基于互聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能門禁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

歐陽(yáng)乾+嚴(yán)舒

摘 要：傳統(tǒng)的高校實(shí)驗(yàn)室管理很難在大學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提高上得到滿足，為了提高教師和學(xué)生的工作效率，研究一種基于互聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室智能門禁系統(tǒng)。讀卡器接受信息將數(shù)據(jù)在門禁系統(tǒng)上進(jìn)行甄別，使用 TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通信，經(jīng)過無(wú)線路由模塊實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)和手機(jī)app通信。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)管理人員可以隨時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備和人員的情況，提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的無(wú)人智能化管理。

關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)室 智能化 手機(jī)app 讀卡器 互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（c）-0150-02

高校實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要實(shí)踐基地，大學(xué)生有著較為豐富的理論知識(shí)和一定的創(chuàng)造力，但因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力的欠缺，往往在創(chuàng)業(yè)的初期就夭折，如何培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力成為了國(guó)家十三五規(guī)劃的重要議題。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的發(fā)展，高校信息化和網(wǎng)絡(luò)化的普及，企業(yè)對(duì)高校學(xué)生的動(dòng)手能力的要求不斷提高，提高實(shí)驗(yàn)室的利用率成為了迫在眉睫的問題，一種開放式的實(shí)驗(yàn)室管理成為了必然要求，對(duì)高校的實(shí)驗(yàn)室管理提出了智能化和人性化要求。

1.1 總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由服務(wù)器（內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)），門禁控制器，讀卡器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，計(jì)算機(jī)，手機(jī)，報(bào)警模塊等組成。其中門禁控制器是門禁系統(tǒng)的核心部分，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出、處理、存儲(chǔ)和控制等。讀卡器采用8051單片機(jī)讀取校園卡信息，內(nèi)容包括人員信息，刷卡日期等。讀卡器與門禁系統(tǒng)采用串口方式連接，讀卡器將讀取的信息通過RS-485傳輸?shù)介T禁控制器中，門禁控制器通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)信息發(fā)送到門禁系統(tǒng)管理軟件或者手機(jī)APP。

2 硬件功能設(shè)計(jì)

2.1 門禁通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本文系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)各通信模塊，使用RS-485串口協(xié)議，TCP/IP協(xié)議，無(wú)線傳輸協(xié)議，完成主控制器和各個(gè)模塊之間的通信。讀卡器和門禁系統(tǒng)之間采用串口協(xié)議，門禁系統(tǒng)和服務(wù)器之間通過采用TCP/IP協(xié)議，服務(wù)器和終端采用有線或者無(wú)線傳輸協(xié)議，其中無(wú)線傳輸是一種短程無(wú)線技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺的范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線電信號(hào)，速率可達(dá)11MB/S，其無(wú)線電波的覆蓋范圍廣，可以方便地為整棟安裝門禁系統(tǒng)的大樓提供無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，其中通信速度可達(dá)300MB/S，同時(shí)服務(wù)器還連接報(bào)警模塊。

3 軟件功能設(shè)計(jì)

3.1 門禁管理系統(tǒng)

門禁管理系統(tǒng)是教師通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，進(jìn)行智能化管理的軟件系統(tǒng)，分為PC客戶端和手機(jī)客戶端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，傳輸，處理，存儲(chǔ)的綜合性服務(wù)。根據(jù)ID號(hào)的不同權(quán)限授予不同的功能，操作者根據(jù)自己的操作權(quán)限在系統(tǒng)上進(jìn)行各種設(shè)定。打開軟件后，以管理員身份進(jìn)入查詢界面，可以查看所有登記注冊(cè)的教師的工號(hào)，姓名，開門時(shí)間，關(guān)門時(shí)間，某間實(shí)驗(yàn)室的開門/關(guān)門情況，授權(quán)卡或者刪除卡等記錄信息。

3.2 預(yù)約系統(tǒng)

預(yù)約系統(tǒng)是專門為教師和學(xué)生設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，教師和學(xué)生根據(jù)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的要求向?qū)嶒?yàn)室管理員申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室的使用預(yù)約，系統(tǒng)將在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向教師和學(xué)生開放，做到有約則可用，無(wú)約則禁用。通過預(yù)約平臺(tái)可以查看實(shí)驗(yàn)室的預(yù)約情況，實(shí)驗(yàn)儀器的使用狀態(tài)包括維修，報(bào)廢等。只要輸入起始日期時(shí)間和結(jié)束日期時(shí)間即能得到授權(quán)，如果超出了這個(gè)時(shí)間范圍，則系統(tǒng)將自動(dòng)停止授權(quán)，需要重新申請(qǐng)預(yù)約。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

