嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：近年來(lái)采用嵌入式系統(tǒng)軟件做公司企業(yè)的門(mén)禁卡，其為公司員工上班簽到、身份識(shí)別等提供了很大的便利。同時(shí)門(mén)禁卡可以提升我們的安保質(zhì)量，本文通過(guò)采用嵌入式的軟件系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行圖像識(shí)別技術(shù)研究，對(duì)于嵌入式門(mén)禁卡的系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行研究，為實(shí)現(xiàn)門(mén)禁卡軟件安全順暢使用提供保障。

關(guān)鍵詞：嵌入式；系統(tǒng)軟件；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 12-0000-01

當(dāng)前時(shí)代，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)被應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。高科技為我們的生活帶來(lái)了無(wú)限的便利，目前采用高科技手段為人們提供一個(gè)安全的生活和工作環(huán)境。本文針對(duì)嵌入式系統(tǒng)在門(mén)禁卡的應(yīng)用上進(jìn)行研究，解決了傳統(tǒng)門(mén)禁卡很多的不便功能。為實(shí)現(xiàn)門(mén)禁卡自動(dòng)、智能化管理提供建議，以此來(lái)對(duì)門(mén)禁卡功能與嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究[1]。

一、嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式門(mén)禁卡系統(tǒng)已經(jīng)逐漸進(jìn)入人們的生活，逐漸由傳統(tǒng)的門(mén)禁卡系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的生物特征識(shí)別技術(shù)門(mén)禁卡系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的門(mén)禁卡主要分為了圖像采集、自動(dòng)照明、語(yǔ)音提示、申請(qǐng)功能、無(wú)人監(jiān)測(cè)等具體功能實(shí)現(xiàn)[2]。其具體的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 門(mén)禁系統(tǒng)功能圖示

（二）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述。如果要設(shè)計(jì)出完善的門(mén)禁系統(tǒng)，不僅需要軟件系統(tǒng)的支持，還需要硬件支撐，否則整個(gè)軟件系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)。嵌入式多功能門(mén)禁系統(tǒng)其本質(zhì)由嵌入式技術(shù)與圖像處理技術(shù)融合應(yīng)用。其中嵌入式的硬件支撐硬件結(jié)構(gòu)主要有照明控制、網(wǎng)絡(luò)接口、攝像頭、按鍵、CF卡、音頻接口、LVDS以及DDR2等。

二、嵌入式系統(tǒng)在門(mén)禁卡中的實(shí)現(xiàn)

（一）圖像采集實(shí)現(xiàn)。量化后的數(shù)字圖像信號(hào)和連續(xù)信號(hào)取樣的數(shù)字圖像信號(hào)是數(shù)字圖像處理的對(duì)象，當(dāng)這些最原始的信號(hào)經(jīng)過(guò)圖像處理后即可獲得可觀測(cè)的連續(xù)信號(hào)。對(duì)連續(xù)信號(hào)進(jìn)行取樣其本質(zhì)是將信號(hào)的空間離散化，而量化則是將離散后的圖像信號(hào)幅度上進(jìn)行離散化，所以量化和取樣后的圖像信號(hào)應(yīng)該是原始連續(xù)圖像信號(hào)。

對(duì)于視頻圖像的獲取方法通常有兩種，一是利用視頻捕捉卡中的SDK工具獲取，二是使用Video for Windows，這給視頻捕獲編程帶來(lái)了很大的福利，對(duì)視頻捕獲的靈活性有很大的提高。視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集主要是調(diào)用AVICap32.dll來(lái)穿件一個(gè)AVICap窗口類(lèi)，它給應(yīng)用程序提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而方便的數(shù)據(jù)接口，使用戶(hù)能夠訪問(wèn)音頻和視頻，并且還能在硬盤(pán)上對(duì)視頻捕獲進(jìn)行控制，它在捕獲視頻的能力很強(qiáng)，可以直接訪問(wèn)視頻緩沖區(qū)，也不生成中間文件，視頻捕獲的速度快，及時(shí)性高，也可以將視頻保存在設(shè)置好的文件夾中，整個(gè)視頻捕捉過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)控制[3]。

