一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型根據(jù)目前門禁行業(yè)的實(shí)際需求，為提高門禁系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信水平和安全性，設(shè)計(jì)了一種新型的多重識(shí)別網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用RFID卡和指紋識(shí)別相結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別，通過以太網(wǎng)組成的小型局域網(wǎng)進(jìn)行通信，同時(shí)采用了網(wǎng)頁和GSM網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制?？刂破鞑捎们度胧皆O(shè)計(jì)，以三星S3C6410為核心處理器，以嵌入式Linux為開發(fā)環(huán)境，使用QT設(shè)計(jì)用戶界面(UI)。經(jīng)實(shí)際操作測(cè)試表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，人機(jī)界面友好，操作方便，通信方式靈活，安全性高，可很好的滿足用戶實(shí)際需求。
【專利說明】—種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及門禁安防系統(tǒng)，尤其屬于網(wǎng)絡(luò)型門禁監(jiān)控的嵌入式【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]門禁，又稱出入管理控制系統(tǒng)，是一種管理人員進(jìn)出的數(shù)字化管理系統(tǒng)。目前，隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展和人們對(duì)應(yīng)用需求的不斷提高，門禁監(jiān)控系統(tǒng)得到了越來越多的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的鍵盤和RFID門禁采用一體機(jī)式的安裝方式，讀卡部分和控制部分都裝在門夕卜，容易被不法分子拆除破壞，安全性低。傳統(tǒng)門禁采用RS485串口通信，不容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程控制，需布置專用線路，成本高。傳統(tǒng)門禁采用單一的識(shí)別方式，常用的有:鍵盤、RFID、指紋、虹膜、人臉。每一種識(shí)別技術(shù)都有其自身的特征和優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際使用中又逐漸暴露出其缺點(diǎn)和局限性，越來越無法滿足人們對(duì)高安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)品的需求。
[0003]在門禁安防這一領(lǐng)域，現(xiàn)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一般分為兩種:一種是使用計(jì)算機(jī)作為控制后臺(tái)，該方案的優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控，安全性高，缺點(diǎn)是成本較高，占用空間大，不具有靈活性；另一種是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)，例如密碼鍵盤、RFID門禁卡等，該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，安裝方便，缺點(diǎn)是功能簡單，安全性低，通訊落后。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)當(dāng)前門禁安防系統(tǒng)存在的問題，本設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一種基于網(wǎng)絡(luò)通信和多重識(shí)別技術(shù)的嵌入式門禁系統(tǒng)。該門禁系統(tǒng)主要分為兩部分硬件:室內(nèi)控制器和門禁控制器，分別置于室內(nèi)和室外，兩者通過局域網(wǎng)進(jìn)行連接。
[0005]門禁控制器允許用戶通過操作其控制界面或者接收來自室內(nèi)控制器、PC控制網(wǎng)頁的指令信息，控制門禁各個(gè)模塊。其主要功能分為五個(gè)模塊:“留言”、“指紋開鎖”、“ID卡開鎖”、“登錄”、“使用幫助”。室內(nèi)控制器采用的軟硬件環(huán)境與門禁控制器相同。通過操作界面或者手機(jī)控制短信，控制門禁控制器。其主功能包含:“門禁通信”、“手機(jī)留言”、“系統(tǒng)設(shè)置”、“使用幫助”。
