 系统设计

传统的门禁系统局限于局域网内使用，已无法满足物联网时代市场对智能门禁的新需求。本系统定位于智能门禁，融合物联网、互联网、云存储等技术有效提升产品科技水平和智能化程度，充分满足市场新需求。系统主要由门禁管理软件、IOT数据管理平台、门禁主机三大部分组成，如图1所示。

2.1 门禁管理软件

门禁管理软件主要由房产管理，住户信息管理，设备信息管理，开门记录查询四大功能模块组成。房产管理用于登记社区和楼栋相关信息。住户信息管理包含身份信息登记，门禁卡登记、下发、注销等;设备信息管理包含设备号管理，主机状态实时监测，设备信息在线查询等;开门记录查询模块可实时显示最新上报的开门记录，支持通过指定设备号、卡号、用户名、时间等方式来查询对应的开门记录。用户要实现刷手机卡开门，需通过运营商更换成RCC SIM卡，无需换手机、无需改变手机号码;更换手机卡后，需到物业管理处登记手机卡卡号，然后物业将卡号下发到对应的门禁主机即可。

2.2 IOT数据管理平台

本系统设计一个独立的轻量级IOT数据管理平台，该平台为门禁管理软件和门禁主机搭建交互的桥梁，主要实现以下两大功能：

2.2.1 数据转发

门禁管理软件和门禁主机借助IOT数据管理平台进行通信，该平台对两者之间的交互数据进行透明转发。为保证数据安全，传输的协议采用私有专用协议，传输的数据均事先经过加密处理。

2.2.2 数据存储

存储开门记录是门禁系统必备的功能，门禁系统采用云端存储的方式，门禁主机将所有的开门记录上传至IOT数据管理平台进行存储。

IOT数据管理平台一般搭建在云端服务器，为多个小区所共享。当然，如果需求明确限制只能局域网内使用，只需要将其搭建在局域网内的服务器即可。

2.3 门禁主机

门禁主机采用全志R40为硬件平台，搭载Android6.0操作系统，内存为1GBDDR3，存储为8GB eMMC。全志R40为基于Cortex-A7构架的四核处理器，主频1.2GHz，支持硬编解码1080p视频，每秒达45帧，性能上可满足门禁系统各种应用需求。门禁主机手机卡的存储容量可达10万，刷卡一秒内响应，可满足大型小区对门禁系统容量和性能的要求。

门禁主机实现刷手机卡在实际应用场景中有两种方式。第一种，主机内置RCC读写模块，用户直接在主机上刷手机卡，如图2所示。R40外接RCC读写模块实现刷手机卡，两者通过TTL串口进行通信，波特率选用115200bps。

第二种，门禁主机标配RS485接口，可接外置刷卡读头，用户在外置读头上刷手机卡，如图3所示。这种适用于一台主机同时控制两个门禁的应用场景，比如“地面门禁+地下停车场门禁”。主机和外置读头采用RS485接口进行通信，波特率选用低速的4800bps，满足中长距离通信需求。外置读头内部采用“STC单片机十RCC读写模块”方式实现，单片机和RCC读写模块通过TTL串口进行通信，波特率选用115200bps。

软件实现上，主控芯片发送一个带等待时间的寻卡命令数据包，发送完成后等待来自读写模块的应答数据包。读写模块收到命令数据包后执行寻卡，在等待时间超时前一直判断是否有卡进入感应区域。如果有卡进入感应区域则激活卡片，激活成功返回带卡号信息的成功数据包，激活失败则返回失败数据包;如果一直没有检测到有卡进入感应区直至超时则返回失败数据包。如果主控芯片在超时后未能收到任何回应数据包，说明读写模块出现异常。在这种情况下，主控芯片可以发送软复位读写模块命令，使其重新回到初始状态。读写模块的电源采用软件可控的方式，当出现主控芯片发送软复位读写模块命令后依然无法恢复正常时，软件控制对读写器进行掉电再上电操作。这一异常处理机制，能够确保系统长时间稳定运行。

门禁主机支持人脸抓拍和开门记录上传功能。用户进门刷卡时，主机自动启动人脸抓拍，然后将卡号、开门时间、抓拍图等必要信息打包成完整的开门记录上传至IOT数据管理平台。管理人员通过门禁管理软件就可以查看持卡人身份信息和刷卡人是否为同一个人。

3 结束语

手机成为了人们日常生活的必需品，把它作为门禁系统的钥匙具备安全、便捷等特性，己成为一种发展趋势。因此，RCC技术在门禁系统的应用具有很高的实用价值和广阔的市场前景。当然，RCC技术在门禁系统的应用最终目的是产生并提高用户黏性，为RCC移动支付提供高效的转化率，从而推进RCC移动支付的普及，为未来进一步成为国际标准打下夯实的基础。

参考文献

[1]Allwinner_R40_Datasheet_V0.1珠海全志科技股份有限公司，2016.