摘 要：高校辦公樓群屬于公共場(chǎng)所，進(jìn)出人員多，機(jī)械式門(mén)鎖在鑰匙配備、進(jìn)出權(quán)限等方面管理不夠完善，存在諸多安全隱患。根據(jù)高校房屋使用及安全要求特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一種基于網(wǎng)絡(luò)的門(mén)禁管理系統(tǒng)，使用非接觸式ID卡，采用網(wǎng)絡(luò)管理——門(mén)鎖授權(quán)、門(mén)鎖狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙開(kāi)門(mén)、考勤功能等，極大地方便了用戶(hù)，提高了管理效率，杜絕了安全隱患。

關(guān)鍵詞：門(mén)禁系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)；ID卡；安防

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.44；TP273

高校辦公樓群屬于公共場(chǎng)所，具有門(mén)鎖授權(quán)的人員較多。機(jī)械式門(mén)鎖存在諸多不便和安全隱患。首先是鑰匙的管理，管理部門(mén)授權(quán)配備鑰匙的人員可能私自他人復(fù)制鑰匙、鑰匙丟失情況下要消除安全隱患必須更換鎖具等。傳統(tǒng)的機(jī)械門(mén)鎖不能自動(dòng)記錄開(kāi)閉，人員離開(kāi)門(mén)鎖未關(guān)閉難以追究安全責(zé)任，安全管理員經(jīng)常要保存一串串的鑰匙。

根據(jù)高校房間使用及管理特點(diǎn)，應(yīng)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種適用高校安全管理的門(mén)禁系統(tǒng)，權(quán)限管理方便，采用網(wǎng)絡(luò)化管理；系統(tǒng)集成度高，采用較先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)；相對(duì)于傳統(tǒng)門(mén)鎖的被動(dòng)安全功能，增加主動(dòng)安全防御功能；系統(tǒng)擴(kuò)展性好，可用于考勤等其他功能。重要的一點(diǎn)是，具有良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，成本低，安全性、可靠性高。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

門(mén)禁管理系統(tǒng)主要由門(mén)禁端點(diǎn)系統(tǒng)，控制主機(jī)，門(mén)禁服務(wù)器三個(gè)部分組成，門(mén)禁端點(diǎn)安裝在每個(gè)門(mén)上，用于讀取用戶(hù)的刷卡信息，檢測(cè)門(mén)狀態(tài)，異常報(bào)警，并控制電動(dòng)鎖具的開(kāi)啟等功能?？刂浦鳈C(jī)通過(guò)無(wú)線的方式將分散的門(mén)控端點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，然后接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由中心計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理。由于涉及到各樓層之間的通信，為保證通信的可靠性，在每層樓之間增加了通信中繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單層樓數(shù)據(jù)通信的管理，然后由通信節(jié)點(diǎn)將信息匯總到控制主機(jī)，門(mén)禁服務(wù)器對(duì)整個(gè)門(mén)禁網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)發(fā)卡管理，用戶(hù)權(quán)限管理，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，用戶(hù)操作事件管理，ID數(shù)據(jù)庫(kù)管理，門(mén)禁工作模式管理等，門(mén)禁服務(wù)器還提供了Web訪問(wèn)功能，可以方便進(jìn)行信息查詢(xún)和用戶(hù)管理，同時(shí)還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，如遠(yuǎn)程開(kāi)門(mén)，遠(yuǎn)程啟動(dòng)報(bào)警，遠(yuǎn)程禁止門(mén)禁功能等。整套門(mén)禁系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 門(mén)禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.1 門(mén)禁端點(diǎn)的組成。門(mén)禁端點(diǎn)是直接與用戶(hù)打交道的設(shè)備，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心，安裝在每個(gè)門(mén)上，主要由ID卡讀卡模塊，電動(dòng)鎖控制模塊，網(wǎng)絡(luò)通信模塊，LED及發(fā)聲器，控制器。如圖2所示。

