引 言
非接觸式IC卡門禁管理系統(tǒng)已廣泛地應用于樓宇自動化、重要區(qū)域的通行等，校園學生社區(qū)的現(xiàn)代化管理，校園非接觸式Ic門禁管理系統(tǒng)的應用已成為目前的發(fā)展趨勢，學生公寓借助門禁管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)特定區(qū)域的進出管理，防止非本樓人員隨意進入學生公寓樓 ，尤其在夜間便于實現(xiàn)對多門公寓樓的集中管理。
門禁系統(tǒng)自發(fā)展以來，主要應用于公司和智能小區(qū)，其系統(tǒng)自身相對完善 ，但就目前學校使用的門禁控制系統(tǒng)而言，存在對外數(shù)據(jù)庫共享程度低，自動數(shù)據(jù)處理程度低等，同時因學生公寓樓設計和管理及學生管理方式存在不同，造成了現(xiàn)有門禁管理系統(tǒng)無法直接應用于學生公寓。本文結合實際提出了一種應用于校園學生公寓樓的分布式、多層管理的門禁管理系統(tǒng)，具有重要的應用價值。
1 校園門禁管理的系統(tǒng)要求
校園門禁管理系統(tǒng)的卡管理、維護、宿舍樓分配、學籍管理均是分散的，持卡基數(shù)量大(萬級)，同時對于校園涉及學生、教職工，其門禁數(shù)據(jù)變化頻繁，存在高峰期，在7至9月份學生畢業(yè)離校和新生入校，日常還伴有臨時住宿調整等，這與通常應用于公司的門禁管理系統(tǒng)的卡管理、維護在同一個部門存在差別，因此也造成了業(yè)務處理流程、數(shù)據(jù)權限、數(shù)據(jù)修改等一系列的問題。基于以上的特殊性，校園門禁管理系統(tǒng)要求信息化程度高，從學生數(shù)據(jù)獲取、宿舍樓數(shù)據(jù)分配、門禁數(shù)據(jù)調整、核對校驗、下載等過程均能自動處理完成；可適應門禁數(shù)據(jù)的頻繁變化調整；系統(tǒng)易擴展并穩(wěn)定可靠。
2 系統(tǒng)原理與結構
2．1 系統(tǒng)原理
本文提出的校園門禁管理系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫技術，自動采集各部門數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)標準庫，利用設計通用的標準數(shù)據(jù)庫接口共享標準數(shù)據(jù)庫，各、部門之問的數(shù)據(jù)庫自動處理和調用共享數(shù)據(jù)庫，確保校園所有數(shù)據(jù)的一致性，也避免了因手工操作門禁數(shù)據(jù)，造成的人為錯誤、易漏和更新效率低等問題。基于數(shù)據(jù)庫技術的門禁管理系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 基于數(shù)據(jù)庫技術的門禁管理系統(tǒng)
2．2 系統(tǒng)結構
本文提出校園門禁系統(tǒng)的基本構架如圖2所示，核心結構采用C+B／S群組模式，即瀏覽器管理、服務器控制、客戶端后臺程序自動處理的模式，控制器基于目前工業(yè)主流的總線聯(lián)網(wǎng)模式? ，實現(xiàn)集中管理，分散維護，系統(tǒng)標準化程度高，模塊化程度高，擴容簡單，易于維護。
圖2 校目門禁系統(tǒng)的整體構架和層式結構
本文設計的系統(tǒng)由4層結構組成，第1層為設備接入層(讀卡器設備、控制器設備)，接口采用標準高速接口，協(xié)議公開：第2層傳輸層，主要是連接控制層與設備層間的數(shù)據(jù)交互，標準協(xié)議公開，協(xié)議函數(shù)公開；第3層為控制層，主控底層軟件，底層接口函數(shù)公開，數(shù)據(jù)庫接口函數(shù)公開；第4層為管理層，針對應用服務的不同，可進行添加、刪除和修改。
3 校園門禁系統(tǒng)的組成
3．1 非接觸IC卡技術
IC卡按讀取方式，可分為接觸和非接觸式IC卡，目前校園學生IC卡、教工卡以及臨時卡，應用最多的是Mitre技術標準，其已成為國際標準，其次也有采用瑞士LEGIC技術標準的，如清華大學的學生卡，技術對比如表1所示，少許公寓樓門禁采用非接觸式ID卡，安全性相對較差，Ic卡已漸取代ID 卡t6,’’Iol。
