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基于互联网的门禁系统设计

更新时间:2009-03-28

0 引言

随着科技的进步以及生活水平的提高,门禁技术在日常的生活与工作中日趋重要,为家宅、学校、工厂等场所提供安全保障.在日益复杂的社会环境里,传统的门禁已无法满足人们的需求,在许多公共场所机械门锁几乎被门禁系统所取代,例如酒店,由于钥匙管理起来很麻烦,也容易丢失,一旦丢失或者服务人员替换就需要将钥匙与锁一起换了,这样既费时又费力,相比之下,门禁系统就方便、快捷、安全许多[1].然而,现有的一些门禁系统存在实时性差、不能远程控制的问题[2].针对这一问题,本文设计了基于互联网的门禁系统,通过上位机对终端门禁进行远程控制[3],实时更新进出门信息[4].设计克服了现有门禁系统短距离控制的缺陷,做到对进出口的实时监测,提高门禁系统的安全性,将监测与控制集为一体.

造林质量对造林造林具有重要意义。造林质量的好坏决定着造林的作用能否顺利进行。因此,造林质量技术显得尤为重要。造林质量技术一般包括造林前的探索、造林中的质量检测和造林后的质量调查。因此,造林质量技术逐步完成,虽然比较麻烦,但效果显著。同时,还需要提高造林质量。在造林前,必须对造林地进行调查,以减少造林中出现的问题。在造林中,有必要对苗木进行检测,并确保苗木的质量,因为有些苗木受到感染,有可能使其他苗木生病,不值得损失。同时,造林结束后,对整个森林进行消毒,减少垃圾的发生,同时避免树苗流失,使森林质量下降。

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1 概述

该系统通过射频与指纹两种方式对进出门人员进行身份识别.终端采用STM32作为核心处理器,上位机程序用C#语言编写,通过ESP8266进行上位机与终端之间的通信.在上位机控制面板中对进出人员进行权限设置.终端识别进出人员的IC卡或者指纹,并且通过ESP8266将读取到的信息即时上传给上位机,上位机接收到数据后查找并且判断是否开门,允许开门则保存刷卡和开门记录,并在上位机控制面板中显示进出人员的进出门信息,例如时间、姓名等.系统的总体框图如图1所示.

  

图1 门禁系统总体框图

2 硬件设计

2.1 核心控制器

该系统要求实现实时及远程监控,所以核心控制器主要实现的功能是无线通信和实时的数据传输.这就需要核心控制器有丰富的外设,较高的处理速度,为了适应安装系统的环境还需要功耗低.

根据以上特点本文采用的是STM32芯片中的STM32F103RCT6.STM32芯片是ARM Cortex-M3的内核,32位,由意法半导体(ST)推出,工作频率为72 MHz,内置高速存储器,外扩丰富外设,微控制器系列产品.它还具有超低的价格、优异的实时性能、杰出的功耗控制、极低的开发成本等优势.

2.2 无线传输模块

上位机与下位机之间无线传输使用的是ESP8266模块,该模块是一款板载ESP8266的串口-无线模块,可以将物理设备连接到无线网络上,在互联网和局域网上进行通信.将ESP8266与STM32串口相连,发送AT配置ESP8266模块,在上位机与下位机之间做数据的无线传输.ESP8266兼容3.3V与5V的电源,可以很好地与STM32进行连接,并且它既可以做热点(AP模式),在局域网内做无线通信,又可以连接路由器(STA模式),在互联网下做远程控制.本文就是利用它的STA模式,通过上位机远程控制下位机.

该门禁系统以STM32单片机为核心,通过ESP8266与上位机进行远程通信,用C#编写上位机界面,使得该系统操作简便、灵活,满足当今时代对既安全又便捷的要求.

2.3 指纹模块

指纹是人体的一种生物特征,不会因为年龄增长及受伤蜕皮而改变.由于指纹的唯一性、不变性、便捷、不会丢失等特点,使得指纹识别相对于其他识别方式更加受欢迎.

整个门禁系统是通过上位机对终端门进行控制,上位机界面是用C#编写的,可以实现指纹用户以及IC卡用户的信息录入,并在指纹识别与刷卡识别是调用用户信息数据库,搜索相应信息并进行比较判断是否应该开门.上位机与终端通过ESP8266做无线通信,终端将读取到的指纹信息与IC卡信息上传到上位机,上位机将开关门等控制信息传输到终端,从而达到远程控制终端的作用.