[0006]本設(shè)計(jì)的門禁系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):1.嵌入式設(shè)備成本低體積小，功能強(qiáng)大，安裝方便，可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)通訊等功能。2.本系統(tǒng)給用戶提供圖形化操作界面，人機(jī)界面友好，操作方便。3.本系統(tǒng)結(jié)合了 RFID和指紋識(shí)別技術(shù)，增加了認(rèn)證程序，這樣大大提高了門禁的安全性。4.本系統(tǒng)在沒有上位機(jī)的情況下能完成所有功能，避免了由于上位機(jī)出錯(cuò)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的情況。同時(shí)本系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)，可以根據(jù)需求添加上位機(jī)，通過網(wǎng)頁對(duì)門禁系統(tǒng)進(jìn)行操作。5.本系統(tǒng)兼容GSM網(wǎng)絡(luò)，可以和手機(jī)通信。訪客使用門禁控制器拍照，門禁系統(tǒng)將圖片發(fā)送到管理員手機(jī)上。即使管理員不在房間內(nèi)，也能第一時(shí)間對(duì)訪客身份進(jìn)行識(shí)別，并使用手機(jī)短信打開門禁。6.本系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng)，采用TCP/IP協(xié)議通信，具有可拓展性?？梢耘c現(xiàn)有的報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，組成安防系統(tǒng)的大平臺(tái)，節(jié)省了項(xiàng)目改造成本。
[0007]本實(shí)用新型的創(chuàng)新性在于充分將原有技術(shù)、嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一種新型的具有實(shí)用價(jià)值和研究意義的門禁系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型的門禁控制器硬件架構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0011]1.門禁控制硬件設(shè)計(jì):
[0012]門禁控制器是基于ARMll (S3C6410)嵌入式系統(tǒng)和多重識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種網(wǎng)絡(luò)型門禁。門禁控制器的硬件架構(gòu)示意圖如圖2所示。
[0013]以ARMll芯片(三星S3C6410)作為主處理器，該CPU基于ARM1176JZF-S核設(shè)計(jì)。采用RISC架構(gòu)，主頻可以高達(dá)667Hz，5V供電。IXD顯示屏采用4線的方式與S3C6410連接。LCD顯示屏為7寸TFT液晶電阻觸摸屏，可以提供一個(gè)人性化操作的使用環(huán)境。采用了繼電器來控制電子門鎖。音頻系統(tǒng)使用麥克風(fēng)輸入，喇叭輸出。S3C6410支持I2S/PCM/AC97等音頻接口，本控制器采用的是AC97接口，它外接了 WM9714作為CODEC解碼芯片。采用DM9000網(wǎng)卡芯片，它可以自適應(yīng)10/100M網(wǎng)絡(luò)，RJ45連接頭內(nèi)部已經(jīng)包含了耦合線圈，因此不必另接網(wǎng)絡(luò)變壓器，使用普通的網(wǎng)線就可以連接以太網(wǎng)。采用ZC301芯片的USB攝像頭。ZC301芯片采用JPEG硬件壓縮方式，截取到的圖片直接就是JPEG格式，這樣可以大大縮小由于軟件壓縮耗費(fèi)的時(shí)間，便于網(wǎng)絡(luò)多媒體的應(yīng)用。
[0014]本系統(tǒng)采用UART接口連接指紋采集器、ID讀卡器。指紋識(shí)別模塊采用TFS-M61指紋開發(fā)模塊，該模塊以美國德州儀器公司的LM3S2B93高速數(shù)字處理器為核心，結(jié)合商用指紋算法(TFS-9)、高精度光學(xué)傳感器(TFS-D0307)，并具有指紋錄入、圖像處理、特征值提取、模板生成、模板儲(chǔ)存、指紋比對(duì)和搜索等功能的智能型模塊。ID卡模塊采用M106BSNL-19200,125K的RFID射頻讀卡器。該讀卡模塊完全支持EM、TK及其125K兼容ID卡片的操作，自帶看門狗。目前廣泛應(yīng)用于門禁考勤，汽車電子感應(yīng)鎖配套，辦公/商場/洗浴中心儲(chǔ)物箱的安全控制，各種防偽系統(tǒng)及生產(chǎn)過程控制。
[0015]2.室內(nèi)控制器硬件設(shè)計(jì):
[0016]室內(nèi)控制器同樣是基于ARMll (S3C6410)嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。室內(nèi)控制器米用的S3C6410主控芯片以及外圍電路、以太網(wǎng)接口電路、音頻電路都與門禁控制器相同。3G模塊采用的是中興的MF210。MF210是一款支持GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/1900多頻段HSUPA的3G模塊，可以提供移動(dòng)環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)接入服務(wù)。MF210與S3C6410之間采用PCI Express Mini Card接口。本系統(tǒng)雖然只需要收發(fā)短信的功能，但采用3G模塊可以方便以后的功能擴(kuò)展和升級(jí)。
[0017]3.各部分功能設(shè)計(jì):
[0018]人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)。使用QT設(shè)計(jì)了控制器的操作界面，具有界面美觀友好，操作方便的特點(diǎn)。用戶可在界面上完成對(duì)系統(tǒng)的所有的操作。
