（计算机科学与技术专业论文）一种新型的门卫管理设备系统研究与开发.pdf

摘要 摘要 传统的门卫登记流程一般是来访人员到传达室必须出示有效证件，并 由本人手写见会客单，管理人员电话联系被访人，征得被访人同意后持会 见单，检验无误后才可以进入办公区；会见结束后，出门时将会客单由保 安收回进行整理后存档。每日、每周、每月要将会客单记录本交各部门进 行核实并对会客登记进行整理并存档。 针对当前传统的门卫登记方式，为适应当今信息化和安全性的要求， 设计和生产出一种新型的门卫登记管理设备。该设备的工作过程是这样的， 有人员来访时，根据来访人的需要在机器里选择被访人，通过系统自动拨 号与被访人联系确认，经确认后，登记处工作人中将来访人的证件进行扫 描，之后，系统打印一张进门条，该来访人持进门条进入。完成拜访后， 由被访人在进门条上签字确认，来访人出门时做出门注销。 本论文主要论述了我们自己开发的一种新型门卫管理设备系统，主要 研究与开发工作包括： ( 1 ) 将扫描仪、打印机、读卡机、摄像头以及触摸屏这些设备经过一 台电脑主机把它们有机地连接起来，就组成了一台我们所开发的门卫管理 系统中的主要设备。 ( 2 ) 阐述了这种新型门卫管理设备系统的硬件组成以及软件设计，并 给出了设备系统的实际应用情况。 这是门卫管理的一次革命，是科学手段取代落后管理方式的必然。它 不但确立了门卫的信息管理模式，而且提高了工作效率，树立了企业形象， 让门卫管理工作更快捷、准确、安全，真正做到了科学化、信息化、规范 化。 关键词：门卫管理登记科学化规范化 北京交通大学工程硕士专业学位论文 a b s t r a c t t h ep r o f e s so ft r a d i t i o n a lg u a r dr e g i s t e ri s ，f i r s t l y , av i s i t o rm u s ts h o wh i s a v a i l a b l ec e r t i f i c a t ea n dw r i t eo nar e c e i v eb o o kb yh i m s e l t h eg u a r dc a l l s t h ev i s i t e dp e r s o n , t h ev i s i t o rc a l lg oi n t ot h eo f f i c ea f t e ra g r e e d s e c o n d l y ，a f i e r m e e t i n g , t h ev i s i t o r sp a p e ri st a k e nb a c kb yt h eg u a r d t h i r d l y , t h ev i s i t o rp a p e r s a r ec h e c k e da n ds a v e db ys o m es e c t i o n s e v e r yd a y , e v e r yw e e ka n de v e r ym o n t h t ot h et r a d i t i o n a lg u a r dr e g i s t e rw a y , f o rt h en e e do fi n f o r m a t i o na n d s a r y , d e s i g n i n ga n dp r o d u c t i n gan e wg u a r dr e g i s t e rm a c h i n e i t sp r i n c i p l e i s , w h e ns o m e b o d ec o m e st ov i s i t ，a c c o r d i n dt ot h ev i s i t o r , l o o k i n gf o rt h ev i s i t e d p e r s o n i n m a c h i n e ，t h r o u g ha u t o m a t i cd i a l i n gs y s t e mr e l a t i n g t h ev i s i t e d p e r s o n , t h e ns c a nt h ea v a i l a b l ec e r t i f i c a t eo ft h ev i s i t o r , p r i n t i n gap a p e r , t h e v i s i t o rt a k e st h ep a p e rg o i n gi nt h ed o o la f t e rv i s i t i n g t h ev i s i t e dp e r s o ns i g n so n t h ep a p