（通信与信息系统专业论文）网络化门禁系统综合解决方案的设计与实现.pdf

摘要 随着信息技术的发展和现代化管理水平的不断提高，门禁管理软件的功 能不只停留接收硬件的数据，显示和下达命令上，很多高端的功能表现出很 强的企业管理的个性化的内容。目前简单的单机版软件具有授权管理、区段管 理、电子地图、人员数据查询、系统安全管理等功能，根据颞的用户须需求，将 在此基础上开发一套网络化门禁系统综合管理软件，实现电子地图的管理， 在 网络管理部分实现网络数据查询、实时信息浏览和远程控制门禁机等功能。 本文首先介绍了网络化门禁系统的组成，在此基础上，通过对系统的需 求分析，具体阐述了网络化门禁监控软件的设计方案。接着，详细分析数据 库的设计方法，给出了四门协议的制订内容。一最后在软件模块化的基础上， 着重介绍了网络通信模块、网络查询模块以及电子地图的具体实现过程。 最后，总结了软件的优缺点，并对未来的发展方向作了展望 关键词：网络通信，多线程，电子地图，i n t r a w e b a b s t r a c t a tp r e s e n t ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h el e v e lo f m o d e mm a n a g e m e n t ，t h ee n t r a n c eg u a r ds y s t e mi sn o to n l yp o s s e s s i n gt h ef u n c t i o n s u c ha sr e c e i v i n gh a r d w a r ed a t a ，d i s p l a ya n dg i v i n go r d e r s ，s o m ep a r t i c u l a re n t e r p r i s e a d m i n i s t r a t i o nh a v i n gb e e np u to nb ym o r ga n dm o r ea d v a n c e df u n c t i o n t h ee x i s t i n g e n t r a n c eg u a r ds o f t w a r ei sas t a n d a l o n ee d i t i o nw i t ha u t h o r i z a t i o n ，d i s t r i c tm a n a g e ， e l e c t r o n i cm a p , p e r s o n n e ld a t ai n q u i r ea n ds y s t e ms e c u r i t ys u p e r v i s a l a c c o r d i n gt o t h en e wd e m a n d ，w ew i l ld e v e l o pan e t w o r ke n t r a n c eg u a r ds o f t w a r e ，w h i c hc a i i r e a l i z ee l e c t r o n i cm a p m a n a g e m e n t ，i m p l e m e n td a t ai n q u i r ea n db r o w s e ，a n dc a r r yo u t t h el o n g - d i s t a n c ec o n t r 0 1 a tf i r s t ，t h ec o m p o s i n go ft h en e t w o r ke n t r a n c es o f t w a r eh a sb e e ni n t r o d u c e d s u b s e q u e n t l y , a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h es y s t e m ，ie x p a t i a t et h ed e s i g ns c h e m e o ft h en e t w o r km o n i t o rs o f t w a r e s e c o n d l y , t h ed e s i g no ft h ed a t a b a s eh a v eb e e n a n a l y z e dt h ed a t a b a s ed e s i g na n dt h ec o n t e n to ft h ep r o t o c o lh a v eb e e nd e p i c t e d l a s t l y ，i nt h eb a s eo ft h es o f t w a r em o d u l e ，ih a v ei n t r o d u c e dt h er e a l i z a t i o no ft h e n e t w o r kc o m m u n i c a t i o n ，n e t w o r ki n q u i r e sa n de l e c t r o n i cm a pd e t a