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基于非接触式IC卡技术的校园门禁管理系统设计

非接触式IC卡门禁管理系统已广泛地应用于楼宇自动化、重要区域的通行等,校园学生社区的现代化管理,校园非接触式Ic门禁管理系统的应用已成为目前的发展趋势,学生公寓借助门禁管理系统,可实现特定区域的进出管理,防止非本楼人员随意进入学生公寓楼 ,尤其在夜间便于实现对多门公寓楼的集中管理。
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【安防知识网】非接触式IC卡门禁管理系统已广泛地应用于楼宇自动化、重要区域的通行等,校园学生社区的现代化管理,校园非接触式Ic门禁管理系统的应用已成为目前的发展趋势,学生公寓借助门禁管理系统,可实现特定区域的进出管理,防止非本楼人员随意进入学生公寓楼 ,尤其在夜间便于实现对多门公寓楼的集中管理。

  门禁系统自发展以来,主要应用于公司和智能小区,其系统自身相对完善 ,但就目前学校使用的门禁控制系统而言,存在对外数据库共享程度低,自动数据处理程度低等,同时因学生公寓楼设计和管理及学生管理方式存在不同,造成了现有门禁管理系统无法直接应用于学生公寓。本文结合实际提出了一种应用于校园学生公寓楼的分布式、多层管理的门禁管理系统,具有重要的应用价值。

  1 校园门禁管理的系统要求

  校园门禁管理系统的卡管理、维护、宿舍楼分配、学籍管理均是分散的,持卡基数量大(万级),同时对于校园涉及学生、教职工,其门禁数据变化频繁,存在高峰期,在7至9月份学生毕业离校和新生入校,日常还伴有临时住宿调整等,这与通常应用于公司的门禁管理系统的卡管理、维护在同一个部门存在差别,因此也造成了业务处理流程、数据权限、数据修改等一系列的问题。基于以上的特殊性,校园门禁管理系统要求信息化程度高,从学生数据获取、宿舍楼数据分配、门禁数据调整、核对校验、下载等过程均能自动处理完成;可适应门禁数据的频繁变化调整;系统易扩展并稳定可靠。

  2 系统原理与结构

  2.1 系统原理

  本文提出的校园门禁管理系统基于数据库技术,自动采集各部门数据形成数据标准库,利用设计通用的标准数据库接口共享标准数据库,各、部门之问的数据库自动处理和调用共享数据库,确保校园所有数据的一致性,也避免了因手工操作门禁数据,造成的人为错误、易漏和更新效率低等问题。基于数据库技术的门禁管理系统如图1所示。

  

  图1 基于数据库技术的门禁管理系统

[nextpage]  2.2 系统结构

  本文提出校园门禁系统的基本构架如图2所示,核心结构采用C+B/S群组模式,即浏览器管理、服务器控制、客户端后台程序自动处理的模式,控制器基于目前工业主流的总线联网模式? ,实现集中管理,分散维护,系统标准化程度高,模块化程度高,扩容简单,易于维护。

  

  图2 校目门禁系统的整体构架和层式结构

  本文设计的系统由4层结构组成,第1层为设备接入层(读卡器设备、控制器设备),接口采用标准高速接口,协议公开:第2层传输层,主要是连接控制层与设备层间的数据交互,标准协议公开,协议函数公开;第3层为控制层,主控底层软件,底层接口函数公开,数据库接口函数公开;第4层为管理层,针对应用服务的不同,可进行添加、删除和修改。

[nextpage]  3 校园门禁系统的组成

  3.1 非接触IC卡技术

  IC卡按读取方式,可分为接触和非接触式IC卡,目前校园学生IC卡、教工卡以及临时卡,应用最多的是Mitre技术标准,其已成为国际标准,其次也有采用瑞士LEGIC技术标准的,如清华大学的学生卡,技术对比如表1所示,少许公寓楼门禁采用非接触式ID卡,安全性相对较差,Ic卡已渐取代ID 卡t6,’’Iol。

  

  MifarelS50卡仅由一个天线和ASIC组成,如图3(a)所示。卡片内无任何电源,仅包含一个LC串联谐振电路,其频率与IC卡读卡器发射的频率均是13.56 MHz,用于工作时产生能量,当电压达到2 V 时,卡片中的芯片将卡内数据发送出去或接收器对卡片的操作,工作距离最高可达100mm,数据传输率达106kb/s,完成一次读写的时间最长不超过0.1 s,具有防冲突的功能, 能在同一时间处理多张重叠的卡片。

  Mifare1S50卡内部有1K字节EEPROM存储器,分为16个扇区,每个扇区又分为4个数据存储块,每块16字节 如图3(b)所示,读卡器由单片机、专用的读写模块、接口电路组成,专用读卡模块配合13.56 MHz的天线可实现对非接触Ic卡的读写,单片机读取数据并作处理,按照标准RS-485/Wiegand26标准输出。

  

  图3 Mifare 1卡的内部结构图与读卡器结构

[nextpage]  3.2 门禁控制系统

  门禁控制器在设备接入层,是门禁系统的核心,由单片机、FLASH、接口电路、外围的10和继电器等组成,运行内部的程序和确定的通信协议,并可存储一定的卡号,如SYRIS的SYRIS200NT可存储6000个卡号。

  控制接收读卡器发送过来的信号,与所存储的卡号进行对比,通过比对确定是否产生动作,如图4(a)所示,门禁控制器可独立运行,保证了系统可靠性和完整性。在系统构架中门禁控制器采用工业总线方式组成私有网络,并配置惟一的ID号码。目前暂时使用RS-485模式[4j2]传输速率不低于19.2 kb/s,连接线缆采用屏蔽双绞线,长度不超过1.2 km,其它诸如出门按钮、门磁、电磁锁等均采通用设备。

  3.3 门禁控制软件

  在国内的很多门禁管理软件均直接采用外国的监控软件,主要原因是国外的软件在使用时间上比国内长,可靠性、稳定性与功能要优于国产软件;其次进入市场的硬件设备多是国外厂家,对于他们的软硬件集成较好,国内的工程商为了降低投入风险,很少采用国产软件,因此造成了数据开放共享程度低、系统无法与学校其它部门产生有效的数据互动和应用服务等。

  

  图4 门禁控制器的系统结构与RS485连接结构

  本文提出的门禁管理软件基于C+B/S整体构架, 校内各部门的管理业务流程均通用B/S进行数据提交和处理,并将数据存入服务器的标准数据库,在服务器和工作站均有后台终端程序用于自动地监测数据变化,并及时进行更新。门禁管理软件功能分为数据管理部分和数据通信部分,数据管理部分含系统维护、系统查询及数据报表、卡片及人事管理、权限管理等;数据通信部分含参数设置、控制参数设置、报警等功能。

  4 结束语

  本文提出的校园门禁管理系统,基于数据共享的原理,采用C+B/S结构,依托非接触Ic卡的先进性、实用性、稳定性和可靠性,有效地解决了管理部门多元、数据来源复杂社区管理等一系列问题,并具有数据更新效率高、信息化共享程度高、适应多种模式的性能,为后期校园一卡通和校园门禁系统发展提供了重要的参考。

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