引 言
非接觸式IC卡門(mén)禁管理系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化、重要區(qū)域的通行等，校園學(xué)生社區(qū)的現(xiàn)代化管理，校園非接觸式Ic門(mén)禁管理系統(tǒng)的應(yīng)用已成為目前的發(fā)展趨勢(shì)，學(xué)生公寓借助門(mén)禁管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的進(jìn)出管理，防止非本樓人員隨意進(jìn)入學(xué)生公寓樓 ，尤其在夜間便于實(shí)現(xiàn)對(duì)多門(mén)公寓樓的集中管理。
門(mén)禁系統(tǒng)自發(fā)展以來(lái)，主要應(yīng)用于公司和智能小區(qū)，其系統(tǒng)自身相對(duì)完善 ，但就目前學(xué)校使用的門(mén)禁控制系統(tǒng)而言，存在對(duì)外數(shù)據(jù)庫(kù)共享程度低，自動(dòng)數(shù)據(jù)處理程度低等，同時(shí)因?qū)W生公寓樓設(shè)計(jì)和管理及學(xué)生管理方式存在不同，造成了現(xiàn)有門(mén)禁管理系統(tǒng)無(wú)法直接應(yīng)用于學(xué)生公寓。本文結(jié)合實(shí)際提出了一種應(yīng)用于校園學(xué)生公寓樓的分布式、多層管理的門(mén)禁管理系統(tǒng)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
1 校園門(mén)禁管理的系統(tǒng)要求
校園門(mén)禁管理系統(tǒng)的卡管理、維護(hù)、宿舍樓分配、學(xué)籍管理均是分散的，持卡基數(shù)量大(萬(wàn)級(jí))，同時(shí)對(duì)于校園涉及學(xué)生、教職工，其門(mén)禁數(shù)據(jù)變化頻繁，存在高峰期，在7至9月份學(xué)生畢業(yè)離校和新生入校，日常還伴有臨時(shí)住宿調(diào)整等，這與通常應(yīng)用于公司的門(mén)禁管理系統(tǒng)的卡管理、維護(hù)在同一個(gè)部門(mén)存在差別，因此也造成了業(yè)務(wù)處理流程、數(shù)據(jù)權(quán)限、數(shù)據(jù)修改等一系列的問(wèn)題。基于以上的特殊性，校園門(mén)禁管理系統(tǒng)要求信息化程度高，從學(xué)生數(shù)據(jù)獲取、宿舍樓數(shù)據(jù)分配、門(mén)禁數(shù)據(jù)調(diào)整、核對(duì)校驗(yàn)、下載等過(guò)程均能自動(dòng)處理完成；可適應(yīng)門(mén)禁數(shù)據(jù)的頻繁變化調(diào)整；系統(tǒng)易擴(kuò)展并穩(wěn)定可靠。
2 系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)
2．1 系統(tǒng)原理
本文提出的校園門(mén)禁管理系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，自動(dòng)采集各部門(mén)數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，利用設(shè)計(jì)通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)接口共享標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，各、部門(mén)之問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)處理和調(diào)用共享數(shù)據(jù)庫(kù)，確保校園所有數(shù)據(jù)的一致性，也避免了因手工操作門(mén)禁數(shù)據(jù)，造成的人為錯(cuò)誤、易漏和更新效率低等問(wèn)題。基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的門(mén)禁管理系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的門(mén)禁管理系統(tǒng)
2．2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本文提出校園門(mén)禁系統(tǒng)的基本構(gòu)架如圖2所示，核心結(jié)構(gòu)采用C+B／S群組模式，即瀏覽器管理、服務(wù)器控制、客戶(hù)端后臺(tái)程序自動(dòng)處理的模式，控制器基于目前工業(yè)主流的總線聯(lián)網(wǎng)模式? ，實(shí)現(xiàn)集中管理，分散維護(hù)，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化程度高，模塊化程度高，擴(kuò)容簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。
圖2 校目門(mén)禁系統(tǒng)的整體構(gòu)架和層式結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由4層結(jié)構(gòu)組成，第1層為設(shè)備接入層(讀卡器設(shè)備、控制器設(shè)備)，接口采用標(biāo)準(zhǔn)高速接口，協(xié)議公開(kāi)：第2層傳輸層，主要是連接控制層與設(shè)備層間的數(shù)據(jù)交互，標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議公開(kāi)，協(xié)議函數(shù)公開(kāi)；第3層為控制層，主控底層軟件，底層接口函數(shù)公開(kāi)，數(shù)據(jù)庫(kù)接口函數(shù)公開(kāi)；第4層為管理層，針對(duì)應(yīng)用服務(wù)的不同，可進(jìn)行添加、刪除和修改。
3 校園門(mén)禁系統(tǒng)的組成
3．1 非接觸IC卡技術(shù)
IC卡按讀取方式，可分為接觸和非接觸式IC卡，目前校園學(xué)生IC卡、教工卡以及臨時(shí)卡，應(yīng)用最多的是Mitre技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其次也有采用瑞士LEGIC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的，如清華大學(xué)的學(xué)生卡，技術(shù)對(duì)比如表1所示，少許公寓樓門(mén)禁采用非接觸式ID卡，安全性相對(duì)較差，Ic卡已漸取代ID 卡t6,’’Iol。