i l e d f i n a l l y , 1h a v es u m m a r i z e dt h ev i r t u ea n dd e f e c to ft h es o f t w a r e ，a n dm a d es o m e e x p e c t a t i o nt ot h ef u t u r e z h a n gy i n g ( c o m m u n i c a t i o n sa n di n f o r m a t i o ns y s t e m s ) d i r e c t e db yp r o f l i a n gm i n g k e yw o r d s ：n e t w o r kc o m m u n i c a t i o n ，m u l t i t h r e a d i n g ，e l e c t r o n i cm a p ， i n t r a w e b 摘要 随着信息技术的发展和现代化管理水平的不断提高，门禁管理软件的功 能不只停留接收硬件的数据，显示和下达命令上，很多高端的功能表现出很 强的企业管理的个性化的内容。目前简单的单机版软件具有授权管理、区段管 理、电子地图、人员数据查询、系统安全管理等功能，根据颓的用户须需求，将 在此基础上开发一套网络化门禁系统综合管理软件，实现电子地图的管理，在 网络管理部分实现网络数据查询、实时信息浏览和远程控制门禁机等功能。 本文首先介绍了网络化门禁系统的组成，在此基础上，通过对系统的需 求分析，具体阐述了网络化门禁监控软件的设计方案。接着，详细分析数据 库的设计方法，给出了四门协议的制订内容。，最后在软件模块化的基础上， 着重介绍了网络通信模块、网络查询模块以及电子地图的具体实现过程。 最后，总结了软件的优缺点，并对未来的发展方向作了展望 关键词：网络通信，多线程，电子地图，i n t r a w e b a b s t r a c t a tp r e s e n t ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h el e v e lo f m o d e mm a n a g e m e n t ，t h ee n t r a n c eg u a r ds y s t e mi sn o to n l yp o s s e s s i n gt h ef u n c t i o n s u c ha sr e c e i v i n gh a r d w a r ed a t a ，d i s p l a ya n dg i v i n go r d e r s ，s o m ep a r t i c u l a re n t e r p r i s e a d m i n i s t r a t i o nh a v i n gb e e np u to nb ym o r ea n dm o r ea d v a n c e df u n c t i o n t h ee x i s t i n g e n t r a n c eg u a r ds o f t w a r ei sas t a n d a l o n ee d i t i o nw i t ha u t h o r i z a t i o n ，d i s t r i c tm a n a g e ， e l e c t r o n i cm a p ，p e r s o n n e ld a t ai n q u i r ea n ds y s t e ms e c u r i t ys u p e r v i s a l a c c o r d i n gt o t h en e wd e m a n d ，w ew i l ld e v e l o pan e t w o r ke n t r a n c eg u a r ds o f t w a r e ，w h i c hc a n r e a l i z ee l e c t r o n i cm a p m a n a g e m e n t ，i m p l e m e n t d a t ai n q u i r ea n db r o w s e ，a n d c a r r yo u t t h el o n g d i s t a n c ec o n t r 0 1 a tf i r s t ，t h ec o m p o s i n go ft h en e t w o r ke n t r a n c es o f t w a r eh a sb e e ni n t r o d u c e d s u b s e q u e n t l y , a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so ft h es y s t e m ，ie x p a t i a t et h ed e s i g ns c h e m e o ft h en e t w o r km o n i t o rs o f t w a r e s e c o n d l y , t h ed e s i g