e ra n dt h ev i s i t o ri sd r a w no u ta f t e rl e a v i n g i nt h i sp a p e r , w ea d d r e s san e wg u a r dm a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p e db y o u r s e l v e s t h em a i nr e s e a r c hi sa sb e l o w ： ( 1 ) t h en e wg u a r dm a n a g e m e n ts y s t e m i sc o n s i s to fs c a n i n g m a c h i n e ，p r i n t i n gm a c h i n e ，c a r d i n d m a c h i n ea n d t o u c h i n g m a c h i n e ( 2 ) w eh a v ed e s i g n e dt h eh a r dm a t e r a la n dt h es o f t w a r eo ft h en e w g u a r dm a n a g e m e n t ，a n dh a v et o l dh o w t ou s et h es y s t e m t h i si sag u a r dm a n a g e m e n tr e v o l u t i o n i t sn e c e s s a r yo fs c i e n c ei n s t e a do f t h eo l d e rm a n a g e m e n t w a y rn o to n l ys e t su pan e wm a n a g e m e n tm o d e l , b u t a l s o i m p r o v ew o r ke f f i c i e n c y i tl e t sg u a r dm a n a g e m e n tm o r er a p i d ，c o r r e c ta n ds a f e ，i t i st h et r u ed i g i t a l ，s c i e n t i f i ca n dr e g u l a r k e yw o r d s ：g u a r dm a n a g e m e n t ，r e g i s t e r , s c i e n t i f i c ，r e g u l a r i i 第1 章绪论 第1 章绪论 本章介绍了论文选题的研究背景和研究意义，所开发系统的应用及其 前景。最后说明了论文的研究内容和目标以及论文的组织结构。 1 1 研究背景与意义 中国出现门卫已经有几千年的历史了，门卫之制早在夏代已产生，吕 氏春秋音初记夏后氏孔甲“入于民室，主人方乳，后乃取其子以 归，子长成人，幕动坼榇，斧斫斩其足，遂为守门者。”由古时候的管 家管理演变成目前的专业门卫人员管理，这其中一直沿袭着用纸和笔来登 记造访者的信息资料。 据史料记载，古时候人们要是去拜师会友或到政府机构办事，都必须 先递拜会贴经门房通报给管家( 或叫总管) 后，再经管家( 或叫总管) 通 报给主人，同意后方可见面。古籍周礼地官掌节载：“掌守邦节， 而辨其用，以辅王命门关用符节”。汉代虎符沿袭秦制，唐代改用 鱼符，武周一度用龟符，二者皆可系佩，与牌无异，宋以后皆用牌。这些 通传的手续十分繁琐，耽误时间，容易误事。通过这些通传中用的牌或是 帖子作为日后登记备案来访人员的资料存档起来，这就是原始的门卫安全 登记制度。 目前每天到政府机关或大中型企业办事的人员流动性十分频繁，门卫 管理采取传统的登记方式来登记统计来访人员。首先来访人员到传达室必 须出示有效证件，并由本人手写会见单，由管理人员电话联系被访人，征 得同意后持会见单，到门口保安面前交会见单，检验无误后才可以进入办 1 北京交通大学工程硕士专业学位论文 公区。二是会见结束后，出门时将会客单由保安收回进行整理后存档。三 是每日、每周、每月要将会客单记录本交各部门进行核实并对会客登记及 会客单再进行整理并存档。经过这三道程序后，才算是真正意义上完成了 门卫登记管理工作。 下面让我们来分析一下完成这三道程序所花费得人力和物力及时间。 目前一个入从办理登记手续到被访入允许进入需要2 5 分钟，在 人多时排队还要再加7 8 分钟左右。 每天需要大量的纸张，每周需要几本，成本比较大，日积月累是 一笔不小的开支，存在巨大的资源浪费。 对人员的查询分析非常不便，要找到一个人来访次数，具体时间 和结束时间非常困难，基本无法分析。 存档不方便，一年的记录薄超过2 0 0 0 册，由于纸张等原因，保存 不便。 