所有的信息通過后臺(tái)服務(wù)器將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地計(jì)算機(jī)中，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和更新時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)還同時(shí)生成一張EXCEL備份表格，當(dāng)系統(tǒng)軟件出現(xiàn)故障時(shí)，可以直接打開EXCEL表格查詢到刷卡事件記錄，門狀態(tài)事件記錄，報(bào)警事件記錄等所有信息。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，通過軟件中的導(dǎo)入按鈕，也可以將EXCEL表格信息恢復(fù)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，保證了數(shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性。

4 功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

4.1 注冊(cè)登錄

當(dāng)用戶想使用實(shí)驗(yàn)室時(shí)，第一次使用需要在網(wǎng)上注冊(cè)并填寫完整相關(guān)信息，注冊(cè)成功后校園卡的卡號(hào)即是ID號(hào)。已經(jīng)注冊(cè)過的用戶需要在登錄頁(yè)面輸入ID號(hào)和密碼，服務(wù)器驗(yàn)證通過后即可登錄計(jì)算機(jī)客戶端或者手機(jī)客戶端。針對(duì)不同級(jí)別的操作人員分配多種不同操作級(jí)別的的權(quán)限，進(jìn)入不同的控制界面可以看到實(shí)驗(yàn)室的詳細(xì)信息，包括設(shè)備使用情況，其他用戶使用情況等等，這樣就可以合理安排自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。另外由于本系統(tǒng)是高校專用系統(tǒng)，只有本校教工和在讀學(xué)生才能注冊(cè)和登錄。

4.2 預(yù)約登記

注冊(cè)用戶登錄高校實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)后，通過查看實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間安排，填寫相關(guān)預(yù)約信息，并選擇預(yù)約時(shí)間，如果是正常上班時(shí)間就可以在任何工作時(shí)間進(jìn)行預(yù)約，如果遇到節(jié)假日或者寒暑假期間，則必須要寫明使用原因，使用設(shè)備等，并經(jīng)專用管理人員的授權(quán)才可進(jìn)出。預(yù)約后就可以在約定的時(shí)間通知上課班級(jí)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)預(yù)約時(shí)間到了超出范圍，則校園卡卡片授權(quán)信息自動(dòng)停止，需要重新申請(qǐng)。

4.3 信息填寫

預(yù)約成功后，教師則需要進(jìn)一步寫明要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)班級(jí)，實(shí)驗(yàn)人數(shù)，實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目名稱，要使用的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，是否使用多媒體等，方便管理員提前做好準(zhǔn)備。做完試驗(yàn)后，教師可以上傳學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況重新作出實(shí)驗(yàn)任務(wù)的安排和調(diào)整。

4.4 信息反饋

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋將相關(guān)的設(shè)備使用情況告訴實(shí)驗(yàn)室管理員。管理員也可以通過門禁系統(tǒng)軟件及時(shí)了解實(shí)驗(yàn)室的情況，方便安排人員及時(shí)維修設(shè)備，不需要管理員每天到每間教室查看設(shè)備損壞情況，學(xué)生課后也可以通過交流平臺(tái)和老師進(jìn)行在線交流，極大地提高了教師的工作效率，節(jié)約了學(xué)生在上課時(shí)提問題的時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

“互聯(lián)網(wǎng)+”必將成為門禁系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，在各領(lǐng)域中的作用已經(jīng)越來(lái)越明顯，門禁系統(tǒng)已經(jīng)在智能小區(qū)，寫字樓，企業(yè)，大型綜合體得到廣泛應(yīng)用。正在飛速發(fā)展的生物識(shí)別技術(shù)和手機(jī)NFC技術(shù)為門禁行業(yè)提供了新的方向，視頻智能分析技術(shù)和生物識(shí)別技術(shù)為門禁產(chǎn)品提供了新的動(dòng)力。傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)加上互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)使得高校實(shí)驗(yàn)室智能門禁系統(tǒng)可以有效解決傳統(tǒng)門禁行業(yè)工作效率低，實(shí)驗(yàn)室利用率低等弊病。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬錫坤.基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程視頻診療服務(wù)系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2013，30（4）：208-210.

[2] 張佳宇，彭力.基于多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2014，33（10）：60-63.

[3] 姜元鵬，黃敏，姜淑娟，等.高校圖書館門禁系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[J].圖書館工作與研究，2011（181）：44-47.

[4] 鞠鳳娟.基于大型嵌入式系統(tǒng)的污水檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016，39（22）：147.

[5] 張小龍，劉書炘.基于級(jí)聯(lián)支持向量機(jī)融合多特征的人臉檢測(cè)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2016，33（4）：151-154.

[6] 寧方華，張彥偉.基于隨機(jī)哈希鎖的射頻識(shí)別門禁系統(tǒng)安全方案[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，42（1）：67-69.

[7] 趙敏，高明芳.基于非接觸式IC卡門禁控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)[J].煤炭技術(shù)，2011，30（12）：115-117.

[8] 楊世恩.智能電子門禁系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù)，2011，5（44）：68-69.endprint