no ft h ed a t a b a s eh a v eb e e n a n a l y z e dt h ed a t a b a s ed e s i g na n dt h e c o n t e n to ft h ep r o t o c o lh a v eb e e nd e p i c t e d l a s t l y , i nt h eb a s eo ft h es o f t w a r em o d u l e ，ih a v ei n t r o d u c e dt h er e a l i z a t i o no ft h e n e t w o r kc o m m u n i c a t i o n ，n e t w o r ki n q u i r e sa n de l e c t r o n i cm a pd e t a i l e d f i n a l l y , 1h a v es u m m a r i z e dt h ev i r t u ea n dd e f e c to ft h es o f t w a r e ，a n dm a d es o m e e x p e c t a t i o nt ot h ef u t u r e z h a n gy i n g ( c o m m u n i c a t i o n sa n di n f o r m a t i o ns y s t e m s ) d i r e c t e db yp r o f l i a n gm i n g k e yw o r d s ：n e t w o r k c o m m u n i c a t i o n ，m u l t i t h r e a d i n g , e l e c t r o n i cm a p ， i n t r a w e b 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文网络化门禁系统综合解决方案 的设计与实现，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行 的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电 力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料a 与我- - i q ! 作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：韭莹 日期：塑 2 ：芝：鱼 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅； 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同 方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：韭董 e t 期：五盟k ：3 ：9 导师签名： e t期：生丑：，c ， 华北电力人学硕十学位论文 第一章引言 信息技术是当今应用高技术群的核心技术，包括微电子、计算机和现代通信技 术、传感器技术、光电子技术等，它的特点是发展快、应用性好、渗透性强、广泛 应用于国民经济的各个部门。在信息技术的推动下，特别是计算机软硬件技术和网 络技术、多媒体技术的出现和发展，智能楼宇等概念和技术应运丽生。 1 1 课题的提出背景 智能大厦是信息时代的必然产物，美国智能化建筑学对智能大厦的定义是：智 能大厦是将结构、系统、服务、运营及其相互关系进行全面综合，以达到最佳组合， 而获得高效率、高性能与高舒适的智能建筑大楼。 在结构上，通常把智能建筑看成是由系统集成中心通过综合布线系统( p d s ) 来 连接和控制楼宇自动化( b a ) 、消防自动化( f a ) 、安全防范自动化( s a ) 、通信自动化 ( c a ) 、办公自动化( o a ) ，即5 a 系统。智能大厦的集成化安全保护系统是以暗堡管 理中心为核心，防盗报警系统、安全电视监视系统、门禁控制系统为所辖予系统， 并设有安全信息与图像储存与检索系统、电梯控制系统、火灾自动报警系统、停车 库管理系统等相关系统。 其中，门禁系统又是智能大厦的集成化安保系统的重要组成部分。它的基本功 能通过对门磁开关、门控开关、防盗报警探测器及指纹识别器等传来的信息进行识 别、分析，从而有效地监视并管理门的开启与关闭，保证授权出入门人员的自由出 入，限制未授权人员的进入，对暴力强彳亍侵入的行为及其他异常情况予以报警；同 时对出入人员代码、出入时间、出入门位置号码等信息进行登记存储与管理，以实 现对出入事件或人员的有效检索管理。 另外，由于北京申办2 0 0 8 年奥运会的成功，“数字奥运、数字北京”将成为 北京今后几年发展的重中之重。大型体育场馆、运动员村的建设对智能建筑的要求 也越来越迫切。信息技术以及网络技术的发展使得集成多种功能的智能建筑系统应 运而生，如何将这些先进的智能楼宇建筑技术运用到奥运场馆的建设当中去，将是 未来北京奥运建设的主要目标之一，而作为其核心的智能监控系统软件平台的设计 则是关键。