来访人员登记的笔迹潦草不清，无法核对其真实性，可追溯性极 一 d o 由于来访人员太多，在同一地点填写入门登记和出门登记，秩序 混乱、费时费力，影响了机关单位的整体形象及办事效率。 因为巨大、枯燥的工作量，漏检漏登、串访的现象就会出现。 在很多的单位，由于没有记录来访人员的有效方法，进门、出门 都出现了散乱、很难管理的局面。 显而易见，这种传统的门卫登记管理已经不能适应社会的发展需求， 越来越需要出现一种先进的、省时、省事的门卫管理系统。随着人员流动 越来越频繁，现在社会各单位门卫管理承受的压力正在越来越大，越来越 多的单位将如何解决现有门卫管理列入议事日程之中。 2 第l 章绪论 1 2 门卫管理的市场前景 据调查，目前有三种用户将会率先改善门卫管理的传统模式。下面， 我们分析这三类用户的特点。 1 2 1 国家机关与行业管理机构 列入此类用户均是社会的管理部门。这部分单位一直在致力于如何提 高面向公众的服务效率、服务形象。近5 年来信息化、电子政务、m i s 的 引入也是这部分用户起到带头作用。 对于另外一些特殊行业如军队和监狱等，由于技术保密和纪律要求， 安全要求级别一直很高，对外来人员的管理需求与门卫管理的信息化非常 吻合。 用户特点：根据市场调查反馈，这部分用户对于产品价格不是很在意， 但是对产品质量，尤其是售后服务非常看重。 1 2 2 生产单位、大型工矿企业类 列入这类用户的单位传统上就是注重生产安全，资产安全的部门。门 卫管理的概念对这类用户吸引力很大。随着工业化生产的逐渐普及，这些 企业对于保卫安全生产的设备逐年加大投入，从安防市场上的表现来看， 生产单位、大型工矿企业是构筑安防市场的中坚力量。 由于门卫管理的概念与安全生产结合非常紧密，将来会成为大型企业 生产管理的一部分，有望在几年内成为我国生产型单位安防的标准配置。 根据市场调查反馈，这部分用户对于自身安全需求很在意，但是对于 门卫管理需要加强的概念还是决定于一把手的信息化意识、安防意识，这 样导致接受程度参差不齐。但对于有目的的改善门卫管理的生产型单位来 说，普遍需求表现为价格适中，产品质量过硬，售后服务响应较快的产品， 1 北京交通大学工程硕士专业学位论文 总体上更加倾向于追求性价比。 1 2 3 高档居住社区类 之所以此类用户是门卫管理需求的潜在用户，是建立在安防民用化的 大环境下。随着社会的发展，人对于自身安全要求越来越高，中高档社区 的居民尤其如此。而一般中高档社区都有专职的物业管理公司，他们的存 在为门卫管理在社区的推广提供了市场普及的可能性。另一方面，国家对 社区管理的相关法律法规也渐渐出台，比如建设部有关数字化、智能化社 区的建设大纲中就提出了数字化社区必须要有完善的门卫管理系统的要 求。 中高档社区对于自身安全需求很在意，但是对于门卫管理需要加强的 还掣肘于投资与管理。一方面，社区住户的对自身安全要求越来越热。另 一方面开发商对数字化社区概念模糊，有限的资金如何完善数字化社区的 大概念也比较两难。作为使用单位的物业公司就显得矛盾，一边关注于居 民的热切反映，一边还需要与开发商协调。短期内，只有那些自身要求严 格，正规的大型物业管理公司在实施改善门卫安全管理。 要想彻底改变这个局面，普及门卫管理的概念，关键还是在政府法规 的引导，以及监管机关的数字化社区执行力度。 根据市场调查反馈，中高档社区对门卫安全管理的概念接受程度较高， 潜在需求很大。但考虑购买的时候，他们更加看重产品的价格和功能，而 对于售后服务、产品质量要求并不苛刻。 1 3 本文的主要工作与组织安排 本文的主要工作是介绍一种我们自己开发的一种新型的门卫管理设备 系统，它是一种先进的、省时、省事的门卫管理系统。该系统在于将热敏 ，4 ， 第1 章绪论 打印机，便携式扫描仪、触摸屏，读卡机通过计算机有机地结合在一起， 组成一台一体机，主要的研究工作是进行软件系统和网络系统的设计以实 现一种新型的门卫登记管理方式。 本文的组织如下： 第l 章绪论。介绍本文研究内容的背景情况，市场前景，包括本文的 主要工作与组织安排。 第2 章门卫管理设备的系统概述。通过对传统的门卫管理方式的分析 得出新型门卫管理设备的优势所在。 第3 章门卫管理设备系统的设计方案。给出了方案的结构分类和系统 结构图，进行了功能描述。 第4 章设备的硬件系统。介绍了新型的门卫管理设备在硬件上所使用 的扫描仪、高速热敏打印机、射频卡等硬件设备，分别介绍了它们的原理 和选型。 第5 章门卫设备的软件系统。介绍了软件的整体特性，软件开发工具 v b 和a c c e s s 的一些相关知识以及查询端代码的实现。 第6 章主机设备的应用流程。包括录入、登记、查询、修改等各个应 用环节。 第7 章结束语。总结本论文内容，提出存在的问题，指出了继续研究 和开发的方向。 