智能小區(qū)門禁系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

高君凱　孫海濱

摘要：通過對(duì)智能小區(qū)中的門禁系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出了基于以太網(wǎng)的門禁系統(tǒng)的解決方案。該方案使用非接觸式IC卡作為媒介，將開門的權(quán)限信息存儲(chǔ)在IC卡中；管理中心與門禁終端使用以太網(wǎng)進(jìn)行通信。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法比較實(shí)用，能夠滿足智能小區(qū)的要求。

關(guān)鍵詞：智能小區(qū)；門禁系統(tǒng)；IC卡

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）08-1792-03

門禁系統(tǒng)已由早期單純的門道及鑰匙管理，發(fā)展為一套完整的出入管理系統(tǒng)。在非接觸式IC卡應(yīng)用日益廣泛的今天，由于其具有安全、可靠、高效、靈活和方便等特點(diǎn)逐漸取代現(xiàn)有的各類門鎖成為當(dāng)前門禁系統(tǒng)的主流方式。小區(qū)中的住戶只需要攜帶一張IC卡就可以打開小區(qū)門口和單元門口，直達(dá)自己家中。小區(qū)門禁系統(tǒng)具有對(duì)門戶出入控制、保安防盜、報(bào)警等功能，主要方便內(nèi)部員工和住戶出入，杜絕外來人員隨意出入，既方便了管理，又增強(qiáng)了內(nèi)部的保安。該文中介紹的門禁系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄相應(yīng)卡片的開門記錄，在物業(yè)的小區(qū)管理中心中可以查看開門記錄，并且可以自動(dòng)上報(bào)門禁的異常情況到管理中心，這樣就提升了小區(qū)的安全性。

1 門禁系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的門禁系統(tǒng)主要采用單機(jī)控制型和總線通訊型。單機(jī)通訊型是一種最簡(jiǎn)單的類型，一個(gè)設(shè)備控制一個(gè)門，不與管理中心機(jī)和其他設(shè)備相連；這種方式管理不方便，無法實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)共享；但是價(jià)格相對(duì)低廉，安裝簡(jiǎn)單?？偩€通信方式是使用專用線路將門禁控制器和管理中心相連，可以進(jìn)行集中管理；但是缺點(diǎn)是不能方便地移動(dòng)管理中心的位置。

其中，控制器是門禁系統(tǒng)的核心，由一臺(tái)ARM的嵌入式系統(tǒng)。讀卡器讀到IC卡中存儲(chǔ)的信息后，將卡的信息通過串口發(fā)送給控制器，控制器決定此卡是否為有效卡，是否有開門權(quán)限，從而控制電控鎖是否打開。門磁傳感器可以反應(yīng)門的實(shí)時(shí)狀態(tài)，通過門磁信號(hào)，控制器可以判斷門是否是被非法打開或移動(dòng)。如果是非法打開，門磁會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

3 門禁系統(tǒng)權(quán)限數(shù)據(jù)格式

每張非通卡最多支持1個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)最多支持8棟樓，每棟樓最多支持8個(gè)單元。其中樓號(hào)中若某一字節(jié)未使用則用0x00填充。

IC卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)占用IC卡第X扇區(qū)（X可以更改，這里為1）的第1、2塊，共26個(gè)字節(jié)，其中第1塊存儲(chǔ)前16個(gè)字節(jié)，第2塊存儲(chǔ)后10個(gè)字節(jié)；

通卡只使用卡類型位和項(xiàng)目ID，其他字節(jié)寫0xff。

每個(gè)項(xiàng)目的發(fā)卡系統(tǒng)都有一個(gè)固定的項(xiàng)目ID號(hào)，寫入IC卡中。

8個(gè)字節(jié)的樓號(hào)與8個(gè)字節(jié)的單元號(hào)相對(duì)應(yīng)，單元號(hào)中每個(gè)字節(jié)的8位分別對(duì)應(yīng)8個(gè)單元，如果用戶有第n單元的開門權(quán)限則第n為置1，否則置0。