高级联网型门禁系统是随着计算机、通信、多媒体技术发展起来的新型 的多媒体通信业务，采用先进的【p 技术，在w i n d o w s 平台卜集成的监控系统集现场、 远程控制、远程报警于一体，通过t c p i p 等多种方式将现场情况实时地传送到控 l 华北电力人学硕十学位论文 制中心，使您足不出户就可以方便地实现对设防区域设备的控制及信息反馈，加强 对人、财、物的有序及时有效监控管理，提高了办公效率和资源共享利用率，减少 了人力资源的消费，避免了诸多人为因素的干预，成为企业单位走向科学化、智能 化管理的良好途径。因此，设计一套实用智能化的监控系统软件平台就显得尤为重 要，此课题就是在这种背景下提出的。 1 2 国内外发展的现状 目前市场上的门禁系统产品种类很多，大多数硬件产品的功能都基本相似，大 批部分的高层楼宇智能化工程或是单一的门禁监控软件，都是采用外国的监控组态 软件作为平台，国外由于门禁产品应用的时间很长，所以国外门禁系统的配套软件 功能上相对比较完善，软件也相对成熟，但由于企业的管理方式的不同，很多功能 拿到中国来不太适用，而且大而全的系统给产品售后培训和用户的使用都带来了不 必要的障碍，同时国外的产品比国内的产品价格也要高出很多。随着系统应用的日 益广泛，产品的技术增长点已经转移到配套的管理软件上，因为企业的管理方式不 同，利用门蔡数据的方式也不同，软件的功能不只停留在接收硬件的数据、显示和 下达命令上，很多高端的功能表现出很强的企业管理的个性化的内容。 目前市场上应用的门禁系统，有些简单的系统没有后台软件的支持，单独运行； 中档的门禁系统大都配有简单的单机管理程序，用以查询和监视硬件信息；另外还 有些高档的产品具有网络化的大型软件能够与门禁系统硬件配套使用，但各种不同 的硬件产品与软件之间的通信协议没有统一的标准，所以各企业的门禁软件不能通 用。 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，门禁系统的应用 也会日益广泛，随着用户需求的增加，门禁管理软件也会扩展出很多新的功能，如： 读卡联动、与监控系统实现联动、各种报警功能完善、灾难复旧功能、个性化人性 化的界面需求等，同时软件的规模也要不断的扩大，由原来的单机、局域网到广域 网的应用也正在逐步走向市场。 1 3 课题的目标和任务 鉴于以上对国内外发展的现状分析，本课题将以d l y 2 0 0 0 系列门禁产品为管 理对象，在目前简单的单机版软件的基础上丌发出一套网络化门禁系统综合管理软 件。 华北电力大学硕十学位论文 ( 1 ) 原来单机版软件具有的功能是：授权管理、区域管理、电子地图、人员数据 查询、系统安全管理等； ( 2 ) 新的网络版的软件具有的功能是：有原来的二门控制增加到四门控制、加入 考勤管理功能，电子地图部分采用g i s 技术、实现网络数据查询、实时信息浏览和 门控制命令等功能。 ( 3 ) 我要完成的工作是：重新设计四门控制的通信协议运用，运用g i s 技术实现 电子地图；构建b s 框架，完成网络通信与网络查询浏览2 种功能。 1 4 本章小节 本章首先分析了智能门禁监控系统软件平台的研究背景，然后详细介绍了目前 国内外在这方面的研究现状，并分析了几个具有代表性的产品。在充分认识了国内 智篚门禁监控系统的发展现状后，结合当前计算机技术以及网络技术的发展分析了 开发适用当前国内实际使用的监控系统软件平台的必要性，以及实现此系统的可行 性。最后，对本文的主要研究内容和结构进行了简单介绍。 第二章门禁信息系统功能分析 门禁监控系统是安全防范系统体系中的重要组成部分，也是企业面向现代化管 理的重要标志，随着现代化管理水平的提高，企业对安全管理要求不断提高，作为 企业信息的一部分需要与其他系统信息整合实现多功能豹安全管理。本文介绍的门 禁控制管理系统是一个集门禁管理、人员管理和考勤系统于一身的网络管理系统， 所设计的监控软件支持的是北京华电天达科技有限责任公司开发的t d c 2 0 0 0 型号 智能门禁控制器，以下对该系统整体构成作详细的介绍。 2 1 禁系统的整体构成介绍 门禁系统就是对出入口进行有效管理的一个安全系统，或者说对不能随便通过 的位置进行身份识别的系统，通过对进出人员进行身份识别，议别手段可以采用指 纹、掌纹虹膜、卡片等多种方式，与已经存储的信息进行比较，从而决定其是否 能够通过，并对进出状态时刚进行记录，便于以后进行安全查询，也可以作为企 、眦人员管理和考勤的基础数据。 华北电力人学硕+ 学位论文 本系统采用三级微型计算机控制系统( s c c 系统) 的结构，由多个门禁控制器、 多路通道控制器和监控计算机p c 组成。通过r s 一4 8 5 接口，实现多路控制器与计算 机之间的数据交换， p c 机完成整个链路的管理和人机交互的功能，对歌门禁控制 器采集的实时数据进行动态显示，存储和打印。门禁控制器能够独立完成数据采 集、数据暂存，实现环境参数的巡回监视，根据设定的参数输出控制信号，直接控 制输出设备。 门禁系统的设备主要有由读卡器，非接触卡，电磁锁，门锁开关，控制器，手 动按钮，计算机及系统软件组成。控制器由门禁机和读卡器组成，每个门禁机可以 带4 个读卡器，每个读卡器控制一个门。 