5 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第2 章门卫管理系统的概述 信息化的门卫管理抛弃了传统的纸和笔，开创了一静崭新的登记模式。 本章通过对传统门卫管理方式的分析，得出新型门卫管理设备系统的优势 所在。 2 1 传统门卫管理方式的分析 政府机关，企事业单位、部队、学校、居民小区等一般均在大门出入口 处设置门卫或传达室，对进出的非本单位人员( 包括车辆) 进行管理及咨 询服务，管理及咨询服务的内容主要包括查验出入者的身份及记录进出时 间、引导出入及联系被访者等。 通常，来访人员进出单位的一套完整的流程如图2 1 。 下面让我们来分析一下这种传统的门卫管理方式所花费的人力、物力、 时间及成效： ( 1 ) 门卫管理人员咨询服务、查验证件、查看填写的会客单、电话 联系被访者，一套完整的、负责任的流程下来，费时费力，门卫工作量大， 来访者嫌繁琐，影响了单位的整体形象及办事效率。 ( 2 )由于门卫管理人员枯燥且较大的工作量，漏检漏登、串访的现 象就会出现，往往使得门卫管理制度流于形式。 ( 3 ) 来访者填写的会客单，往往笔迹潦草不清，可追溯性差，又无 法核对其真实性。 ( 4 ) 门卫管理一般只注重入门管理，对出门往往疏于管理。尤其在 大门很多的单位，由于没有记录来访人员的有效方法，进门、出门都出现 6 ， 第2 章门卫管理系统的整体分析 上 咨询并查验有效证件 ( 包括身扮i 芷工作证，介绍信等， 根据需要复印证件) 上 【埴写会客登记单 i( 登记单般分两栏，苴中栏访客需带进， l由被访者签字，出门时交给门卫) 上 门卫管理 员电话联羞被访 访客可铑遇到内门门卫需出示会客单，l 或需要门卫并门( 磁卡门或密码门i 上 l 访客会见结束可能从另大门出， l 并将会客单交还给门卫- 门卫整理存挡 l 上 ( 结束 ) 图2 1 来访人员进出流程 了散乱、很难管理的局面。 ( 5 ) 对人员的查询分析非常不便，要找到一个人来访的次数、具体 的来访时间和结束时间都非常困难，更无从分析。也直接导致了经常来访 者每次来访都要出示相同的证件、填写相同的信息。 显而易见，这种传统的门卫登记管理已经不能适应社会的发展需求，越来 越需要出现一种先进的、省时省力，科学的门卫管理系统。随着人员流动 越来越频繁，现在社会各单位门卫管理承受的压力也越来越大，越来越多 的单位将如何解决现有门卫管理列入议事日程之中。 7 北京交通大学工程硕士专业学位论文 2 2 应用信息技术的门卫管理系统的优势 我们所说的“门卫管理”，其管理的主体是“入”，也就是我们所说的 “访客”，在各行各业都大力提倡“以人为本”的环境下，门卫管理也应该 以“访客的需求”为核心，在保证“安全门卫”的基础上，应尽可能应用 信息技术使访客管理“智能化”。 访客管理的“智能化”能够体现在哪些方面呢? 或者说，对于传统的 门卫管理，智能访客管理系统具有哪些优势呢? ( 1 ) 触摸屏了解单位、明确访问对象 有的访客是第一次来访，对访问单位不是很了解，而且不明确此次访 问应该对应哪个部门、哪个人或哪个楼层、哪个房间。 传统方式：向门卫咨询，有的门卫对单位部门及人员并不熟悉，无法 给访客以明确答案。而且，由于来访无确定被访对象，往往被拒之门外。 智能化：应用触摸屏，介绍单位，包括部门、职能、人员及电话、房 间号等等，访客自行查询。根据单位需要，也可设置人员的日程安排，访 客可查询到当前能否访问。 同时，触摸屏可外接视频播放设备( 如液晶电视、投影机等) ，可同时 播放单位宣传片或电视节目等。 ( 2 ) 电话语音一直接建立与被访者的语音通道 传统方式：门卫根据访客提供的信息，查询被访者电话号码，并电话 联系，告知访客的姓名及事由。若访客多，门卫一一电话传答，累；且均 为转告，姓名及事由往往说不清楚，费时费力。 智能化：访客自行查询触摸屏，点击被访者姓名( 或照片) ，则自动进 行电话语音呼叫。门卫可根据被访者提供的指示( 声音或灯光) 选择准入 或禁入。 ( 3 ) 视频一如可视电话，被访者能看到访客的相貌 8 ， 第2 章门卫管理系统的整体分析 传统方式：被访者只能知道访客的姓名及单位信息，并不能看到访客 的相貌。 智能化：在触摸屏上安装一个摄像头，访客电话呼叫的同时，被访者 的计算机自动弹出视频窗口，显示访客的视频。同时可设置语音提示，以 指示此电话呼叫为门卫分机的呼叫。 被访者可在不接听电话的前提下，通过视频看访客的相貌，鼠标点击 “同意进入”或“禁止进入”按钮，门卫处以声音或灯光指示，门卫根据 指示准入或禁入。 当前的政府机关、企事业单位、部队、学校等，计算机应用已相当普 及，不见得每个人都有一台计算机，但起码每个办公室有一台，所以，电 话呼叫的同时，计算机屏幕弹出访客视频是可应用的。当然，也同样可实 现双向视频。 ( 4 ) 扫描一身份证、工作证、介绍信等证件扫描存储 传统方式：门卫一般只是查看一下证件，并不存储，事后不便追查。 