基于ARM的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的構建研究

謝恒輝

【摘 要】隨著現(xiàn)代社會信息技術的飛速發(fā)展，人們安全意識也逐步提高，門禁與考勤系統(tǒng)在企業(yè)中的應用日益普遍，傳統(tǒng)的門禁與考勤管理方式遠遠不能滿足的安全需求和功能需求。本文提出了一種基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的設計方案，具有功能強大、操作簡單、擴展方便和安全穩(wěn)定等優(yōu)點。

【關鍵詞】嵌入式系統(tǒng)；門禁與考勤系統(tǒng)；ARM

1.嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的構建意義

隨著社會環(huán)境的日益變化，人們對于安防產(chǎn)品的需求也逐步提高，門禁系統(tǒng)是安防產(chǎn)品中的關鍵組成部分。依靠傳統(tǒng)的鑰匙門鎖已經(jīng)不能完全保證絕對安全。由此，智能門禁系統(tǒng)集計算機技術、電子技術、生物識別技術和圖像處理技術于一體，對需要控制區(qū)域人員進出進行有效管理，起著安全保衛(wèi)的作用，防止外來部門人員隨意進出控制區(qū)域，也方便了內(nèi)部人員進出要辦理的手續(xù)，還可以根據(jù)不同人員的權限限制進出范圍。目前，如何能夠更準確、更快速地識別人員身份是門禁系統(tǒng)研究領域需要解決的問她，門禁系統(tǒng)也以更科學、更安全的方向不斷向智能化發(fā)展。

在市場競爭日益激烈的環(huán)境下，很多企業(yè)的規(guī)模也隨之擴大，傳統(tǒng)的員工簽到方式不但浪費時間，而且起不到有效的管理作用，也難以保證公平透明。在信息技術飛速進步的現(xiàn)代社會，越來越多的企業(yè)采用智能考勤系統(tǒng)完成人事管理工作，節(jié)約了大量的工作時間，提高了工作效率。傳統(tǒng)的識別方法主要依靠密碼、證件等進行肉眼識別，這種方式安全性較差，證件容易丟失、密碼遭到破譯等問題比比皆是，然而，考勤系統(tǒng)的自動識別技術能夠有效解決以上種種問題。

2.嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的總體設計

2.1系統(tǒng)設計目標

本文提出的基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)設計方案主要是對系統(tǒng)出口和入口采取控制措施，且主要依靠單門控制措施，但同時可以采用指紋識別和射頻識別方式措施進行使用。

2.2系統(tǒng)功能設計

（1）身份識別方式：通過射頻識別技術與指紋識別技術相結合，當完成身份信息采集之后，對身份信息的有效性進行判斷，如果屬于有效信息則立刻執(zhí)行開門命令，否則提示身份無效。

（2）出門按鍵：當有人員需要離開控制區(qū)域時，按下出門按鍵執(zhí)行開門命令。

（3）報警功能：當出現(xiàn)人員強制打開門鎖、開門時間過長、控制器異動等情況時，立刻啟動報警功能。

（4）擴展接口：要求具有相應的網(wǎng)絡接口，能夠通過網(wǎng)絡傳輸協(xié)議與上機位實現(xiàn)實時通信。

（5）數(shù)據(jù)保護：當出現(xiàn)異常斷電、系統(tǒng)癱瘓的情況時，考勤數(shù)據(jù)不會損壞或丟失。

（6）外部接口：要求具有外部USB接口，方便系統(tǒng)管理員對數(shù)據(jù)信息定期備份。

（7）支持擴展：能夠支持系統(tǒng)內(nèi)存擴展，實現(xiàn)SD卡外擴。

2.3系統(tǒng)組成設計

圖1 基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)框圖

基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)主要由主機、控制器、門鎖和自動識別系統(tǒng)組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示：將控制器與自動識別系統(tǒng)共同嵌入到終端計算機中；自動識別系統(tǒng)包括兩種識別方式，分別是指紋識別和射頻識別；終端計算機和管理主機是通過網(wǎng)絡傳輸協(xié)議基于互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)通信的。

基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的工作流程為：當用戶錄入指紋或者出示識別卡時，系統(tǒng)將自動識別得到的數(shù)據(jù)信息傳送到控制器中，控制器將接收到的數(shù)據(jù)信息與原始數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進行匹配，如果確認為有效身份，則按照門禁與考勤系統(tǒng)的設定記錄信息，判斷是否執(zhí)行開門命令，數(shù)據(jù)信息可以隨時傳輸?shù)焦芾碇鳈C中，隨時更新門禁與考勤數(shù)據(jù)。

