無障礙門禁通道機設計

摘 要:本文針對目前門禁通道機存在的問題設計了一款防尾隨，反潛入等多種功能的無障礙門禁通道機。文中闡述了該通道機的整體硬件設計，主要模塊設計及功能，并介紹了人員通過判斷的算法，最后分析了其應用價值。

關鍵詞:門禁無障礙通道機防尾隨

中圖分類號:TP315文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0085-01

在流動人員量大且較固定的場所，通常需要對每一個通過的人員進行快速有效的判別。目前市場上主要使用的是門禁管理系統和有障礙通道機對出入的人員實施管理。門禁管理系統僅僅能實現對人員進行授權控制，但解決不了防尾隨問題;有障礙通道機能解決防尾隨問題，但是通行速度比較慢，同時當有人員非法進出時，沒有攝像機抓怕功能，無法對所有進出人員進行記錄。針對以上問題，作者設計了無障礙門禁通道機。

無障礙門禁通道機是一種新型的安防管理設備，它集成了射頻卡技術，計算機技術，具有聲光報警等多種功能，能夠有效、方便、快速的實現對流動人員較多較固定的場所實施管理;實現24小時不間斷視頻監控及聯動通道控制。系統能夠快速準確的判定進出持卡人員的合法性，篩選非法身份和無卡人員，同時聲光報警及抓拍照片。系統設計防尾隨，反潛入，并在遇到緊急情況時可以快速的對人員進行疏散。

1 系統設計

無障礙通道系統由工作站、通道機、攝像頭和電源適配器等組成。在正常工作時通道機將刷卡信息上傳給工作站進行身份驗證，驗證完畢后將結果回送給通道機，通道機根據結果和通行狀態形成相應記錄，如果通道機和工作站之間出現通訊故障，通道機應有脫機是否報警、是否取消報警、取消息身份認證、脫機是否停止使用等參數，通道機脫機后，能夠給管理人員提示，除視頻部分外其它部分應能正常工作，應當能夠保存通行記錄，該參數通過管理機發送到控制器。

2 數據流程設計

用戶通過通道機時刷卡，控制器讀取用戶卡信息;通道機控制器將用戶卡信息傳給通道機管理工作站;通道機管理工作站對人員的合法性進行判斷，并將判斷結果返回給通道機控制器;通道機控制器根據通行人員的通行狀況形成相應的通行記錄，并將記錄傳給管理工作站;通道機管理工作站將通道的通行記錄上傳給數據庫;當人員授權信息有變動時，通道機管理工作站需要從數據庫下載新的人員通行授權信息;當控制器檢測到有非法通過行為發生時驅動聲光報警器報警;攝像頭時時監控通道通行情況，并將通行的視頻文件傳給管理工作站處理。

3 通道機主要模塊設計

3.1 主控制器

控制器是整個通道機的核心部件，主板采用雙CPU結構，主CPU采用STC89C516負責光電開關信號檢測、通訊等大部分任務的處理，從CPU采用STC12C5410，主要負責讀卡任務的處理，主板還配備了實時時鐘，串行E2存儲器，大容量FLASH存儲器，繼電器等，以備將來擴展用。控制器可以連接一個標準韋根讀卡器或485讀卡器，卡信息經從CPU接收后送給主CPU上，主 CPU負責與管理工作站的數據交互。

3.2 電源模塊

電源模塊采用12V開關電源，此電源工作電壓范圍寬、效率高、發熱小、重量輕、安裝方便，且電源型號比較多，選擇范圍寬。

3.3 讀卡模塊

讀卡模塊采用韋根接口讀卡器。用于讀取用戶卡內信息，并傳回主控制器，供主控制器處理。

3.4 光電開關模塊

光電開關電壓范圍DC6-36V，工作距離不小于2m。用于檢測人員通行，判斷各種非法出入行為，將信息傳回主控制器處理。

3.5 聲光報警模塊

主要功能是當控制器遇到異常行為時輸出語音提醒管理人員。

3.6 通訊模塊

本通道機設計采用485方式，該方式使用廣泛，成本低，抗干擾性強，控制簡單，延時可控，適用于數據傳輸速率不高、傳輸距離較遠的場合。

4 系統核心檢測方法設計

4.1 光電開關檢測

光電開關是一種集紅外發射和接收技術為一體的電子器件，本次采用的是鏡反射型光電開關，工作時光電開關發射紅外光，紅外光經過反射鏡反射回光電開關，如果在光電開關和反射鏡之間有遮擋物，則光電開關就檢測不到被反射的紅外線，此時光電開關會輸出開關信號，通過開關信號的有無，就能判斷出是否有遮擋物。

4.2 人員進出識別

控制器使用四只光電開關，每個通道兩邊各安裝一只光電開關，靠近通道中間位置安裝兩只光電開關，由于人員通行速度不是很快，CPU采用定時掃描方式進行檢測，根據光電開關的觸發順序及變化狀態，就能判斷出人員的進出方向和行為，為降低算法復雜度，只對光電開關的關鍵變化點進行檢測。

假設四個光電開關為S1、S2、S3、S4， S1到S2之間區域為A，S2到S3區域為B，S3到S4區域為C，如圖1所示。

(1)第一種通過狀態圖描述如下:

當檢測到有物體從A到B時，通道機認為有人進入通道，并標識有人進入標記。

當檢測到有物體從B到C時，便認為有人要走出通道，此時需要判斷是否符合通過條件，如果有進入標記，并且符合通過條件則不報警，否則如果此時有進入標記但不符合通過條件則報警。

(2)第二種通過狀態圖描述如下:

當檢測到有物體從C到B時，通道機認為有人反向進入通道，并標識有人反向進入標記。

當檢測到有物體從B到A時，便認為有人要反向走出通道，此時需要判斷是否符合通過條件，如果有反向進入標記，并且符合通過條件則不報警，否則如果此時有反向進入標記但不符合通過條件則報警。

(3)尾隨情況處理:

當有人從A變化到C狀態時，如果后面有人跟隨會產生兩次進入標記，前面的人正常通過后會清除一個標記，后面的人如果不刷卡走到C位置則會被判斷為無卡通過，并報警提示，并向工作站發送無卡通過事件。

進入滯留處理:如果有人進入并刷卡后長時間不通過則提示超時報警，并向管理機發送超時未通過事件。

對于長時間遮擋紅外開關的情況，如果某個光電開關長時間保持阻擋狀態則報警提示。

5 應用前景分析

本通道機可應用在宿舍單元門進出控制、學校大門口出入、企事業門口進出識別、圖書館出入等場合。提高學校、企事業等單位安全防范管理水平和信息化管理手段。實現進出自動快速判斷，減少人工管理成本;對任何進出記錄均有據可查，實現學生進出校門、宿舍等場合記錄統計，企事業人員考勤等管理，具有極大的市場推廣空間。