有的单位可能复印留存，但复印质量不佳、有的证件复印不方便、复印存 在一定成本、复印件不易管理和查询、复印证件与访问时间的对应关系。 智能化；结合软件，扫描存储当前访客的证件信息。对于非首次来访 的访客，在软件中登记姓名时，会自动检测是否已存在记录，若已存在， 门卫管理人员可根据情况选择不再录入或扫描，加快登记时间。 ( 5 ) 数码拍照数码像机( 或数码摄像头) 拍摄访客头像，与其 它信息一起存储 传统方式：无法存储访客照片信息，即便是复印证件，由于证件照片 清晰度差和时效性差，因此可用性差。 智能化：可设置数码相机或数码摄像头，在访客登记或呼叫被访者的 同时拍摄照片并存储。姓名、单位等文字资料，加上扫描的证件信息和拍 北京交通大学工程硕士专业学位论文 摄的照片信息，加上系统自动记录的来访时间信息，软件定义的被访者部 门及人员信息，形成一套完整的访客来访数据资源。 ( 6 ) 打印系统自动打印会客单 传统方式：访客需填写两栏的会客单，内容一般包括“访客姓名”、“单 位”、“同行人数及姓名”、“证件名称及证件号”、“联系电话”、“被访者姓 名及部门”、“访问事由”、“来访时间”等。访客填写，一是费时，二是字 迹易潦草，三是内容易简单或验证困难。通常，访客拿会客单的一栏进入， 由被访者签字，出门时再交给门卫，但忘记签字、出门不交的现象经常发 生，久而久之，此制度难以继续执行。 智能化：通过智能访客管理系统的一系列配套功能，辅以微型打印机 自动打印会客单。若门卫在计算机输入方面有困难，可以只打印出自动记 录的信息，如来访时间、被访人姓名部门等，访客在打印的会客单上再填 写姓名和单位信息，相对会节省填写的时间。 ( 7 i c 卡与门禁 传统方式：配有门禁系统的单位，访客进门时，需要管理人员通过i c 卡、指纹或密码开门。或者先电话联系被访者，由被访者开门。 智能化：由门卫登记管理时，根据被访者的所在，发放相应的i c 卡， 由访客刷卡进门。也可设置i c 卡的密码的实效性，即在规定时间内可用。 访客通过触摸屏、网络视频与被访人直接联系时，也可设置被访人在 同意访客进入的同时，控n l - j 锁开启。 ( 8 ) 网络与数据库 传统方式：没有网络与数据库，传统方式的门卫管理已不能适应社会 的发展需求，多个大门的管理，及数据的查询统计就更无从谈起了。 智能化：应用网络与数据库的智能访客管理系统，结合相应的硬件设 备，可满足政府机关、企事业单位、部队、学校、居民小区等不同的门卫 第2 章门卫管理系统的整体分析 管理需求，满足访客来访登记的管理需求，也满足了历史数据的查询与统 计分析的需求，同时树立了良好的单位形象。 2 3 应用门卫管理系统的意义 ( 1 ) 安全有效性：门卫管理的基本要求是“安全”要求，应用智能访 客管理系统，以电子方式记录和存储访客的证件资料、照片、进出时间、 被访部门或被访者、门卫管理者，一旦出现安全问题，可有效追查。 ( 2 ) 访问高效性：门卫管理人员的简单操作，省时省力；访客的自行 操作，直接建立与被访者的联系；历史数据的查询调用，避免重复；各大 门联网，任意进出这些均体现了访问的高效性。 ( 3 ) 树立单位形象：门卫管理是单位管理形象的一个门面，而且是第 一门面，门卫管理的好与差，直接影响到单位的形象。把科学先进的信息 技术应用于门卫管理，体现了单位信息化应用的广度和深度，其安全的有 效性和访问的高效性，使门卫管理人员工作更加负责，使访客对单位的形 象更加认可。 ( 4 ) 科学统计与分析：门卫管理不仅仅是单纯的记录进出、安全保 卫，对于某些单位而言，有哪些人来访、哪些单位来访、访问哪些部门或 人员、各个时间段的来访量、来访者的来访次数等等，这些统计数据往往 成为问题分析与领导决策的一个重要依据。 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第3 章门卫管理设备系统的设计方案 3 1 结构分类 门卫管理设备系统可分为两种结构，即无人值守型和来访登记型。 3 1 1 无人值守型 无人值守型门卫管理设备系统特点： 适用于无人值守或少人值守； 访客不需要登记： 访客自主查询触摸屏并语音拨叫； 视频通话； 被访者通过计算机指令可控制门禁、准入指示灯等。 3 1 2 来访登记型 来访登记型门卫管理设备系统特点： 适用于来访者登记，门卫管理； 简要信息登记； 证件扫描； 数码拍照； 打印会客单或发卡； 历史数据查询统计。 3 2 系统结构图 下面图3 ，i 和图3 2 分别给出了两种类型的系统结构图。 1 2 一 第3 章门卫管理设备系统的设计方案 3 2 1 无人值守型 图3 1 门卫管理设备系统( 无人值守型) 结构图 3 2 2 来访登记型 图3 , 2 门卫管理设备系统( 来访登记型) 结构图 1 3 北京交通大学工程硕士专业学位论文 3 3 功能描述 下面对门卫管理设备系统的两种功能描述一下。 