圖2 門(mén)禁端點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖

ID讀卡模塊采用125KHZ載波調(diào)制方式，使用上采用了非接觸的方式，讀卡距離在5-10cm，在設(shè)計(jì)上采用了節(jié)電技術(shù)，降低使用成本。電動(dòng)鎖具的控制在設(shè)計(jì)上充分考慮了使用的安全性，遵循外難內(nèi)易得原則，一方面要保證非法用戶(hù)不能輕易進(jìn)入房間，另一方面要保證房間內(nèi)的用戶(hù)能夠非常容易打開(kāi)門(mén)鎖。網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用了無(wú)線MESH網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，所有端點(diǎn)均采用無(wú)線模塊進(jìn)行通信，大大減少了樓宇布線的難度。為保證通信的可靠性，可以在距離控制主機(jī)距離稍遠(yuǎn)的地方增加無(wú)線中繼器節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中為每個(gè)端點(diǎn)增加了一個(gè)小型的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其中包含了與每個(gè)端點(diǎn)相關(guān)的用戶(hù)信息，即使在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下，門(mén)禁端點(diǎn)系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)其本身的功能，不影響用戶(hù)正常使用。

1.2 控制主機(jī)的設(shè)計(jì)?？刂浦鳈C(jī)的作用是將分散的門(mén)禁端點(diǎn)連接起來(lái)，協(xié)調(diào)各端點(diǎn)之間的通信，同時(shí)提供與上層計(jì)算機(jī)的應(yīng)用接口?？刂浦鳈C(jī)采用基于ARM7內(nèi)核的嵌入式微控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.3 用戶(hù)管理計(jì)算機(jī)。通過(guò)控制主機(jī)將各門(mén)禁端點(diǎn)信息送入用戶(hù)管理計(jì)算機(jī)后，以友好的界面供管理員進(jìn)行交互，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SQL Server技術(shù)，同時(shí)用戶(hù)管理計(jì)算機(jī)提供了Web服務(wù)功能，管理員可以通過(guò)遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器進(jìn)行操作。

2 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)主要功能。該套門(mén)禁系統(tǒng)主要功能在于門(mén)禁端點(diǎn)的控制和用戶(hù)的管理，具體功能特點(diǎn)如下：（1）ID刷卡開(kāi)門(mén)功能：合法ID卡刷卡自動(dòng)開(kāi)門(mén)。（2）用戶(hù)管理功能：通過(guò)對(duì)用戶(hù)的權(quán)限分配，實(shí)現(xiàn)一卡對(duì)應(yīng)多門(mén)和一門(mén)對(duì)應(yīng)多卡。（3）門(mén)禁端點(diǎn)遠(yuǎn)程控制功能：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，管理員可以遠(yuǎn)程控制房間門(mén)的開(kāi)啟。（4）門(mén)禁端點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。（5）考勤功能：系統(tǒng)可進(jìn)入考勤模式，實(shí)現(xiàn)上班考勤。（6）信息查詢(xún)功能：可以查詢(xún)合法開(kāi)門(mén)事件及時(shí)間，考勤信息等，并生成相應(yīng)的報(bào)表。

2.2 非正常情況下門(mén)禁系統(tǒng)使用。門(mén)禁系統(tǒng)充分考慮了非正常情況及緊急情況下使用：（1）系統(tǒng)采用UPS電源，建筑物斷電之后可保障正常使用24-48小時(shí)。（2）室內(nèi)采用手動(dòng)開(kāi)門(mén)方式，緊急情況下可以迅速開(kāi)門(mén)撤離。（3）鎖具仍然配備傳統(tǒng)的金屬鑰匙。當(dāng)門(mén)禁系統(tǒng)故障或癱瘓時(shí)，可像傳統(tǒng)門(mén)鎖使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)目前已投入使用西南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)辦公樓投入使用，共安裝113個(gè)門(mén)禁端點(diǎn)，硬件投入共計(jì)3.5萬(wàn)。系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)大的雷雨天氣的考驗(yàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，管理方便，運(yùn)行維護(hù)成本低。

本文實(shí)現(xiàn)的門(mén)禁系統(tǒng)根據(jù)高校教學(xué)、實(shí)驗(yàn)及辦公房屋使用需求和安全要求設(shè)計(jì)，綜合考慮了多種復(fù)雜情況下的使用，系統(tǒng)擴(kuò)展性好。根據(jù)不同的使用需求，系統(tǒng)也可應(yīng)用于安全性要求較高的部門(mén)如公司、賓館、政府機(jī)關(guān)等。

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作者簡(jiǎn)介：高小明（1980-），男，四川綿陽(yáng)人，教師，講師，碩士，CCF會(huì)員，研究方向，嵌入式系統(tǒng)，信號(hào)處理。

作者單位：西南科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川綿陽(yáng) 621010