監(jiān)獄門禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李俊

摘要：監(jiān)獄是一個(gè)對(duì)安全系數(shù)要求相當(dāng)之高的建筑，由于它負(fù)有管理羈押及改造犯罪分子的重要責(zé)任，所以安全是重中之重。不穩(wěn)定的監(jiān)獄建筑對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)無(wú)疑埋下了安全隱患。本文闡述了門禁控制器及其原理以及流程控制，可以對(duì)進(jìn)入獄所內(nèi)的所有干警人員進(jìn)行面部圖像采集以及圖譜檢測(cè)，確保了人臉識(shí)別的高效與可靠。

關(guān)鍵詞：門禁控制器 流程控制 監(jiān)獄

監(jiān)獄像一個(gè)小型社會(huì)，有教學(xué)樓、監(jiān)獄醫(yī)院、會(huì)見(jiàn)室、伙房、小賣部、監(jiān)倉(cāng)、勞動(dòng)車間、醫(yī)務(wù)室、禁閉室、干警值班室、衛(wèi)生間、浴室、操場(chǎng)等區(qū)域，如何防范到位是擺在監(jiān)獄管理的首要問(wèn)題。罪犯中不乏高智商人員，單純以刷卡、指紋等識(shí)別方式的監(jiān)獄門禁系統(tǒng)并不能保障安全?；诎踩目紤]，監(jiān)獄整個(gè)系統(tǒng)展開(kāi)行動(dòng)，全面落實(shí)安全管制，不僅對(duì)建筑、設(shè)備、人員上下功夫，更重要的是使整個(gè)警衛(wèi)系統(tǒng)的功能與性能可以滿足要求。

1 門禁控制器

在門禁管理信息系統(tǒng)內(nèi)，門禁控制單元是能夠直接從事對(duì)電控門進(jìn)行操作的。門禁控制單元配有存儲(chǔ)設(shè)備單元，能夠存儲(chǔ)經(jīng)由讀卡器刷卡的卡片上的ID以及賦予的權(quán)限。門禁控制器通過(guò)獲取系統(tǒng)給出的開(kāi)啟指令，然后向門磁傳送一個(gè)開(kāi)啟的信號(hào)指令（即韋根指令）。門磁消失，開(kāi)門動(dòng)作結(jié)束。開(kāi)啟信號(hào)的形式也多種多樣的，如按鍵開(kāi)啟信號(hào)、讀卡信號(hào)以及人臉匹配設(shè)備生成的開(kāi)啟信號(hào)。讀卡開(kāi)門的信號(hào)是卡片內(nèi)記錄的身份，傳送至門禁控制單元進(jìn)行權(quán)限比對(duì)，存在權(quán)限，也就意味著持卡人符合系統(tǒng)既定的要求，門禁控制單元賦予權(quán)限并發(fā)送開(kāi)啟的信號(hào)。按鍵開(kāi)啟則直接下發(fā)另一種開(kāi)啟指令給門禁控制單元，門禁控制單元接受指令后生成開(kāi)啟指令信號(hào)，指令電鎖內(nèi)置電機(jī)驅(qū)動(dòng)門禁開(kāi)啟。人臉圖譜識(shí)別單元首先對(duì)人臉進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)通過(guò)，下發(fā)類似按鍵開(kāi)門的開(kāi)啟指令信號(hào)，比對(duì)不成功，就不會(huì)生成和發(fā)送任何訊息，但會(huì)記錄曾嘗試開(kāi)門的鍵位順序。

門禁控制單元類型多種多樣，像單門雙擲、雙門雙擲等，所謂雙擲指的是一個(gè)門內(nèi)外都安裝有讀卡裝置或者開(kāi)啟按鍵。進(jìn)出全必須實(shí)施刷卡或進(jìn)行按鍵操作。

此文所闡述的系統(tǒng)以單門雙擲控制器為例，把一個(gè)繼電器和一個(gè)電控鎖集成在單門雙擲控制器主板上，允許關(guān)聯(lián)兩個(gè)讀卡器端子。而且根據(jù)這個(gè)門的類屬，可以把這個(gè)門劃分為兩種，一種是平常的門，門禁開(kāi)啟后可出可進(jìn)；另一種是裝有輥閘的門，所謂輥閘門就是有兩個(gè)反向的輥閘，方向單一，不能向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，分別表示進(jìn)和出。輥閘門相對(duì)于普通門的優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)通過(guò)的人數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的限制，保證只有刷卡人才能進(jìn)入。