3 3 1 无人值守型 ( 1 ) 触摸屏查询系统，介绍单位概况及部门与人员、发布通知公告、 展示产品等。 ( 2 ) 触摸屏主机可连接液晶电视、投影仪等显示设备，显示设备的 播放内容可以相同也可以不同。 ( 3 ) 访客通过触摸屏查询被访人，点击被访人姓名或照片即发出电 话拨叫请求，根据被拨叫号码当前状态做出响应，接通后即可进行通话。 ( 4 ) 呼叫请求发出同时，被访人电脑屏幕弹出访客视频窗口，被访 人也可不接听电话，直接点击“准入”或“禁入”按钮，访客或门卫可看到灯光 指示或听到语音提示。 ( 5 ) 若连接门禁系统，被访人可控制开门。 3 3 2 来访登记型 ( 1 )触摸屏查询与电话呼叫功能：可集成无人值守型的管理系统， 或在无人值守型的基础上扩展登记功能，实现触摸屏查询，电话呼叫功能。 ( 2 ) 扫描证件功能：扫描各种有效证件，做到人员、证件、照片统 一，也可以替代门卫完成入门登记工作，高效准确地记录、存储来访人的 相关信息，提高了安全性。通过文字识别模块，可自动解析姓名、单位、 证件号码等信息，自动存储到数据库中，及在会客单上显示来访者的身份 信息。 ( 3 ) 数码拍照功能：安装数码摄像头，对访客拍照，留下真实相片。 ( 4 ) 打印会客单功能：自动打印会客单，简洁高效。 1 4 第3 章门卫管理设备系统的设计方案 ( 5 ) 射频卡及门禁功能：可集成射频卡发卡销卡与门禁管理功能， 射频卡循环使用。 ( 6 )网络与数据库功能：海量数据存储，并实现远程管理、信息查 询、报表统计功能。 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第4 章门卫管理设备系统的硬件组成 门卫管理设备在硬件上集成了扫描仪、高速热敏打印机、射频读卡器 等硬件设备，本章分别介绍这些设备的应用原理、功能以及我们的选型。 4 1 扫描仪 扫描仪是门卫管理设备系统的重要组成部分，下面介绍一下其基本原 理和我们的选型。 4 1 1 扫描仪的原理 目前在扫描仪主流市场上所采用的图像传感器主要有两种，分别是 c c d ( c h a r g e - - c o u p l e d d e v i c e 电荷耦合器) 技术和c i s ( c o n t a c t l m a g e s e n s o r 接触式图像传感器) 技术，虽然同样都是把光学信号转变成电信号的器件， 但c c d 和c i s 在原理和应用上却存在很大差别。c c d 技术主要应用于平 板扫描仪上，它是在传感器表面进行光学成像，需要一整套光学系统，包 括照明光源、好几个反光镜和光学镜头。尽管扫描仪厂商费尽心机地使它 变小变轻，但由于其该技术固有的特点，无法从根本上实现小巧轻便，以 满足移动的需要。c i s 技术则是采用一列内置的发光二极管照明，接触在原 稿表面读取图像数据。体积小结构简单，采用c i s 技术的扫描仪没有附加 的光学部件，又轻又小，使整个扫描仪的厚度也变得很薄。再加上c i s 器 件集成化程度很高，对运输和使用环境的要求也不是非常严格。从而可以 实现扫描仪便携化的需求。 c i s 技术和c c d 技术几乎是同时出现的，但早期的c i s 由于性能品质 1 6 第4 章门卫管理设备系统的硬件组成 差、扫描精度低，分辨率最高只能达到2 0 0 d p i ，曾一度从扫描仪市场销声 匿迹了。但随着移动需求和价格竞争的发展，部分扫描仪厂商开始另辟蹊 径，重新搬出了c i s 接触式感光技术。诞生于硅谷的矽感科技成为了这一 技术领域的先行者。矽感科技通过对c i s 技术进行改进，使基于c i s 技术 的扫描品质有了质的提升，分辨率达到了6 0 0 d p i ，并利用他自身在c i s 技 术上的领先优势开发出了新一代便携式扫描t r a v e l s c a n 系列，使c i s 技术 重返扫描仪市场。 在激烈的市场竞争条件下，扫描仪的便携化，为扫描仪找到了一个全 新的市场竞争亮点。矽感科技针对移动办公的需要，运用其世界领先的接 触式光感技术c i s ，精心打造出的轻巧时尚的t r a v e l s c a n 系列便携式扫描 仪，解决了现代商务人外出办公的不便，满足了现代商务人的个性化需求。 