[0019]視頻圖像采集部分設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用V4L2編寫驅(qū)動(dòng)程序采集USB攝像頭圖像，并在QT界面中顯示。video41inux2 (V4L2)是Linux內(nèi)核中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為Linux中視頻設(shè)備訪問提供了通用接口。V4L2驅(qū)動(dòng)的Video設(shè)備在用戶空間通過各種1ctl調(diào)用進(jìn)行控制，并且可以使用_ap進(jìn)行內(nèi)存映射。
[0020]語音采集和播放部分設(shè)計(jì)。參考QT幫助文檔，對(duì)QAud1Input類以及QAud10utput類進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)錄音以及放音。需要注意的是,在錄音和放音時(shí)對(duì)音頻格式的設(shè)置要相同。
[0021]TCP/IP通信部分設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的門禁控制器常采用單片機(jī)開發(fā)，利用串行通信接口向遠(yuǎn)程上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)。但是當(dāng)門禁系統(tǒng)中包含多個(gè)控制器時(shí)，需要組成網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)再采用串行通信接口不易于實(shí)現(xiàn)通信和控制。而本系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議，通過網(wǎng)線連接將門禁控制器、室內(nèi)控制器以及上位機(jī)組成一個(gè)局域網(wǎng)，很容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信和控制。TCP協(xié)議的程序使用的是客戶端/服務(wù)器模式，在QT中提供了 QTcpSocket類來編寫客戶端程序，使用QTcpServer類編寫服務(wù)器端程序。
[0022]實(shí)時(shí)視頻對(duì)講部分設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了門禁控制器與室內(nèi)控制器之間實(shí)時(shí)視頻對(duì)講功能。為了保證視頻傳輸和語音傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡(luò)傳輸速率更快的UDP協(xié)議。前文中已經(jīng)闡述了系統(tǒng)如何獲取視頻和音頻數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上在程序中開辟了兩個(gè)線程完成實(shí)時(shí)傳輸:一個(gè)是視頻數(shù)據(jù)收發(fā)線程，另一個(gè)是音頻數(shù)據(jù)收發(fā)線程。
[0023]數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用的是嵌入數(shù)據(jù)庫SQLITE。在嵌入式系統(tǒng)中較流行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有SQLITE和Berkeley DB。Berkeley DB不能使用標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言操作，需要專門的API。SQLITE是一款小巧、開源和易用的數(shù)據(jù)庫，并且QT對(duì)它有很好的支持，所以本系統(tǒng)采用 SQLITE。
【權(quán)利要求】
1.一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，主要包括門禁控制器、室內(nèi)控制器兩部分。其特征是:兩者通過局域網(wǎng)連接。門禁控制器位于門外，供進(jìn)門的用戶開門或者呼叫；室內(nèi)控制器位于屋內(nèi)，供屋內(nèi)人員察看和開門使用；戶主可通過電腦上的網(wǎng)頁瀏覽器進(jìn)行查看和控制，此外可以設(shè)開啟或者關(guān)閉3G、短信控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)的門禁控制器具有多重身份識(shí)別功能，包括圖像、指紋、鑰匙卡身份信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)的門禁控制器包含以ZC301為處理芯片的USB攝像頭、指紋采集器TFS-M61、ID卡讀卡器M106BSNL-19200。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)的門禁控制器和室內(nèi)控制器所用主控芯片是ARMl I，型號(hào)為:三星S3C6410。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)的室內(nèi)控制器包含中興的3G模塊MF210，以實(shí)現(xiàn)對(duì)門外的多媒體信息的3G傳輸和短信控制的功能；除此之外還包含觸摸屏，提供人性化操作的同時(shí)，使得室內(nèi)控制器更加美觀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)型門禁系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)具有語音視頻留言和遠(yuǎn)程呼叫功能。
【文檔編號(hào)】G07C9/00GK204117217SQ201420132267
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】邵偉, 彭力, 唐從飛 申請(qǐng)人:無錫林之盛科技有限公司