智能小区门禁系统软件的设计
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作者: 高君凯 孙海滨
摘要：通过对智能小区中的门禁系统进行研究，提出了基于以太网的门禁系统的解决方案。该方案使用非接触式IC卡作为媒介，将开门的权限信息存储在IC卡中；管理中心与门禁终端使用以太网进行通信。实验结果表明，该方法比较实用，能够满足智能小区的要求。
关键词：智能小区；门禁系统；IC卡
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）08-1792-03
门禁系统已由早期单纯的门道及钥匙管理，发展为一套完整的出入管理系统。在非接触式IC卡应用日益广泛的今天，由于其具有安全、可靠、高效、灵活和方便等特点逐渐取代现有的各类门锁成为当前门禁系统的主流方式。小区中的住户只需要携带一张IC卡就可以打开小区门口和单元门口，直达自己家中。小区门禁系统具有对门户出入控制、保安防盗、报警等功能，主要方便内部员工和住户出入，杜绝外来人员随意出入，既方便了管理，又增强了内部的保安。该文中介绍的门禁系统会自动记录相应卡片的开门记录，在物业的小区管理中心中可以查看开门记录，并且可以自动上报门禁的异常情况到管理中心，这样就提升了小区的安全性。
1 门禁系统的拓扑结构
当前国内的门禁系统主要采用单机控制型和总线通讯型。单机通讯型是一种最简单的类型，一个设备控制一个门，不与管理中心机和其他设备相连；这种方式管理不方便，无法实现信息的及时共享；但是价格相对低廉，安装简单。总线通信方式是使用专用线路将门禁控制器和管理中心相连，可以进行集中管理；但是缺点是不能方便地移动管理中心的位置。
其中，控制器是门禁系统的核心，由一台ARM的嵌入式系统。读卡器读到IC卡中存储的信息后，将卡的信息通过串口发送给控制器，控制器决定此卡是否为有效卡，是否有开门权限，从而控制电控锁是否打开。门磁传感器可以反应门的实时状态，通过门磁信号，控制器可以判断门是否是被非法打开或移动。如果是非法打开，门磁会发出相应的报警信号。
3 门禁系统权限数据格式
每张非通卡最多支持1个小区，每个小区最多支持8栋楼，每栋楼最多支持8个单元。其中楼号中若某一字节未使用则用0x00填充。
IC卡数据存储占用IC卡第X扇区（X可以更改，这里为1）的第1、2块，共26个字节，其中第1块存储前16个字节，第2块存储后10个字节；
通卡只使用卡类型位和项目ID，其他字节写0xff。
每个项目的发卡系统都有一个固定的项目ID号，写入IC卡中。
8个字节的楼号与8个字节的单元号相对应，单元号中每个字节的8位分别对应8个单元，如果用户有第n单元的开门权限则第n为置1，否则置0。
4 门禁系统的软件设计
4.1 管理中心机软件的设计
串口读写模块：主要对管理中心端的读卡器进行管理，向IC卡中写入权限信息，并接收写入情况反馈。
网络数据监听模块：监听网络端口，接收网络数据。采用多线程的设计方式，一个线程负责监听端口，每当监听到端口有连接请求时启动一个新的线程，建立socket连接，接收网络数据。
终端开门记录管理模块：终端的开门记录存储在终端的数据库中，当管理中心需要查看终端的开门记录时给终端发送命令让其上报开门记录，网络数据监听模块监听到开门记录时将数据交给终端开门记录管理模块进行处理。
终端在线管理模块：所有终端定时向管理中心发送heartbeat信号报告自己的在线情况。终端在线管理模块处理接收到的heartbeat信号，定时刷新界面，将在一定时间内有heartbeat信号的终端置为在线，将没有heartbeat信号的终端置为不在线。
终端报警管理模块：当终端的门磁模块有报警信息时，终端会向管理中心发送报警信息，管理中心的网络数据监听接收模块将接收到的报警信息交给终端报警管理模块，报警管理模块将对报警信息进行处理。
串口读写模块：当用户使用IC开门时，门禁控制终端的读卡器读取IC卡中的权限信息，根据卡中项目ID识别是否是非法的IC卡，根据卡中的权限信息决定是否能打开该门。
网络数据监听接收模块：监听端口，接收来自管理中心的命令数据，并根据命令数据采取相应的动作。同管理中心机的网络数据监听接收模块一样也是采用多线程的设计。
门磁管理模块：监听门磁是否发生异常，如果发生异常则调用报警模块进行报警。
报警模块：根据门磁的异常情况向管理中心发送报警信息并接收管理中心的反馈，如果接收不到反馈就尝试重发。
开门记录管理模块：对门禁控制终端的开门记录进行记录和管理，并且当管理中心请求开门记录时将开门记录发送到管理中心。
5 结束语
本文通过对智能小区门禁系统的研究，提出了一种基于以太网的智能门禁系统解决方案。该文对智能小区中的门禁系统的网络架构进行了详细的描述，讲解了卡中存储的权限信息的存储格式，并对系统的软件设计进行了介绍。通过对系统编码实现并测试证明该系统比较稳定，能够满足智能小区门禁控制的要求。
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