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圖 5-3 順利開啟門把 (資料來源:本研究整理)

圖 5-1 為門禁系統一切設定皆就緒之初始狀態,就如同普通的物理鎖匙系統未被開 啟前的狀態,圖 5-2 顯示當使用者轉動門把約 6 度,觸發動作形成,TAG 發出訊號,

RFID 讀取器開始接收訊號,當讀取器顯示合法授權時,門把即可順利轉動如圖 5-3。

參、 研究成果

(一)RFID 門禁系統套件硬體呈現

圖 5-4 電控機構(以電磁鐵與卡榫構成) (資料來源:本研究整理)

圖 5-5 電控機構(以電磁鐵與卡榫構成) (資料來源:本研究整理)

當 RFID 讀取器認定為合法授權後,電控機構開始動作,啟動電磁鐵吸引原扣於門 鎖轉軸上的鐵環,在使用著尚未知覺之狀態,門把順利被轉開,使用者也得以進入該管 制區域。

圖 5-6 以觸發為基準之電控套件 (資料來源:本研究整理)

圖 5-7 RFID 讀取器 (資料來源:本研究整理)

此為一般通用之門禁 RFID 讀取系統,藉由阻斷天線之信號達成觸發處理:若使用 者未轉動門把則天線短路失效,若使用者轉動門把則天線瞬間啟用。下年度為配合需 求,將會採用感應範圍較廣的讀取器,以及手機吊飾型態之標籤並裝置在實體的門上進 行測試。

(二)RFID 門禁系統套件測試

圖 5-8 示範套件 (資料來源:本研究整理)

本研究團隊使用壓克力板與木條製作一示範套件,此門厚約 3.6 公分,我們使用此 示範套件進行系統套件之測試,包含:套件之堅固度、觸發之穩定度、觸發之反應動作、

電子設備之穩定度。以下敘述各項測試結果:

(A)套件之堅固度

對於套件之堅固度,本研究團隊請兩位手力強勁的手球校隊隊員進行測試,以其最

大力氣轉動門把各 10 次,門把並無任何損壞情形,但限於門的材料不夠結實,在組裝 門時壓克力板已有些許的彎曲。

(B)觸發之穩定度

對於觸發之穩定度,主要是探究對於每次轉動門把之動作,是否得以每次轉動便可 造成 RFID 讀取器進行讀取訊號之觸發。本研究團隊推派一人以固定動作之操作方式,

進行門把之轉動共一百次,並無任何一次有讀取信號之障礙,是故觸發穩定度高。

(C)觸發之反應動作

對於觸發之反應動作,主要是針對使用者操作門把而產生觸發信號之過程,是否得 以使得整體卡榫釋放之動作在使用者尚未察覺之狀態之下順利作動。本研究團隊推派一 人以不同轉速轉動門把,轉速由快到慢大致分成三個等級各執行20次,計算此 RFID 系統得以成功作動之次數,測試結果顯示當轉速趨快時,整體卡榫釋放動作越不順暢,

實際數據如表 5-1。

表 5-1 觸發之反應動作測試結果

轉速 慢 正常 快

整體釋放之動作在使用者未察覺下

順利動作之次數(共執行20次) 19 16 0

(資料來源:本研究整理)

(D)電子設備之穩定度

對於電子設備之穩定度而言,是由於此 RFID 門禁系統需要長時間運作之考量,該 電子設備包含 RFID 讀取器與觸發信號處理之控制器,是否在長時間的開機狀態之下,

仍然得以維持正常的運作。本研究團隊使此設備進行長時間的運作,並以亂數時間前往 操作此 RFID 門禁系統,表 5-2 記錄成功作動的次數及相對應已運作之時間,測試結果 顯示在 60 小時內電子設備之穩定度佳。

表 5-2 電子設備之穩定度測試結果

已運作之時間(小時) 1 3 5 7 10 12 14 15 16 20 成功作動與否(o/x) O O O O O O O O O O 已運作之時間(小時) 24 25 30 33 42 44 45 57 59 60

成功作動與否(o/x) O O O O O O O O O O (資料來源:本研究整理)

(三)原型 RFID 門禁系統套件改善

針對測試結果以及在各種情境下重新檢視此 RFID 門禁系統套件之運作,總結 目前有兩個問題,第一、觸發之反應動作不順暢,其肇因為轉動版片與卡榫相距太 近以及 RFID 設備對於觸發信號遲鈍,針對兩原因之改善方法,其一我們打算將轉 動擋片削窄,增加其與卡榫之空間,其二為取得具有休眠模式之 RFID 讀取器,使 該 RFID 讀取器在未收到觸發信號時是為休眠之狀態,降低其能耗。一旦該 RFID 讀 取器取得觸發信號之通知,得以快速之回復運作狀態,進行讀取並作動開門之機制。

本研究團隊已針對此設備與設備提供廠商進行協商討論,預計近期一到兩個月能取 得。

第二、此門鎖為一陰極鎖,有電時才能開啟,萬一住戶面臨突然停電問題時,

TAG 將會無法使用,因應此一問題,本研究團隊準備加裝一物理鎖於其系統套件上,

電力中斷時使用者可用物理鑰匙開啟之,但由於現今門禁系統套件與原鎖具已大不 相同,原物理鎖也無法使用,如何以轉動鑰匙之動作促使卡榫吸附在電磁鐵上為當 前一大問題,本研究團隊目前已構思兩種方式觸使卡榫吸附於電磁鐵上,其一:在 其內部裝設電池,裝設另一與電磁鐵連接支線路,在未轉動時保持斷路,當鑰匙轉 動時與電磁鐵形成通路並將卡榫吸附其上,然而此一方法須考慮電池體積大小與其 壽命,此物理鎖只有在停電時使用,因此其使用頻率與耗電量很低,但一般鹼性電 池與鋰電池的壽命約 5 年左右,所以在每 4~5 年需做定期的更換。其二:以物理方 式連接卡榫與原鑰匙孔內部之擋片,在鑰匙轉動時直接拉動卡榫,釋放轉動擋片,

使其順利開啟,然而此一方法因難以使卡榫與其鑰匙孔內之擋片連動,草率做成可 能導致穩固性低、鑰匙轉動不順暢。因此本研究團隊正試圖嘗試與改進此兩種方法,

預期在下個年度將表現較好之方法安裝在實體門上。

肆、 小結及建議事項

以本年度期末之研究完結,本研究在期中完成了系統套件開發實作並提出測試計 畫,在期末本研究團隊根據期中提出的測試計畫,對於各套部分進行極端測試,包含套 件之堅固度、觸發之穩定度、觸發之反應動作、電子設備之穩定度等,測試結果顯示除 了觸發之反應動作須再修正,針對此問題分析原因並構思各原因之因應對策,而其他三 項表現於可接受之範圍之內。另外在各種虛擬情境下重新檢視整個系統運作能力,發現 系統內在停電時面臨無法開啟的問題,本研究團隊針對此問題設計出兩方案並測試,預

期在下一年度期中報告發表測試結果並安裝於實體門之上。