2 開(kāi)門原理

開(kāi)門原理機(jī)制中最為突出的一點(diǎn).NET，它所具有的功能是每過(guò)一個(gè)時(shí)間段執(zhí)行某個(gè)方式，執(zhí)行這個(gè)方式所賦予的動(dòng)作以及流程。更人性的設(shè)計(jì)是觸發(fā)的間隔時(shí)間長(zhǎng)短可以輕松自由制定。因?yàn)殚T禁所采用的控制單元的設(shè)備系統(tǒng)不能夠兼容事件機(jī)制，所以當(dāng)有讀卡信息存在時(shí)，它會(huì)以原始數(shù)據(jù)的狀態(tài)保存在此控制器單元的閃存中，從這個(gè)方面來(lái)看，以定時(shí)器做為基礎(chǔ)來(lái)推動(dòng)并運(yùn)行門禁，便是此文所闡釋的門禁控制與管理系統(tǒng)的開(kāi)啟機(jī)制。

3 門禁開(kāi)門流程控制

3.1 硬件控制 門禁控制單元經(jīng)由向門磁發(fā)送一個(gè)指令信號(hào)，作用于門禁門磁的吸合與斷開(kāi)，進(jìn)而作用于裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電控鎖以達(dá)到控制門禁的開(kāi)啟與閉鎖。通過(guò)讀卡或者讀卡與人臉比對(duì)的指令形式，可以大大增強(qiáng)安全性，系統(tǒng)加入讀卡通過(guò)亦或人臉圖譜比對(duì)成功，那么門禁控制器單元就會(huì)產(chǎn)生指令，進(jìn)而門禁控制器單元產(chǎn)生允許開(kāi)啟的信號(hào)。而如果讀卡失敗亦或人臉圖譜匹配不成功，那么整個(gè)開(kāi)啟的動(dòng)作便交由硬件默認(rèn)執(zhí)行。

3.2 軟件控制 此文所闡述的系統(tǒng)是采取讀取數(shù)據(jù)和面部圖譜識(shí)別比對(duì)共同參與的機(jī)制，著眼于國(guó)家建立的獄所“嚴(yán)格進(jìn)出”的規(guī)章制度，采取人臉識(shí)別比對(duì)的機(jī)制。門禁單元在出入門時(shí)，都會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限賦予，并對(duì)權(quán)限獲取人嚴(yán)格地審查，因此安全性的提升有了質(zhì)的飛躍。

考慮到監(jiān)獄特殊性和獄所的要求，在增添了人臉圖譜匹配比對(duì)的功能模塊后，每當(dāng)有人刷卡，終端顯示器都會(huì)顯示出人臉識(shí)別模塊采集到的人臉實(shí)時(shí)信息，并進(jìn)行圖譜測(cè)序，然后與所存儲(chǔ)的原人臉信息的圖譜比對(duì)，并反饋給系統(tǒng)操控者進(jìn)行審查，由此一來(lái)系統(tǒng)操控者就能夠便捷的獲得實(shí)時(shí)進(jìn)門的一些權(quán)限信息，更重要的是一旦出現(xiàn)了識(shí)別異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警示，系統(tǒng)操控者便可以啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案做出處置。

再者，多個(gè)門控制單元是被允許連接一處門禁系統(tǒng)的，它是能夠同時(shí)控制多個(gè)門的，比如武裝警察操控的武警門就需要有多臺(tái)門禁相互配合，這樣，武警處的門禁管理系統(tǒng)就需要與多臺(tái)門禁建立聯(lián)系。并且要把循環(huán)判斷建立在輪詢子線程中，主要目的是將現(xiàn)有門禁控制器進(jìn)行連接。

值得注意是，出于使用的門禁控制單元硬件以及面部圖譜識(shí)別設(shè)備硬件的限制，即兩個(gè)單元的設(shè)備都有用于來(lái)存儲(chǔ)的記憶設(shè)備，因此一旦通過(guò)人臉設(shè)備自身的讀卡器進(jìn)行讀卡匹配人臉時(shí)，讀卡匹配數(shù)據(jù)和面部圖譜數(shù)據(jù)會(huì)記憶在識(shí)別設(shè)備中，而直接經(jīng)由讀卡器讀卡的數(shù)據(jù)則會(huì)儲(chǔ)存于門禁控制單元硬件的記憶設(shè)備中。成功的人臉圖譜比對(duì)會(huì)經(jīng)由門禁控制單元指令電機(jī)驅(qū)動(dòng)電控鎖開(kāi)啟門禁，并在門禁控制單元硬件中記錄，而匹配失敗的比對(duì)就無(wú)法傳遞。