计算机及系统软件是本系统的中央管理机构，负责数据库的建立，管理，维护 和系统数据参数下载，还负责收集，记录和发布从各个门蔡控制器传来的信息。计 算机与门禁机之间通过4 8 5 总线连接，并对其进行控制。由于系统采用了s q ls e r v e r 2 0 0 0 网络数据库，所以通过网络数据库的连接完成多个系统的相互监测，形成一个 网络系统。 图2 - l 为门禁控制系统的结构图。 2 3 2 总线 n 磊矗蒜翮 l 二一 4 8 5 总线 圈2 一l 门禁系统结构图 4 华北电力人学硕_ _ _ f ：学位论文 2 2 门禁系统需求分析 2 2 1 系统的设计目标 本软件除了完成系统的功能外，还必须具有界面友好、容易使用和维护等优点； 同时作为整个网络的主控软件，它还必须具备能够长期可靠运行不停机的特点。从 系统集成的角度看，本软件应该能适应系统功能扩展时的需要，除了作为出入口门 禁监控外，还可以配置为考勤管理软件等使用。 总之，本系统软件的基本设计目标是：友好的界面、易使用和维护、长期可靠 运行和较强的功能扩展性。 2 2 2 系统实现的主要功能 在数字技术和网络技术飞速发展的今天，门禁技术也得到了迅猛的发展。如今 的门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经组件发展成为一套完整的出 入管理系统。本系统所能够实现的功能主要如下： 1 、 基于w i n 9 8 、2 0 0 0 n t 的中文平台，操作人员易学易用。 2 、 提供实时监控界面，配合档案照片管理显示。随时掌握门区进出人员的 实时动态。 3 、 实时查询记录，查询可依据读卡器号、卡号、进出同期、姓名、部门编 号再配合起始及结束日期作为查询条件。 4 、 时区设定，可设定上下班自动开放时段，供大量的人或车辆的进出，时 区结束后自动恢复门禁管制，节假日等，可以预先设定，自动执行假f 1 门禁管理模式。 5 、 可以通过门禁管理软件备份参数资料，由计算机直接修改系统资料并实 时传输到控制器里。 6 、 可个别规划不同感应卡进出不同门，达到分区管理功能；可由管理软件 中直接设定感应卡的使用生效同期及有效时问，系统自动判断执行；可 由管理软件直接设定及取消卡片的使用权。 7 、 通过i n t e r n e t 网，可以随时查询人员信息等数据库中的资料，并发送简单 的门控制命令来控制相应的控制器。 华七电力人学硕十学位论文 2 3 本章小结 在这一章中，我对门禁监控软件的总体结构做出了介绍，同时做出了相应的需 求分析。通过以上对门禁监控软件的需求分析，我们可以得知该软件平台负责对楼 字内的各个子系统进行统一管理和控制。以实现信息的综合共享以及协调处理。作 为监控智能系统运行的管理软件，它提供了清晰、精确的运彳亍界面，用户可以通过 屏幕宴时了解楼字内各个门禁控制器的运转情况，同时可以在监控室里实现对现场 设备的各种控制操作。另外，系统中内置的实时数据库系统可用于设备运行数据的 采集、存储和监视，用户可以通过它浏览当前的设备运行状况，并以表格的形式查 看与保存。历史数据库系统则为用户提供了快捷、高效的系统信息，将楼宇中的每 个门禁控制器信息以一定的存储格式保存在历史数据库中，保证操作人员按照相应 的操作权限方便地实施管理。中央计算机网络则为监控系统提供了数据传输的逶 道，通过它可以实现监控系统同现场控制网之间的双向数据传递。 第三章门禁系统软件部分设计 在对智能门禁监控系统的硬件组成作了较为深入理解的基础上，从本章开始对 本课题后台监控软件的设计开发进行详细的分析。以下内容提出了该门禁监控管理 软件的开发任务及前期工作，其中包括软件结构的设计，软件运行的操作系统平台 和开发工具平台选择等。 3 1 软件系统的结构设计 根据门禁系统现有的功能，同时结合用户的需求，系统主要完成两方面的任务： 1 基于大型数据库完成门禁和安防系统的监控功能，同时完成利用数据产生的 企业管理的附加功能。 2 异地通过i n t e r n e t 网络完成数据查询、监控、统计报表等功能。 鉴于以上的功能需求，在设计系统的体系结构时，选择了c s 模式和b s 模式 相结合的方式构架门禁管理系统的平台。 根据系统用户需求情况，采用两层结构的c s 模式。两层c s 结构的基本工作 方式是客户程序向数据库服务器发送s 旺请求，服务器返回数据或结果。就浚系统 而者，廊以客，1 为巾心，客，1 _ ；杉完成表示部分和应用逻辑部分，而数掘库服务器宽 6 华北电力人学硕：b 学位论文 成数据访问部分。及前端客户机执行用户操作逻辑，后端实现数据库存储和调用功 能。该监控系统中使用s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据库管理系统作为后台，前台使用a d o 方 式进行数据库访问。 系统中b s 模式部分，能够实现通过浏览器进行信息的查询、浏览，并且能够 发送简单的控制命令，直接控制异地的硬件系统，并且能够实时统计数据生成各种 报表( 如考勤报表等) 。 这种c s 模式与b s 模式相结合，集中了两种模式的优点，既体现了c s 结构 实时高效的特点，又能够完成对系统要求少，瘦客户端的数据查询的优势。