2.4系統(tǒng)開發(fā)平臺設計

2.4.1嵌入式體系結構

嵌入式系統(tǒng)通常情況下包括三個部分：一是應用層部分；二是操作系統(tǒng)層部分；三是硬件層部分。

應用層：指的是利用應用程序對某一個具體的硬件平臺實現(xiàn)用戶功能需求的應用軟件。結合嵌入式系統(tǒng)的原始特點，應用軟件要具有良好的安全性、擴展性和穩(wěn)定性。同時，應用軟件的程序代碼不能夠過于繁瑣，否則將會造成系統(tǒng)資源的浪費。

操作系統(tǒng)層：主要提供用戶接口、外部接口和硬件接口功能，以及對系統(tǒng)資源進行有效管理。同時，操作系統(tǒng)層要能夠支持系統(tǒng)實時性更新、應用軟件的專用、硬件設備的依賴等。

硬件層：主要由嵌入式處理器和系統(tǒng)外圍設備組成。嵌入式處理器屬于嵌入式系統(tǒng)的核心部分，主要為具體應用提供支持，通常情況下都是工作在特定環(huán)境中，嵌入式處理器能夠將其他處理器中板卡功能全部集成于芯片中，具有體積小、易擴展等優(yōu)勢。

2.4.2 ARM處理器選擇

嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)中的關鍵部分，由于嵌入式處理器種類較多、功能各異，開發(fā)設計一種類型的系統(tǒng)也可以采用不同的嵌入式處理器，因此，嵌入式處理器的選擇對系統(tǒng)性能具有一定的影響。本文提出的基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)設計方案采用的是基于ARM的S3C2410微處理器，是由韓國三星公司生產(chǎn)制造的，具有體積小、性能高、耗能低等特點。

3.嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的整體設計

基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的總體功能框圖如圖2所示，包括七項功能，分別是人員檔案管理功能、用戶日志管理功能、U盤操作處理功能、數(shù)據(jù)檢索記錄功能、基本信息管理功能、高級管理設置功能和管理員管理功能。

圖2 基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)功能框架

3.1人員檔案管理功能

人員檔案管理的對企業(yè)人員的基本信息管理，其工作流程是：一是錄入人員編號；二是選擇人員類型，包括普通用戶和管理員用戶兩種；三是設置人員密碼；四是如果需要對人員發(fā)放識別卡，則完成刷卡動作；五是如果需要錄入人員指紋，則由具體人員執(zhí)行指紋錄入動作；六是添加人員檔案照片。

3.2用戶日志管理功能

用戶日志管理主要是對人員進入和離開的記錄，可以實現(xiàn)管理員查詢功能，只包括查看和退出兩個功能選項。

3.3 U盤操作處理功能

（1）U盤下載處理操作：從主機計算機中下載數(shù)據(jù)信息到終端計算機，包括檔案數(shù)據(jù)、檔案照片、指紋圖像、音視頻文件和部分程序升級軟件包等等。

（2）U盤上傳處理操作：將檔案數(shù)據(jù)、檔案照片、指紋圖像、音視頻文件和部分程序升級軟件包等等存儲在U盤中，釋放系統(tǒng)內(nèi)存，定期完成數(shù)據(jù)備份工作。

3.4數(shù)據(jù)檢索記錄功能

數(shù)據(jù)檢索記錄是對用戶考勤信息的查詢，可以通過日期檢索和員工編號檢索兩種方式查詢。

3.5基本信息管理功能

（1）系統(tǒng)基本信息管理：對系統(tǒng)類型、版本、型號和物理地址等信息進行管理。

（2）磁盤基本信息管理：將系統(tǒng)存儲設備的使用狀態(tài)、存儲情況等進行顯示。

（3）恢復出廠設置管理：將系統(tǒng)中全部用戶的所有數(shù)據(jù)信息進行清除。

（4）系統(tǒng)重新啟動管理：重新啟動終端計算機。

3.6高級管理設置功能

（1）身份識別方式設置：針對控制區(qū)域的安全級別設置身份識別方式，或者采用組合識別方式進行控制，當身份識別失敗時將失敗記錄存儲到數(shù)據(jù)庫中。

（2）門禁考勤設置：按照不同的識別方式設置繼電器動作，或者延長動作時間，判斷是執(zhí)行門禁開門動作還是作為考勤信息記錄動作。

（3）存儲設置：系統(tǒng)外部擴展了SD存儲卡，用戶可以自行選擇存儲方式。

（4）網(wǎng)絡設置：用戶可以按照實際需求修改和設定網(wǎng)絡地址、物理地址、無線網(wǎng)密碼等。

3.7管理員管理功能

當用戶以管理員身份登錄到系統(tǒng)中，可以按照權限執(zhí)行管理員操作，能夠對管理員密碼進行修改。

4.結論

綜上所述，隨著人們安全防范意識的提高，門禁與考勤系統(tǒng)的發(fā)展速度也逐漸加快。本文提出了一種基于AMR的嵌入式智能門禁與考勤系統(tǒng)的構建方案，具有處理速度快、響應時間短、識別能力強等特點，操作簡單、界面友好，同時具有良好的擴展性和安全性，應用前景十分廣泛。

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