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MifarelS50卡僅由一個(gè)天線和ASIC組成，如圖3(a)所示。卡片內(nèi)無(wú)任何電源，僅包含一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與IC卡讀卡器發(fā)射的頻率均是13．56 MHz，用于工作時(shí)產(chǎn)生能量，當(dāng)電壓達(dá)到2 V 時(shí)，卡片中的芯片將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送出去或接收器對(duì)卡片的操作，工作距離最高可達(dá)100mm，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)106kb／s，完成一次讀寫(xiě)的時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)0．1 s，具有防沖突的功能， 能在同一時(shí)間處理多張重疊的卡片。
Mifare1S50卡內(nèi)部有1K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)器，分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)又分為4個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)塊，每塊16字節(jié) 如圖3(b)所示，讀卡器由單片機(jī)、專(zhuān)用的讀寫(xiě)模塊、接口電路組成，專(zhuān)用讀卡模塊配合13．56 MHz的天線可實(shí)現(xiàn)對(duì)非接觸Ic卡的讀寫(xiě)，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)并作處理，按照標(biāo)準(zhǔn)RS-485／Wiegand26標(biāo)準(zhǔn)輸出。
圖3 Mifare 1卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖與讀卡器結(jié)構(gòu)
3．2 門(mén)禁控制系統(tǒng)
門(mén)禁控制器在設(shè)備接入層，是門(mén)禁系統(tǒng)的核心，由單片機(jī)、FLASH、接口電路、外圍的10和繼電器等組成，運(yùn)行內(nèi)部的程序和確定的通信協(xié)議，并可存儲(chǔ)一定的卡號(hào)，如SYRIS的SYRIS200NT可存儲(chǔ)6000個(gè)卡號(hào)。
控制接收讀卡器發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)，與所存儲(chǔ)的卡號(hào)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)比對(duì)確定是否產(chǎn)生動(dòng)作，如圖4(a)所示，門(mén)禁控制器可獨(dú)立運(yùn)行，保證了系統(tǒng)可靠性和完整性。在系統(tǒng)構(gòu)架中門(mén)禁控制器采用工業(yè)總線方式組成私有網(wǎng)絡(luò)，并配置惟一的ID號(hào)碼。目前暫時(shí)使用RS-485模式[4j2]傳輸速率不低于19．2 kb／s，連接線纜采用屏蔽雙絞線，長(zhǎng)度不超過(guò)1．2 km，其它諸如出門(mén)按鈕、門(mén)磁、電磁鎖等均采通用設(shè)備。
3．3 門(mén)禁控制軟件
在國(guó)內(nèi)的很多門(mén)禁管理軟件均直接采用外國(guó)的監(jiān)控軟件，主要原因是國(guó)外的軟件在使用時(shí)間上比國(guó)內(nèi)長(zhǎng)，可靠性、穩(wěn)定性與功能要優(yōu)于國(guó)產(chǎn)軟件；其次進(jìn)入市場(chǎng)的硬件設(shè)備多是國(guó)外廠家，對(duì)于他們的軟硬件集成較好，國(guó)內(nèi)的工程商為了降低投入風(fēng)險(xiǎn)，很少采用國(guó)產(chǎn)軟件，因此造成了數(shù)據(jù)開(kāi)放共享程度低、系統(tǒng)無(wú)法與學(xué)校其它部門(mén)產(chǎn)生有效的數(shù)據(jù)互動(dòng)和應(yīng)用服務(wù)等。
圖4 門(mén)禁控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與RS485連接結(jié)構(gòu)
本文提出的門(mén)禁管理軟件基于C+B／S整體構(gòu)架， 校內(nèi)各部門(mén)的管理業(yè)務(wù)流程均通用B／S進(jìn)行數(shù)據(jù)提交和處理，并將數(shù)據(jù)存入服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，在服務(wù)器和工作站均有后臺(tái)終端程序用于自動(dòng)地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化，并及時(shí)進(jìn)行更新。門(mén)禁管理軟件功能分為數(shù)據(jù)管理部分和數(shù)據(jù)通信部分，數(shù)據(jù)管理部分含系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)查詢(xún)及數(shù)據(jù)報(bào)表、卡片及人事管理、權(quán)限管理等；數(shù)據(jù)通信部分含參數(shù)設(shè)置、控制參數(shù)設(shè)置、報(bào)警等功能。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文提出的校園門(mén)禁管理系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)共享的原理，采用C+B／S結(jié)構(gòu)，依托非接觸Ic卡的先進(jìn)性、實(shí)用性、穩(wěn)定性和可靠性，有效地解決了管理部門(mén)多元、數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜社區(qū)管理等一系列問(wèn)題，并具有數(shù)據(jù)更新效率高、信息化共享程度高、適應(yīng)多種模式的性能，為后期校園一卡通和校園門(mén)禁系統(tǒng)發(fā)展提供了重要的參考。
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