系统总 体结构如图3 - 1 所示： 图3 - 1 门禁监控软件结构图 b ，s 部分一d 华北电力人学硕十学位论文 3 2 软件的模块设计 3 2 1 c s 部分结构设计 3 2 1 1 功能模块设计 ( 1 ) 实时监控 对于访问门禁的用户信息能够做到实时同步地图文显示，正确记录该用户的主 要信息，包括访问的日期，权限类型，姓名，进出的位置等。监控界面应具有实时 人员相片弹出功能，对于已授权人员进入，在监控界面显示文字数据的同时弹出该 人员数据库图像，使得管理人员更加直观明确进入的人员情况。对于无授权非法进 入人员，在主界面显示报警信息，包括报表形式和实时地图闪烁提示等。 ( 2 ) 硬件设置 所有远端门禁控制器进行基本的硬件通讯方面设置，包括计算机名称、编号、 串口的选择、波特率、；控制器名称、通道号、地址、开门动作时间、激活标志等。 同时包括对计算机以及所属控制器的添加，删除和编辑功能。硬件的设置成功是门 禁系统投入使用的基本前提。 ( 3 ) 时区设定 要求系统具有两个固定时区，即允许和失效时区，其作为系统的原始配置。另 外，用户可以根据需要自行设定新增时区，包括星期和时钟、分钟时间等。在此项 功能中也包含对时区的添加，删除和编辑功能。 f 4 ) 访问级别 访问级别是与时区配合使用的设置，系统要求有一个固定的级别定义，即访问 失效，其作为系统的原始配置。在同一个访问级别下，用户可以设定读卡器以及其 相对应的时区范围，当对用户进行该访问级别的授权，它就自动拥有了该级别下所 有的读卡器和时区的权限。在此项功能中也包含对访问级别的添加，删除和编辑功 能。 ( 5 ) 电子地图 电子地图是为了方便管理人员在监控主界面上观察到系统各个门禁的运行状 态而进行的配置，它使得用户监控界面直观形象，能够最大限度地反映现场真实情 况，赢观显示控制点位。系统要求可以显示包含门禁控制器位置的地图背景，在陔 地图中能够对给硬件设备进行添加，删除和编辑功能，在保存发置之后，浚地图应 当在监控主界面上出现。 华北电力人学硕士学位论文 f 6 ) 人员设定 实现对人员的添加，删除和编辑功能，包括每个访问人员的姓名、卡号、访问 级别、人员相片、所属部门、职称等设置。实际是通过数据库，当保存或删除、修 改设定好的人员后，相应地对所属数据库进行同样的操作，此功能便于系统录入大 批量的人员权限设定。 ( 7 ) 下载功能 包括了对硬件设备和人员参数的两部份下载内容。完成了硬件设置和人员设定 后，运行下载功能，使得设定参数通过计算机串口下载到门禁控制器。 ( 8 ) 考勤功能 在门禁管理的基础上，利用企业的刷卡信息，配合工作时间的设定、节假日安 排、个人休假和请假等情况，进行部门考勤、个人不定期考勤、刷卡数据查询等统 计报表，从而规范企业的管理制度，避免人为考勤的繁琐和不科学的弊端，也提高 了工作效率。 3 2 1 2 系统框架设计 通过对软件需求的分析，我们可以知道监控管理软件的结构大致可以分为两大 部分，即实时通信与数据管理。它们分别包含了上一小节的几大功能需求。同时， 网络控制部分可以作为2 个模块嵌入其中，在设计时，我对其结构的划分如图3 ，2 所示： 图3 - 2 软件模块结构分层图 数据部分由人员管理模块、数据查咖模块、报表生成模块组成，主要是针对数 据蹲巾人员方瓣参数的操作。通过人员管理模块可以对出入人员信息进行添加、修 改与删除等操作，而考勤的功能则可以利用数据的查询摸块来实现，通过报表，j ：成 9 华北电力人学硕十学位论文 能是用户方便地打印所需的信息。 实时通信部分则包含了硬件参数设置模块、时区访问设置模块、实时监控模块、 数据下载保存模块等。在系统投入使用时实现对各个门禁控制器的硬件初始设置， 以及时区类型、访问级别设簧等。其中实时监控部分是软件的主要功能另外对系 统中各个方面的设置则通过数据下载模块，包括了硬件和人员两部分，将所设定的 参数下传到控制器中。 3 2 28 s 部分功能设计 ( 1 ) 实时数据浏览 根据不同的权限控制和监视远程设备，操作员可以实时查看远程设备的事件记 录。每个时间都可以在服务器上设置可通过网络发送到任一台工作站上，即便不在 现场，只要据有授权，接入网络便可测篮数据。 ( 2 ) 基本信息查询 根据操作员授予的权限，可以查看不同级别的人员信息和门信息。 ( 3 ) 发送控制命令 客户端通过i n t e r n e t 发送命令字符串，主机接收后调用做好的底层函数，发 送串口命令，控制门的动作。 ( 4 ) 考勤管理 预先设计好考勤规则，如上班时间、倒班安排、迟到时间、旷工时间等，持卡 者在上下班时，在考勤点处正常读卡，系统会将卡号信息、读卡时间、考勤点信息 传送到数据库中，以确定持卡者的姓名、工号、部门等个人信息，同时通过自动处 理可判断其读卡时间是正常上下班，还是属于迟到、早退或是异常情况。 ( 5 ) 统计报表 3 3 平台选择 3 3 1 操作系统的选择 目前的操作系统主要由u n i x 、w in d o w s 9 x 、w i n d o w sn t 、以及w in d o w s 2 0 0 0 等。 u n ix 支持多用户、多任务，具有开放性，可扩展性和很好的安全机制，但是不足在 于人机界面不友好，操作起来不方便，对使用用户的要求比较高。对于监控系统软 件来说，选择一种图形用户界匿好，操作简单，安全可靠的操作系统魁最重要的。 