智能门禁系统的设计

    传统的出入管理方法是传达室工作人员对出入人员进行登记放行，这种方法费事费力又容易造成差错，电子门禁系统给这一系列工作带来了简便的手续。本系统采用模块化设计，具有感应卡可以采用接触式和非接触式，实时监测，信息考勤统计，数据永不丢失，控制门数平滑扩容等功能及特点。

    1 功能概述

    电子门禁系统采用个人识别卡方式，给每个有权进入的人发一个个人识别卡，它相当于一把钥匙，系统根据该卡的卡号和当前的时间信息等，判断该持卡人是否可以进入，如果可以，则自动开门，否则不开门。对于需要考勤的场所，门禁系统还可以记录每个职工是否按时上下班，可以随时增加或删除一卡，而不必担心某一卡丢失后会造成什么损失。门禁系统所表现的具体功能如下：

    1．1 登记注册卡

    凡是新增加的卡，都要进行登记注册。登记时输入卡号、姓名和有效时段等信息，登记完成后，该卡在所登记的有效时段内使用就可以开门了。

    1．2 删除注册卡

    当识别卡丢失或由于某种原因不能使用时，可随时将该卡注销。输入要删除的卡号即可注销该卡。

    l.3 记录读卡信息并控制门的开关

    当有人读卡后控制器将读卡器的送出信号读入，根据卡号、当前时间和登记信息进行判断该卡是否有效，控制是否开锁，同时将卡号和时间记录下来。

    1.4 实时监测 

   将系统设置成实时监测状态，这时每读一次卡，控制器所记录的卡号、是否注册以及有效无效等信息会立即显示在计算机上。另外门的状态(开或关)也可实时显示。

    1.5 统计与考勤功能

    通过设定班次和时间，系统可以对所有存储的记录进行考勤统计。如：查询某人在某段时间内的上下班情况、正常上下班次数、迟到次数、早退次数等，从而进行有效的管理。

    1．6 电子巡更系统

    通过大楼保安的巡更卡，在特定的时间段，在规定的大门可以检测异常情况的发生。

    本系统由控制器、电磁锁、识别卡和计算机组成。对识别卡和读卡器来说，可分为两大类，即接触式和非接触式。所谓接触式是指必须将识别卡插入读卡器内或在槽中划一下，才能读到卡号，例如：IC卡、磁卡等，这类卡和读卡器有着不可避免的缺点：磁卡极易受强磁干扰而丢失数据，易被复制，在摩擦、湿热等条件下易丢失数据，使用寿命缩短。非接触式读卡器是指识别卡无需与读卡器接触，相隔一定的距离就可以读出识别卡内的数据，员工只需将卡靠近读卡器的刷卡区，门就会自动打开。

    2 系统结构

    门禁系统主要由后台计算机、配电及通信中继、双门控制器、读卡器及相应的管理软件组成其结构如图1所示。

    2．1 后台计算机

    后台微机是整个系统的控制中心，为整个系统的功能实现提供可靠的工作平台，根据用户需求，可配置门禁系统后台管理软件，考勤管理统计软件，巡更系统管理软件等。 

    2．2．1 门禁系统后台管理软件

    完成各种卡的登记、发放、删除功能；记录各个门的出入人员及时问等信息；实时显示各门的开关状态；紧急情况下可控制所有门的打开和关闭。

    2.2.2 考勤管理统计软件

    可对登记的部分或全部门进行考勤登记管理，记录该单位人员的迟到、旷工、早退等情况，并统计输出。

    2.2.3 巡更系统管理软件

    可在每层楼或部分楼层的特定位置设置巡更点，记录保安人员的值勤情况，提高管理水平。

    2．2 配电及通信中继

    该设备每层楼配备一个，主要完成该层楼的控制器的电源分配，后备电源管理及通信485总线的中继驱动。

    2.3 双门控制器

    控制器是门禁系统的核心，它由一台微处理机和相应的外围电路组成。如果将读卡器比作系统的眼睛，将电磁锁比作系统的手，那么控制器就是系统的大脑，由它来决定某一张卡是否为本系统已注册的有效卡，该卡是否符合所限定的时间段，该卡是否有打开该门的权限等，从而控制电磁锁是否开启，并将该卡的相关信息和时间等信息通过485通信总线送给后台计算机。

    双门控制器的结构如图2所示，其主要工作原理如下：微处理器(CPU)通过485接VI与后台计算机通信，获得已注册的出入卡的相关信息，并存储到EEPROM 中，这个信息由后台计算机随时更新(如：删除或登记新卡)，实时钟芯片提供控制器所需要的日期、时间等，这个时间由后台计算机定期(如：30分钟)校对一次，保证整个系统的时间一致。当用户开门时，在读卡器上刷卡，读卡器将读到的卡的信息通过485总线送到本控制器的处理器中，处理器将这个信息与EEPROM 中的档案信息进行比对，如果为正常的注册卡，则控制电子门锁开门，如果为非正常卡则不开门并告警，如非正常开门则告警。同时为了增加防胁迫功能可同时配备输入键盘，正常刷卡后输入个人密码开门，如果遇到歹徒胁迫可以届lj卡后输入胁迫密码，这种情况下控制器打开大门，但同时报警。 

    开门钮在房间内部，当要出门时，只需按开门钮即可开门；也可以配备数字键盘，通过输入密码开门。

    双门控制器可以同时作为单门双向控制器，这种控制器一般用于大门，不配出门按钮，只配两个刷卡器，进门出门都应该刷卡。

    双门控制器即可独立使用，也可以联网使用。当单独使用-时，上行的485接VI作为本地的后台终端232接VI使用。

    2．4 读卡器 

    读卡器的结构如图3所示，其工作原理是采用ATMEL公司的射频识别技术，通过非接触卡将用户的身份等信息发送到刷卡器中。再通过485总线送到控制器中进行真为识别。如果需要可以配备键盘输人和液晶显示。

    本系统结合楼宇设计，通过配电及通信中继控制和双门控制器实现门数增减方便，控制门数平滑扩容。本系统性能稳定、可靠，使用灵活、方便。

    (文/潍坊学院公共计算机教学部，史纪元 黄忠义)