4 1 2 选型及主要参数 我们选用矽感科技生产的t d f s 5 3 1 ( e 验通) ，主要参数如下： 扫描仪类型接触式扫描仪 扫描元件c m o s 最大幅面a 6 光学分辨率 6 0 0d p i x 6 0 0d p i 最大分辨率 6 0 0d p i x 6 0 0d p i 色彩深度3 6 位 扫描速度2 5 毫秒，线( 灰) 7 5 毫秒线( 彩色) 预扫时间 1 0s 接口usb 1 1 我们选用矽感科技生产的t d f s 5 3 1 的主要原因是它具有以下特性： 专为各种证件定制，4 秒钟完全采集图像信息； 北京交通大学工程硕士专业学位论文 硬件专利技术完全去除身份证的底纹及表面防伪信息； 配合矽感身份证全信息识别系统，自动提取第一代身份证、第二代 身份证、护照、驾照、户口本等信息，真正实现各种证件的电子化 管理； 可采集条码图像并在微机端解码，包括c m 二维条码、p d f 4 1 7 二 维条码、及各类一维条码； u s b 接口，无需专项供电，小巧便携，经久耐用； 亦可定制针对其它各种证卡或者票据的专用识别系统。 4 2 热敏打印机 热敏打印机是门卫设备的又一个重要组成部分，下面介绍一下其基本 原理和我们的选型。 4 2 1 热敏打印机原理 热敏打印机的原理是，在淡色材料上( 通常是纸) 覆上一层透明膜将 膜加热一段时间后变成深色( 一般是黑色，也有蓝色) 。图象是通过加热， 在膜中产生化学反应而生成的。这种化学反应是在一定的温度下进行的。 高温会加速这种化学反应。当温度低于6 0 c 时，膜需要经过相当长，甚至 长达几年的时间才能变成深色；而当温度为2 0 0 c 时，这种反映会在几微秒 内完成。 热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应 的图形。加热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供 的。加热器排成方点或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就 在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。控制加热元素的同一逻辑电 路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。 i r 第4 苹门卫管理设备系统的硬件组成 最普遍的热敏打印机使用一种带加热点阵的固定打印头，打印头设有 3 2 0 个方点，每一点为0 2 5 m m x o 2 5 r a m 。利用这种点阵，打印机可把打印点 在热敏纸的任意位置上。这种技术已用于纸张打印机和标签打印机上。 热敏打印技术最早使用在传真机上，其基本原理是将打印机接收的数 据转换成点阵的信号控制热敏单元的加热，把热敏纸上热敏涂层加热显影。 热敏打印机只能使用专用的热敏纸，热敏纸上涂有一层遇热就会产生化学 反应而变色的涂层，类似于感光胶片，不过这层涂层是遇热后会变色，利 用热敏涂层的这种特性，出现了热敏打印技术。 热敏打印技术的关键在于加热元件，热敏打印机芯上有一排微小的半 导体元件，这些元件排得很密，从2 0 0 a p i 到6 0 0 a p i 不等，这些元件在通过 一定电流是会很快产生高温，当热敏纸得涂层遇到这些元件时，在极短的 时间内温度就会升高，热敏纸上得涂层就会发生化学反应，现出颜色。 热敏打印机接收到打印数据后，将打印数据转换为位图数据，然后按 照位图数据的点控制打印机芯上的发热元件通过电流，这样就把打印数据 变成打印纸上的打印内容了。 4 2 2 选型及主要参数 我们选用中科巨龙p o s 8 8 i i i 作为选型，主要参数说明如下： 打印方式 最高打印速度 打印宽度( n l i n ) 分辨率 打印方向 纸张种类 纸张厚度 行式热敏式打印 1 5 0 毫米秒 7 2 2 0 3 d p i + 2 0 3 a p i 单向逻辑选距 卷纸 o 0 6 0 0 7 m m 北京交通大学工程硕士专业学位论文 体积1 9 2 m m ( l ) 1 5 0 m m ( w ) 1 5 0 m m ( h ) 我们选用中科巨龙p o s 8 8 i i i 热敏行式打印机的主要原因是它具有以下 特性。 简易上纸：全新的打印纸上纸革命。彻底消除打印机卷纸的上纸烦 恼： 完全兼容：专业的驱动程序设计，全面兼容e p s o n - t m 8 8 i i i 打印 机： 高速打印：打印速度高达1 5 0 m m s ： 长寿耐用：可打印1 5 0 0 万行，打印头走纸1 0 0 公里。 4 3 非接触式i d 卡读卡器 d 卡读卡器和扫描仪可以替换安装在门卫设备机上，下面介绍一下其 基本原理和我们的选型。 4 3 1 非接触式i d 卡的原理 非接触式d 卡系统由读写器和非接触式d 卡两部分组成。应用系统 通过读写器对卡进行操作；读卡器通过射频信号同步进行近距离通讯，并 为卡上芯片提供能量；非接触式d 卡响应读写器的指令，并报告处理的结 果。非接触式d 卡通过连接d 芯片的线圈在特定交变磁场中祸合获得高 压能量，非接触式d 卡的读写器通过发射线圈发射交变强磁场，强予 卡能量，通过磁场的断、续编码写入数据，并通过线圈感应d 卡发生的磁 场阅读d 卡发来的数据；d 卡通过交变磁场获得能量，通过检验磁场的数、 续获得读写头写来的数据，并按设定的模式编码、调制，向读写头发出数 据。