征使j ；f ! 过程中我们应尽量不要求用户掌握复杂的u n ix 系统，而对于其他，忆l ：流 华，止电力大学硕士学位论文 的操作系统，由于各方面原因，不应该采用其作为丌发软件的基础。 w i n d o w s 2 0 0 0 已经得到全世界用户的广泛支持，具有丰富的利用资源，采用其 作为监控软件平台具有很多的优势： 基于w e b 的工作方式。w i n d o w s 2 0 0 0 平台集成了最全面的i n t e r n e t 技术，适用 于所有的客户机和服务器操作系统多种多样的管理支持工具，在c s 模式中可充分 体现客户端与服务器的连接技术。 w i n d o w s 2 0 0 0 中集成了许多最新的工业管理标准。如微软管理界面充分体现 了面向对象的管理思想，极大地提高系统管理的效率。 智能镜像。使用智能镜像，管理员可以方便的完全控制客户端的数据、应用 程序和系统设置，这样就减少用户偶然的误操作而造成的不必要的损失。同时，最 终用户既便在其他机器上也可以访问工作所需的数据、应用程序或设置信息。 3 3 2 客户端工具 在确定了操作系统以后，我们需要解决的问题就是用什么工具来开发客户端软 件，选择的原则是其能够为我们提供一个高速、高效、兼容性好的开发环境，为此 我们考察了多种开发工具。从测试系统的开发角度，由于系统的特殊性，要求编写 的软件不但向下要与硬件相连，向上还要进行的数据处理、显示与存储，并要有具 备优秀的界面设计和很强的易用性，要求系统具有强大的数据库支持，报表打印等。 如今有的测试系统不少是基于b c 、v c 或v b 等开发的，要使之具有上述功能编 程难度较大。若想在短期内开发出产品，而采用混和语言编程，会使得系统的各部 分关联性差、系统庞大、结构臃肿、效率低下、速度缓慢、易用性差等，当然不能 很好地满足用户的需要。 d e l p h i 是b o r l a n d 公司推出的一种功能强大的高级编程语言，其具有的可视化 面向对象的特性，将w i n d o w s 编程的复杂性封装，实现可视化设计和o b j e c tp a s c a l 语言的有机结合，特别适于在w i n d o w s 环境下图形界面和用户程度的编制。d e l p h i 的伸缩性很强，控件功能强大，往往只需编写较少的代码就可以实现较复杂的应用。 现在自动化系统中常采用单片机作为下位机、p c 机或服务器作为上位机，二者通过 串口接收或发送数据。 d e l p h i 能很好地解决其他丌发平台不能解决或解决得不够好的问题。它使用户 能在w i n d o w s 2 0 0 0 和w i n d o w sn t 下刀= 发出3 2 位的w i n d o w s 应用程序，它内含优化 了的3 2 位的n a t i r e - - c o d e 编译器，开发程序要比v b 等产生p c o d e 的程序快1 5 到5 0 倍，凭借其内置的数据库引擎b d e ( b o r l a n dd a t a b a s ee n g i t i e ) ，包括t t x , t c s 数掘的访问能力，其数据库的时端处理能达到专业数据库软件的水平。它具有 高度易用的可视化丌发方式，很高的代码编译效率，它全面支持a c t iv o xo j i l 华北电力人学硕士学位论文 i n t e r n e t ，具有强大的底层处理能力，强大的异常处理机制，以及强大的报表打印 功能，还有d l l 文件的简便生成，和对d d e 、o l 。e 的完善支持。d e l p h i 还全面支持 面向对象o o p 设计，内含功能强大的可视化控件库v c l ( v i s u a lc o m p o n e n tl i b r a r y ) v c l 对于d e l p h i 如同m f c 对于v c 和o w l 对于b c ，但v c l 具有更强的可视效果和易 用性，基本达到了“所见即所得”的要求，极大地提高了编程人员的效率。综合以 上原因，考虑到在本系统中要求实现的功能复杂，包括数据库支持、大量的用户界 面设计，线程传输，而且考虑到系统的开发周期比较短，故在系统的规划之初，就 选用了d e l p h i 7 0 作为软件的丌发平台。 3 ，3 3 服务器 监控系统的开发当然离不开后台数据库的支持，选择何种数据库管理系统也是 总体设计中需要考虑的一方面。市面上有许多种类的数据库管理系统，包括 m i c r o s o f t 公司的a c c e s s 、s o ls e r v e r ，i b m 公司的d b 2 ，i n f o r m i x 公司的i n f o r m i x ， o r a c l e 公司的o r a c l e 数据库及s y b a s e 的产品等。其中a c c e s s 数据库最便宜，适 合小型应用，并且支持一定的事务处理功能，但是数据的保密功能比较差，网络功 能较弱，故应该排除。而d b 2 、i n f o r m i x 、o r a c l e 等数据库是当前流行的主流数据 库，功能强大，售后服务完备，但价格比较昂贵。