基于智能門禁考勤系統研究

孫桂勇　鐘佳伶　劉志勤　黃俊

摘 要：隨著科學技術的發展，在擁有幾萬人的學校，對于儀器設備的看管，人員出入記錄，都設有專門的人員來管理，但因工作量很大，所以需要一種高效的管理考核辦法，來管理學校設備、財務，考核員工出勤，提高員工的工作積極性。現階段使用的門禁系統布線復雜，且多為生物特征識別的門禁系統，這種系統成本高昂，一般的用戶很難承擔。在這種情況下我們開發了一款基于friendlyArm、cc2530和智能移動終端的門禁系統。該門禁系統有web服務器，移動端App以及通信模塊組成。我們在web服務器上搭建數據庫，記錄門的信息和開門人員信息，通過friendlyArm與模塊進行串行通信，在模塊與模塊之間進行點對點通信，來發送指令。與傳統開門方式相比，本系統安全性高，使用方便，與現有門禁系統相比，本系統價格便宜，布線簡單，易于推廣使用。門禁系統應用Client/Server結構，開發工具應用Intellij IDEA2016.1、IAR、Hbuilder，開發語言選用Java、JavaScript、Html、CSS、C，采用Tomcat服務器技術，后臺數據庫應用MySQL數據庫。

關鍵詞：門禁系統；cc2530；Java；friendlyArm；串口通信

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0027-02

引言

隨著科學技術的進步，人們追求更為便捷的生活方式，智能設備就進入了人們的生活中。門作為我們最經常接觸的應用，使其智能化來讓我們的生活更方便自然也早就實現了。早期的門禁系統包括：密碼鎖、射頻識別技術和電話短信開門，但是這些門禁系統都存在安全性能弱、處理效率低、信息存儲量小等不足，而現在基于生物特征識別技術的門禁系統又因其價格昂貴，導致其普遍適用性不強，此外，這些門禁系統一般都采用有線通信方式，布線復雜、成本高、使用不便、擴展性差。因此需要一種更為便捷、安全和合理的門禁系統。

考慮到現階段移動設備廣泛普及，智能移動終端設備幾乎人手一臺，因此我們利用智能移動設備開發一款門禁系統。通過移動App與服務器通信，向服務器發送指令，服務器處理后通過friendlyArm協調器向通信模塊發送指令，來實現開門功能，同時開發一個基于web的數據庫管理系統，管理開門人員信息，記錄開門的時間。

1 門禁系統整體方案設計

1.1 系統的整體結構圖

系統結構包括智能移動終端，web服務器，協調器以及兩個通信模塊。

每個模塊的功能如下：

（1）移動終端，是應用App來進行用戶身份驗證，并與服務器通信，發送消息的設備，此外還可以在移動端進行門、人員信息管理，以及查看開門信息。

（2）Web服務器，應用Tomcat搭建的服務器，處理業務邏輯，控制數據存儲和顯示，同時負責連通移動設備和協調器，從移動終端接收消息，經過處理之后，發送給協調器。

（3）協調器，是一塊Android主板，在上邊運行一個App應用程序，這個程序和服務器進行長連接，當服務器發來數據時，協調器中的程序被觸發運行，與CC2530發送模塊進行串口通信，向CC2530發送指令。

（4）CC2530發送模塊，當其接收到協調器發送過來的指令之后，建立與控制模塊的點對點通信，向控制模塊發送開門指令。

（5）CC2530控制模塊，與門直接相連，通過接收發送模塊的指令消息，決定當前是開門還是關門狀態。

1.2 系統工作原理

本系統移動終端App是客戶端，用戶可以通過終端添加、刪除開門人員，還可以查看自己管理的門的開門記錄，當要開一扇門的時候用戶只需輸入門的別名，終端就將開門請求發送到服務器端，服務器首先對門和用戶的關系進行查詢，看當前用戶是否有開門權限，查詢之后服務器根據處理結果決定是否給協調器發送消息，如果用戶可以開門，服務器就向Tiny6410協調器發送指令，觸發協調器工作，如果用戶不可以開門，服務器將不會向協調器發送消息，服務器在處理好客戶端請求之后，同時會向客戶端反饋消息，告知其是否可以開門。協調器接收到指令之后會與CC2530發送模塊進行串口通信，觸發其向控制模塊發送命令，控制開門。

2 門禁系統軟件系統設計

2.1 數據庫設計

數據庫是本系統的核心。考慮到系統的安全性和人員的流動性，我們需要對每一個開門的人員進行驗證，并記錄開門信息，因此我們需要設計一個可以存儲用戶信息，存儲開門信息的數據庫，方便管理。

本系統的數據庫中設計了四張表：user_info，door_info，relation，open_record。分別用來記錄用戶信息，門的信息，用戶與門之間的聯系和開門記錄。

2.2 客戶端程序設計

客戶端是與客戶進行交互的應用程序，通過客戶端程序，用戶可以查看自己管理的門，可以添加，刪除自己管理的門對應的用戶，還可以查看人員的開門信息。同時客戶端也是與服務器通信，向服務器發送開門請求的終端設備。

客戶端應用了HBuilder開發工具，JavaScript、Html、CSS開發語言進行WebApp的開發。在顯示開門記錄，人員信息等數據時應用EasyUI框架，簡化開發。客戶端與服務器進行數據傳輸的時候通過Jsonp協議，克服了數據傳輸時的跨域問題。

2.3 服務器端開發

服務器開發是本系統的核心邏輯部分，服務器不僅要負責業務的主要處理邏輯，還要與移動終端和協調器進行通信，負責之間的數據傳輸。

服務器端是應用SSM框架進行開發。通過Spring整合框架，應用它的控制反轉、依賴注入來簡化開發，通過Spring MVC實現顯示層，業務邏輯層，控制層的分離，使程序邏輯更為清晰。通過mybatis操作數據庫。

2.4 協調器端程序

協調器和服務器通信，主要負責兩個功能：從服務器接收命令，以及作為信息發送方和CC2530發送模塊進行串口通信。

協調器端的程序是一個android app，這個程序應用

socket通信，和服務器建立長連接，當服務器斷定開門請求正確的時候就可以通過socket向協調器發送開門指令，觸發協調器向CC2530模塊發送指令。

2.5 CC2530通信模塊程序

兩塊CC2530通信模塊，一個作為發送方，一個作為接收方，發送方要實現從協調器接收消息，并向接受模塊發送消息，接收方在接收消息同時要控制開門。

發送模塊和接受模塊應用點對點通信。發送模塊在程序中指定發送消息的網絡地址，接收消息的網絡地址。在接收模塊中指定與發送模塊指定的接收網絡地址相同的地址，就可以接收到發送模塊發送的消息，接受模塊就可以控制開門。

3 結束語

論文主要研究了基于friendlyArm、CC2530通信模塊的移動智能終端門禁系統的開發。文中給出了系統的設計，以及實施方案。

系統將邏輯判斷全部在服務器端完成，智能終端、通信模塊之間只進行簡單的數據傳輸，減少了終端設備的負擔。但是系統還是有不足之處，比如協調器和服務器建立長連接，協調器一直處于運行狀態，較為費電。

參考文獻：

[1]范麗娟.串口通信和多線程技術在門禁考勤系統中的應用[A].中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社.中國計量協會冶金分會

2010年會論文集[C].中國計量協會冶金分會、《冶金自動化》雜志社，2010：4.

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