因此，也就出現(xiàn)了多種情況，有的時(shí)候能夠以兩種方式進(jìn)入，面部圖譜識(shí)別設(shè)備和門禁控制單元都能夠讀取到數(shù)據(jù)，因此就特別需要確定選取一種方式，以解決讀卡時(shí)出現(xiàn)無(wú)用的數(shù)據(jù)；有時(shí)就只有一種情況成立，例如經(jīng)由人臉圖譜匹配失敗，亦或只從外載的讀卡設(shè)備來(lái)進(jìn)行讀卡的操控，那么就要正確選擇方式，以規(guī)避數(shù)據(jù)的缺失以及丟包。

這樣，出于對(duì)規(guī)避數(shù)據(jù)考慮，將會(huì)選用下面的流程：固定的時(shí)間內(nèi)，因?yàn)槊恳婚T禁系統(tǒng)它包含的作用和配置都不一樣，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行判別，假如判定有附加的面部識(shí)別設(shè)備，就會(huì)先擇對(duì)面部識(shí)別設(shè)備中存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，以最近一次檢索的時(shí)間點(diǎn)為界限，檢索該界點(diǎn)之后的一切的數(shù)據(jù)，無(wú)論正確與否，同時(shí)把剛剛進(jìn)行檢索的時(shí)間點(diǎn)記錄下來(lái)。后面的操作和門禁的硬件沒(méi)有關(guān)系，只要把刷卡者的信息如照片等一些數(shù)據(jù)根據(jù)刷卡人的卡的ID從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出來(lái)就可以了，然后將信息以及相片按照特定的格式輸出。通過(guò)對(duì)輸出信息的進(jìn)行判別，面部識(shí)別硬件設(shè)備處理完成后，對(duì)門禁控制單元信息進(jìn)行管理，盡管很可能出現(xiàn)兩個(gè)及兩個(gè)以上的門禁控制單元，采取措施是從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索數(shù)據(jù)并以一定形式輸出。

在進(jìn)行主線操控的時(shí)候，最重要的是硬件數(shù)據(jù)的擦寫。出于對(duì)面部圖譜識(shí)別設(shè)備和門禁控制單元硬件記憶設(shè)備存儲(chǔ)上限的限制考慮，需要在流程內(nèi)隔一段時(shí)間對(duì)面部圖譜識(shí)別硬件設(shè)備和門禁控制單元中所存儲(chǔ)的刷卡比對(duì)的信息進(jìn)行擦除，出于對(duì)輪詢顯示的實(shí)時(shí)性以及兩類硬件設(shè)備在執(zhí)行擦除數(shù)據(jù)操作過(guò)程中所需要的時(shí)間太長(zhǎng)的考慮，因此就要尋找一個(gè)恰到好處的數(shù)字。對(duì)于這項(xiàng)研究如下：

設(shè)定人臉圖譜識(shí)別設(shè)備硬件每刷完X條數(shù)據(jù)就清空一下，選取各自中間的幾個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試反饋如下所示：

表1 刪除測(cè)試情況

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對(duì)以上選取的每一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，執(zhí)行多次刪除操作，結(jié)論是，因?yàn)樗柽M(jìn)行的測(cè)試的數(shù)據(jù)量龐大，所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)的擦除操作，因此把顯示數(shù)據(jù)的后續(xù)的流程給放棄了，進(jìn)而使定時(shí)單元的觸發(fā)時(shí)間間隔變短，但通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)用上述流程完成的操作對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響基本可以忽略不計(jì)。

測(cè)試結(jié)果顯示數(shù)次打卡記錄后進(jìn)行擦除為最優(yōu)情況，保障了設(shè)備系統(tǒng)的正常良好運(yùn)行以及信息的實(shí)時(shí)性輸出與顯示。

4 結(jié)論

本文所闡述的系統(tǒng)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入獄所內(nèi)的人員進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控與權(quán)限的賦予，智能化的面部識(shí)別模塊可以對(duì)進(jìn)入獄所內(nèi)的所有干警人員進(jìn)行面部圖像采集以及圖譜檢測(cè)，確保了人臉識(shí)別的高效與可靠，嚴(yán)格出入權(quán)限的判定與賦予，強(qiáng)化獄所的安全性。

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