高校图书馆员牢固树立“互联网+”思维,实现图书馆服务创新,将图书馆建设成汇聚优质资源服务的网络平台、教学资源可持续建设和运营平台,服务于高校师生的发展,以实际行动积极推动图书管理信息化建设。

晚清大员意识形态方面的上述微妙转变在国际法翻译活动中的体现极为明显。起初,林则徐幕下译员袁德辉将“The Law of Nations”译作《各国律例》,魏源将之编入《海国图志》第83卷夷情备采三。实际上,他们都无意将之视为世界各国平等交往的准则,恰似当时英国著名法律改革家边沁所言——误以为各国国内法了(何勤华 2003:29)。当时鸦片战争未启,“天朝上国”自无必要遵行“蛮夷”邦约。然历经诸多不平等条约的折辱之后,“International Law”始以《万国公法》之名传译,希望能“本于公义”,“论诸国平行之权(Rights of Equality)”。

综上所述,可视音乐配合康复治疗可有效促进精神发育迟滞患儿智能发育,利于提高患儿社会适应能力,临床中具有较高实用性。

2.4 RFID模块

RFID即射频识别,利用无线通信技术来实现IC卡的数据交换.RFID系统主要包括读写器和RFID卡,RFID卡包含持卡人的个人信息,用作身份识别,读写器是终端,用于对RFID卡的数据进行读写操作[7].

下位机软件使用C语言进行编写,包括指纹模块、刷卡模块、无线传输模块等.软件实现的功能有增加指纹用户(临时或永久)、增加IC卡用户(临时或永久)、删除用户、修改系统时间、验证指纹以及IC卡、上传信息、查看开门记录.

本文采用的是RC522芯片,RC522是应用于13.56 MHz读写卡芯片,它是非接触式的,有功耗低、高速率、安全、集成度高等特点.RC522芯片发射13.56 MHz的频率,在频率覆盖范围内寻找到IC卡,读取卡片信息,在数据库中进行信息比对,判断是否允许进出.

虽然建筑行业的项目较为分散,但始终不是以独立经营主体存在。所以,应当引入项目公司就地预缴与总机构汇算清缴方式,采用统一的预征率,对分布在不同地区的项目进行增值税的预缴工作。而总机构则要对所有建筑行业劳务收入的应纳增值税数额进行汇总与统计,在申报给注册地的税负机关后,即可对各个项目预缴增值税扣除,对注册地缴纳增值税额进行相对应的计算与核算。通过应用这种方式,能够规避税源的过度集中,以免出现税源失衡的问题。可以有效实行项目化税收管理制度,尽量节省企业的税制转换成本,为税务机关就地监督工作的开展提供必要的保障。

2.5 存储模块及时钟模块

本文采用的是AT24C56来存储用户信息和类型,容量为256 KB,数据与时钟都是串行发送.采用DS1302作为时钟模块,保持与上位机在时间上的一致性.

3 软件设计

3.1 下位机程序设计

由于重度陈旧性结核脊柱后凸畸形一期手术矫形风险高、并发症多,部分学者尝试颅盆环牵引、软组织松解术等手段联合截骨术进行矫形,取得了满意的临床疗效。Muheremu等[20]通过对比研究发现术前Halo -骨盆牵引可减少术中出血量,缩短手术时间,提高矫形效果,降低脊髓神经损伤风险。Yu等[21]报道1例极重度结核性脊柱后凸畸形患者经颅盆环牵引、前路软组织松解、后路经椎弓根椎体截骨术治疗后,后凸Cobb角由术前180°矫正至30°,矫正率为83.3%,治疗中未发生脊髓损伤等相关并发症,随访2年时未见矫形丢失。

相较于GPR、TDR数据,土样数据的变化范围更大,一方面是由于5 cm的采样深度较浅所致,在本实验中同时还采集了20 cm深度(17~23 cm范围)的土样,考虑到GPR是在一定深度范围的表层土体平均土壤水分,而不是某一深度附近的土壤水分,因此,对5 cm和20 cm深度的土样数据求平均,近似看作是0~20 cm深度的平均土样,并分别对GPR数据和5、20、0~20 cm深度的土样数据作对比,如图4。

主程序流程图如图2所示.实验桌分配流程图如图3所示.