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MifarelS50卡僅由一個天線和ASIC組成，如圖3(a)所示。卡片內無任何電源，僅包含一個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，用于工作時產(chǎn)生能量，當電壓達到2 V 時，卡片中的芯片將卡內數(shù)據(jù)發(fā)送出去或接收器對卡片的操作，工作距離最高可達100mm，數(shù)據(jù)傳輸率達106kb／s，完成一次讀寫的時間最長不超過0．1 s，具有防沖突的功能， 能在同一時間處理多張重疊的卡片。
Mifare1S50卡內部有1K字節(jié)EEPROM存儲器，分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)又分為4個數(shù)據(jù)存儲塊，每塊16字節(jié) 如圖3(b)所示，讀卡器由單片機、專用的讀寫模塊、接口電路組成，專用讀卡模塊配合13．56 MHz的天線可實現(xiàn)對非接觸Ic卡的讀寫，單片機讀取數(shù)據(jù)并作處理，按照標準RS-485／Wiegand26標準輸出。
圖3 Mifare 1卡的內部結構圖與讀卡器結構
3．2 門禁控制系統(tǒng)
門禁控制器在設備接入層，是門禁系統(tǒng)的核心，由單片機、FLASH、接口電路、外圍的10和繼電器等組成，運行內部的程序和確定的通信協(xié)議，并可存儲一定的卡號，如SYRIS的SYRIS200NT可存儲6000個卡號。
控制接收讀卡器發(fā)送過來的信號，與所存儲的卡號進行對比，通過比對確定是否產(chǎn)生動作，如圖4(a)所示，門禁控制器可獨立運行，保證了系統(tǒng)可靠性和完整性。在系統(tǒng)構架中門禁控制器采用工業(yè)總線方式組成私有網(wǎng)絡，并配置惟一的ID號碼。目前暫時使用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，長度不超過1．2 km，其它諸如出門按鈕、門磁、電磁鎖等均采通用設備。
3．3 門禁控制軟件
在國內的很多門禁管理軟件均直接采用外國的監(jiān)控軟件，主要原因是國外的軟件在使用時間上比國內長，可靠性、穩(wěn)定性與功能要優(yōu)于國產(chǎn)軟件；其次進入市場的硬件設備多是國外廠家，對于他們的軟硬件集成較好，國內的工程商為了降低投入風險，很少采用國產(chǎn)軟件，因此造成了數(shù)據(jù)開放共享程度低、系統(tǒng)無法與學校其它部門產(chǎn)生有效的數(shù)據(jù)互動和應用服務等。
圖4 門禁控制器的系統(tǒng)結構與RS485連接結構
本文提出的門禁管理軟件基于C+B／S整體構架， 校內各部門的管理業(yè)務流程均通用B／S進行數(shù)據(jù)提交和處理，并將數(shù)據(jù)存入服務器的標準數(shù)據(jù)庫，在服務器和工作站均有后臺終端程序用于自動地監(jiān)測數(shù)據(jù)變化，并及時進行更新。門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、系統(tǒng)查詢及數(shù)據(jù)報表、卡片及人事管理、權限管理等；數(shù)據(jù)通信部分含參數(shù)設置、控制參數(shù)設置、報警等功能。
4 結束語
本文提出的校園門禁管理系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)共享的原理，采用C+B／S結構，依托非接觸Ic卡的先進性、實用性、穩(wěn)定性和可靠性，有效地解決了管理部門多元、數(shù)據(jù)來源復雜社區(qū)管理等一系列問題，并具有數(shù)據(jù)更新效率高、信息化共享程度高、適應多種模式的性能，為后期校園一卡通和校園門禁系統(tǒng)發(fā)展提供了重要的參考。
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