（二）自動(dòng)照明實(shí)現(xiàn)。整個(gè)照明系統(tǒng)主要分為了兩個(gè)部分，照明系統(tǒng)通過(guò)發(fā)送指令給單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)照明系統(tǒng)分為控制部分和圖像亮度檢測(cè)部分，照明系統(tǒng)中的圖像檢測(cè)與電路照明具有很強(qiáng)的聯(lián)系。嵌入式軟件系統(tǒng)進(jìn)行照明攝像控制時(shí)，通過(guò)采集信息的亮度，而其亮度與圖像的象素有關(guān)，將圖像做為一個(gè)二維圖像，橫坐標(biāo)表示圖像各個(gè)像素點(diǎn)的灰度級(jí)r；縱坐標(biāo)則表示弧度制出現(xiàn)的概率Pr（r）；那么對(duì)于某一個(gè)灰度值ri的象素個(gè)數(shù)為ni。則概率密度為：Pr（r）= ； =1。

（三）語(yǔ)音提示實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)運(yùn)用的是ALC655音頻解碼器，Mic用于連接麥克風(fēng)，Line用于錄制聲源的聲音，Audio_Out用于揚(yáng)聲器或者耳機(jī)。本系統(tǒng)主要根據(jù)不用的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，通過(guò)調(diào)用不同文件得到不同的效果，根據(jù)不同情況播放不同的提示音。系統(tǒng)中的MFC附帶的音頻播放組可以有效的提高開(kāi)發(fā)是速度，通過(guò)媒體控制接口API實(shí)現(xiàn)停止功能MCI提供了控制媒體接口的能力，對(duì)波形音頻設(shè)備、CD/視頻播放設(shè)備等媒體進(jìn)行控制。系統(tǒng)對(duì)音頻的播放采用的是DirectX，作為低級(jí)應(yīng)用程序的編程接口，在開(kāi)發(fā)上降低難度。對(duì)于聲音，主要的API是DirectSound，具備播放、處理混音、錄音等功能，Microsoft DirectSound API為聲音的捕獲、播放、混音的處理、錄音提供了鏈接，DirectSound可以給多媒體提供直接訪問(wèn)聲音設(shè)備、低延遲混合、硬件加速。

（四）申請(qǐng)功能實(shí)現(xiàn)。所謂的申請(qǐng)來(lái)訪功能主要門(mén)禁卡在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候如果遇到不相匹配者，則需要進(jìn)行申請(qǐng)之后才能夠進(jìn)入。系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音告知模塊的主人，采取系統(tǒng)中斷方式來(lái)進(jìn)行受訪申請(qǐng)。受訪者來(lái)進(jìn)行訪問(wèn)申請(qǐng)時(shí)，需要按下按鈕然后系統(tǒng)給予語(yǔ)音提示，并且顯示出來(lái)訪者的面貌，以此來(lái)進(jìn)行判斷，決定通過(guò)或者拒絕。嵌入式軟件系統(tǒng)在門(mén)禁卡的顯示上將來(lái)訪者的信息顯示在LVDS屏幕桑，然后通過(guò)系統(tǒng)對(duì)來(lái)訪人員進(jìn)行判斷[4]。

（五）無(wú)人監(jiān)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)。無(wú)人監(jiān)測(cè)功能則是當(dāng)受訪者進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，遇到公司無(wú)人的時(shí)候，由門(mén)禁卡系統(tǒng)提示訪問(wèn)者內(nèi)部無(wú)人，并且拍下來(lái)訪者的照片，發(fā)送到系統(tǒng)設(shè)定的郵箱之中。在此自動(dòng)發(fā)送郵件的功能中，該系統(tǒng)主要采取以太網(wǎng)作為接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并且根據(jù)TCP/IP協(xié)議來(lái)發(fā)送報(bào)文，實(shí)現(xiàn)信息交換。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型的軟件技術(shù)被應(yīng)用到我們?nèi)粘５纳钪?，本文主要針?duì)嵌入式系統(tǒng)在門(mén)禁卡中的應(yīng)用情況，以及在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所占據(jù)的地位進(jìn)行研究。實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件系統(tǒng)在門(mén)禁卡中的應(yīng)用探索，主要針對(duì)門(mén)禁卡的各項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳盡的介紹，希望為采用嵌入式方法進(jìn)行門(mén)禁卡開(kāi)發(fā)的企業(yè)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]周海龍.嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安電子科技大學(xué)，2012.

[2]吳若無(wú).基于光學(xué)逆向器門(mén)禁的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[3]趙福梅.人臉識(shí)別系統(tǒng)在嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)中的研究與設(shè)計(jì)[D].太原理工大學(xué)，2013.

[4]朱曉林.基于射頻識(shí)別的嵌入式門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河北工業(yè)大學(xué)，2012.