杨译:...and as I admire his respect for the old traditions...[5]153

  

图2 系统主流程图

  

图3 实验桌被分配流程图

3.2 上位机程序设计

上位机采用C#语言程序进行编写.程序主要有三层,一是数据访问层,二是业务逻辑层,三是用户接口层.主要涉及数据库访问技术、串口通信技术、TCP通信技术、多线程技术.数据库采用的是access数据库,串口通信是利用C#中的SerialPort类,TCP通信是利用C#中Socket类,在利用SerialPort类和Sock⁃et类进行串口通信和TCP通信时使用了多线程技术.本系统上位机的功能框图如图4所示.

  

图4 上位机功能框图

门信息管理用于添加门名称及IP地址;用户注册与管理用于用户的注册与删除;今日记录用于显示注册的用户信息;记录查询用于查询所有进出门相关信息.

本系统上位机主界面如图5所示.

  

图5 门禁系统主界面

4 系统测试

(1)用户注册、删除.

在用户管理下删除注册用户的信息(见图6).

在上位机上通过学生注册(见图7)与教师注册(见图8)将使用IC卡与指纹的老师与学生的信息录入数据库中.

(2)进出门测试.

在下位机上,教师与学生分别通过指纹与IC卡开门,开门的相关信息实时更新到数据库保存并在今日记录中显示(见图9).

(3)查找用户进出的记录.

输入要查找的目标,可以调出所有正确的进出时间等信息,信息更新正常,系统正常(见图10).门禁系统实物见图11.

  

图6 删除用户信息

  

图7 学生注册

  

图8 教师注册

  

图9 今日记录

  

图10 查询记录

  

图11 门禁系统实物

以上结果显示,基于物联网的门禁系统可以通过指纹与IC正确的进出门,并且进出门禁的时间以及实验桌分配的信息准确地保存在数据库中,在上位机中可以远程设置进出人员权限,查询每个用户的有关信息.实验结果表明整个系统可以正常运行.

5 结论

下位机与实验桌之间无线传输使用的是ZigBee模块,ZigBee[5-6]具有强大的组网能力,该系统采用Mesh拓扑,网络拓扑又称多跳网络拓扑,与单跳网络相比它的每一个路由节点都可以看作是数据发送器或者接收器,在某一个节点损坏时,可以重新组网,使得数据顺利传输.ZigBee用的是CC2530芯片,它能以很低的成本建立强大的无线网络.CC2530的集成度很高,只需要极少的外围电路.

某高速公路设计速度为100km/h,路面结构设计为4+6+7cm,总厚度17cm。其中,上面层为4cm厚SMA—13,中面层为6cm改性沥青混凝土superpave—20,下面层为7cm密级配沥青稳定碎石ATB—25。

该门禁系统有如下特点:

本文采用的是R301电容式指纹识别模块,它集成了图像采集芯片以及指纹算法芯片.在做进出人员指纹信息采集时,该芯片通过对录入的指纹图像进行处理提取出它的特征,通过所提取的指纹信息形成录入指纹的模板并且储存.在进出人员做指纹识别时,可以通过该芯片做指纹对比,判断该人员是否允许进出.

(1)安全性高,用户权限类别多.对于普通用户用IC卡识别,高级用户用指纹更加安全,如果安全上要多一点的保障,可以使用指纹与IC卡的双重识别.

(2)远程控制可见光控门禁的研制.通过无线网络做上位机与终端的数据传输,可以更加便捷地修改用户信息并且实时地查看门禁信息以应付突发状况.

参考文献:

[1]陈聪.基于STM32的网络门禁控制系统设计[D].苏州:苏州大学,2012:1-4.

[2]邓健志,程小辉,李广君.可见光控门禁的研制[J].光电子·激光,2014,25(3):454-459.

[3]勾慧兰,刘光超.基于STM32的最小系统及串口通信的实现[J].工业控制计算机,2012,25(9):26-28.

[4]范兴隆.ESP8266在智能家居监控系统中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2016,16(9):52-56.

[5]RZEWUSKI S,KULPA K.System Concept of WIFI Based Passive Radar[J].International Journal of Electronics&Tele⁃communications,2011,57(4):447-450.

[6]TERADA M.Application of ZigBee sensor network to data acquisition and monitoring[J].Measurement Science Review,2009,9(6):183-186.

[7]赵敏,常杰,孙棣华.基于ZigBee和ARM的分布式RFID信息采集系统的设计[J].传感器与微系统,2011,30(9):105-108.

[8]陈华君,林凡,郭东辉,等.RFID技术原理及其射频天线设计[J].厦门大学学报(自然科学版),2005,44(S1):312-315.

 
孙琴琳,陈得宝,李峥
《淮北师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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