综合功能、价格因素以及d e l p h i 前台访问的支持力度，w i n d o w s 操作系统本身的兼容性，使用的难易程度等方面来 考虑，该系统最终选择了s o ls e r v e r 2 0 0 0 作为数据库后台管理系统。 数据库管理系统是一个用来管理数据库的软件包，是数据库能够f 常工作的核 心。它对于数据库就如同操作系统对于硬盘，对数据库的所有操作，包括创建各种 数据库的数据类型、表单、视图、存储过程，以及其他的数据库应用程序对于数据 库中数据的读取和修改，都是经由数掘库管理系统完成的。而数据库应用程序所接 触的只是数据库的接口，这个接口也就是数据库管理系统的接口函数。当数据库应 用程序把对于数据库数据的操作指令通过数据库管理系统的接口函数发给数据库 管理系统后的切工作都只是数据库管理系统的了，数据库应用程序所要做的就只 是等候数据库管理系统把它所需要的数据给它，然后进行加工处理。 3 4 数据库设计 数据库的定义是由蕴含着一定的意义的数据，一些按照一定的规律组织起来所 组成的数据集合。在数掘库中除了用一蟪作为外部信息的数据之外，还有一些内部 信息数据。这些数据定义了数搦库的用户及其相应的权限，数据库表单的定义等等 1 2 华北电力人学硕十学位论文 通常把存放这些数据的地方叫做数据字典。数据字典是由数据库系统自行创建并自 动维护的，它实际上也是数据库的一组表和视图，与其它的表单和视图并没有物理 结构上的区别，唯不同的是它的内容。 关系数据库的基本数据结构就是二维表，每一张二维表对应着一种联系。表的 每一行称为记录( 也叫元组) ；表的每- n 称为属性( 也叫字段) ；而域就是属性的取值 范围。主码是对于这张表的唯一标识，即一个列或几个列的组合，主码最显著的特 点就是在任何给定的时间，没有两个主码包含相同的值，这个称作主码的唯一性原 则。同时主码中的每一个属性都不能被去掉，而同时仍能够保持主码的唯一性，这 个我们称作主码的最小性原则。 3 4 1 主要表 在进行数据库结构设计时，应考虑到门禁监控系统的使用要求和业务逻辑，以 及监控点数据种类。系统构建的s o l 数据库名字为t d d b ，包含了1 1 1 个表，以下对 萁中主要的表做出说明。 表3 1 数据库中主要表的说明 编号英文名 中文名 表包含的主要信息说明 持卡人编号、姓名、密码、 部门名称、职称、有效起始 1c a r d h o l d e r持卡人日期、创建日期、激活标志、 卡号类型、访问级别编号、 访问级别名称、人员相片等。 事件编号、事件名称、事件 日期与时间、人员编号与姓 2e v e n t s 事件 名、设备编号与姓名、操作 者等 电录号、p c 名称、主控标志、 3p c 计算机 i p 地址、对象类型等。 编号、波特率、串口号，起 4 p c p o r t p c 串口 始位、校验位等。 记录号、控制器名称、类型、 对应p c 的记录号、控制器 5 p a n e l 控制器 地址、串号、字符延时、 卡号类别、 f ，代弓等。 华北电力人学硕十学位论文 读卡器号、名称、控制器号、 读卡器类型、激活标志、开 6 r e a d e r 读卡器门时间与监控时间( 秒) 设 定、卡格式、读卡器地址、 报警监视标志等。 7 ti m e z o n e时间区时间区编号、时间区名称 时间区段编号、区段名称、 8 t i m e i n t r时间区段 开始时间、结束时间、星期 数、假日类型等。 访问级别编号、访问级别名 9 a c c e s s l e v e l访问级别 称 访问列表编号、访问级别编 1 0 a c c e s s l e v e l l i s t 访问列表号、读卡器编号、时间区段 编号等。 地图编号、地图名称、图标 1 1 m a p 地图 等 地图面板编号、坐标x 轴、 1 2 m a p p a n e l 地图面板坐标y 轴、缺省状态图标 等。 1 3 t h r e a d s 线程线程编号、线程名称 1 4c a r d s t a t u s 卡状态状态标识 事件号、事件类型号、事件 1 5 e v e n t s t y p e事件类型子类型号、事件描述内容 等。 假同编号、假h 名称、月份、 1 6 h o l i d a y假f 1 r 期、假同类型等。 4 华j 电力大学硕 学位论文 i d 编号、使用者名称、权 1 7 o p e r a t o r 操作者 限类别编号、密码、用户类 别等。 授权自动编号、授权系统 1 8p e r m i s s i o n m e n u 授权菜单号、授权操作名称、菜单英 文名称等。 授权号、固定菜单项、菜单 1 9p e r m i s s i o n r e f a t i o n 授权关系状态项( 可见与否、虚化) 等。 报警记录号、报警段名称、 2 0a 1 a r m z o n e 报警区报警设备号、激活标志、地 址等。 字体编号、字体名称、字体 2 1f o n t 字体大小、颜色、加粗与斜体标 识等。 3 4 2 表间关系 在以上众多的表中存在着紧密的联系，以下列举某些系统规划中应用的较为重 要的表，对各表间关系做出说明。 ( 1 ) 人员权限管理各表的关系 用户权限管理是数据库系统安全的保证，其主要实现功能包括：用户账户创建 ( 由有权限的系统管理员创建) 、账户权限修改及删除( 由有权限的系统管理员创 建