4 門禁系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

4.1 管理中心機(jī)軟件的設(shè)計(jì)

串口讀寫模塊：主要對(duì)管理中心端的讀卡器進(jìn)行管理，向IC卡中寫入權(quán)限信息，并接收寫入情況反饋。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽模塊：監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口，接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。采用多線程的設(shè)計(jì)方式，一個(gè)線程負(fù)責(zé)監(jiān)聽端口，每當(dāng)監(jiān)聽到端口有連接請(qǐng)求時(shí)啟動(dòng)一個(gè)新的線程，建立socket連接，接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

終端開門記錄管理模塊：終端的開門記錄存儲(chǔ)在終端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)管理中心需要查看終端的開門記錄時(shí)給終端發(fā)送命令讓其上報(bào)開門記錄，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽模塊監(jiān)聽到開門記錄時(shí)將數(shù)據(jù)交給終端開門記錄管理模塊進(jìn)行處理。

終端在線管理模塊：所有終端定時(shí)向管理中心發(fā)送heartbeat信號(hào)報(bào)告自己的在線情況。終端在線管理模塊處理接收到的heartbeat信號(hào)，定時(shí)刷新界面，將在一定時(shí)間內(nèi)有heartbeat信號(hào)的終端置為在線，將沒有heartbeat信號(hào)的終端置為不在線。

終端報(bào)警管理模塊：當(dāng)終端的門磁模塊有報(bào)警信息時(shí)，終端會(huì)向管理中心發(fā)送報(bào)警信息，管理中心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收模塊將接收到的報(bào)警信息交給終端報(bào)警管理模塊，報(bào)警管理模塊將對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理。

串口讀寫模塊：當(dāng)用戶使用IC開門時(shí)，門禁控制終端的讀卡器讀取IC卡中的權(quán)限信息，根據(jù)卡中項(xiàng)目ID識(shí)別是否是非法的IC卡，根據(jù)卡中的權(quán)限信息決定是否能打開該門。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收模塊：監(jiān)聽端口，接收來自管理中心的命令數(shù)據(jù)，并根據(jù)命令數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的動(dòng)作。同管理中心機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收模塊一樣也是采用多線程的設(shè)計(jì)。

門磁管理模塊：監(jiān)聽門磁是否發(fā)生異常，如果發(fā)生異常則調(diào)用報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。

報(bào)警模塊：根據(jù)門磁的異常情況向管理中心發(fā)送報(bào)警信息并接收管理中心的反饋，如果接收不到反饋就嘗試重發(fā)。

開門記錄管理模塊：對(duì)門禁控制終端的開門記錄進(jìn)行記錄和管理，并且當(dāng)管理中心請(qǐng)求開門記錄時(shí)將開門記錄發(fā)送到管理中心。

5 結(jié)束語

本文通過對(duì)智能小區(qū)門禁系統(tǒng)的研究，提出了一種基于以太網(wǎng)的智能門禁系統(tǒng)解決方案。該文對(duì)智能小區(qū)中的門禁系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，講解了卡中存儲(chǔ)的權(quán)限信息的存儲(chǔ)格式，并對(duì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。通過對(duì)系統(tǒng)編碼實(shí)現(xiàn)并測(cè)試證明該系統(tǒng)比較穩(wěn)定，能夠滿足智能小區(qū)門禁控制的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田豐華.二代證門禁控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2009.

[2] 吳凡凡.二代證門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 西安：西安電子科技大學(xué)，2009.

[3] 王素英.基于非接觸式IC卡門禁系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 沈陽：東北大學(xué)，2008.

[4] 安靜宇，雷金莉，王媛媛.基于非接觸式IC卡門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2008（9）：30-33.

[5] 任玲，宗灶童.非接觸式IC卡的數(shù)字化門禁管理系統(tǒng)[J].中國(guó)科技信息，2009（18）：82.