非接触式d 卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的一项新技术， 在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，它成功地将射频 2 0 第4 章门卫管理设备系统的硬件组成 识别技术和d 技术结合起来，解决了无源( 卡中无电源) 和免接触这一难 题，是电子器件领域的一大突破，与接触式i c 卡相比较，非接触式d 卡 具有以下优点：非接触式d 卡又称射频卡，是世界上最近几年发展起来的 一项新技术，在卡片靠近读写器表面时即可完成卡中数据的读写操作，它 成功地将射频识别技术和d 技术结合起来，解决了无源( 卡中无电源) 和 免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破，与接触式i c 卡相比较，非 接触式d 卡具有以下优点是可靠性高。非接触式d 卡与读写器之间无机 械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如：由于粗暴插卡、 非卡外物插入，灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，非接 触式d 卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲、损坏 等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片使用的可靠性。 由于使用射频通讯技术，读写器在l o c m 范围内就可以对卡片进行读 写，没有插拔卡的动作。非接触d 卡使用时没有方向性，卡片可以任意方 向掠过读写器表面，读写时间不大于o 1 秒，大大提高了每次使用的速度。 非接触式d 卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列 号固化，不可更改。世界上没有任何两张卡的序列号会相同。非接触式d 卡读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证d 卡的合法性，同时d 卡也验证读写器的合法性。非接触式d 卡在操作前要与读写器进行三次相 互认证，而且在通讯过程中所有数据都被加密。卡中各个扇区都有自己的 操作密码和访问条件。 非接触式d 卡由d 芯片、感应天线组成，封装在一个标准p v c 卡片 中，无外露部分。非接触式d 卡的读写过程，是由d 芯片与读写器之间 通过无线电波来完成读写操作。 非接触式d 卡是一种无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器 发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后， 北京交通大学工程硕士专业学位论文 与其本身的l c 产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分 则是结合数据信号，指挥芯片完成数据的修改、存储等，并返回给读写器， 完成一次读写操作。 4 3 2 选型及主要参数 我们选用w g l 0 2 6k i - i 读卡器，主要参数说明如下 工作电压：1 2 v d c 静态电流：小于3 0 毫安 动态电流：小于8 0 毫安 输出格式：国际标准w i e g a n d 2 6 b i t 感应距离：6 8 c m 传输距离：1 0 0 米 电路板尺寸：2 8 7 6 m m 配线长度：3 6c m 兼容卡片：e m i d 卡 环境温度：- - 4 0 至7 0 摄氏度 环境湿度：小于9 5 无冷凝 我们选用w g l 0 2 6k h 读卡器的主要原因是它具有以下特性： 抗金属屏蔽和读卡器相互干扰能力强。 性能稳定，先进的防死机电路设计，防浪涌保护，防错接保护。 使用纯数字式进口射频基站芯片，无误码设计。 智能化声音和灯光控制模式 符合国际标准的接线方式 蜂鸣器声音清脆响亮，不会受干扰变调。 传输距离长可达1 2 0 米。 第4 章门卫管理设备系统的硬件组成 时尚外型设计多款款式和颜色选择。 耐低温，耐高温。 扫描仪和打印机( 或读卡机) 经过一台电脑主机把它们的接口有机地 连接起来，再配上触摸屏和摄像头，就组成了一台我们的门卫设备，代替 人工来管理每天的来访人员了。 北京交通大学工程硕士专业学位论文 第5 章门卫设备的软件系统 新型门卫系统的软件开发选择了v i s u a lb a s i c 6 0 作为前台开发工具， m i c r o s o f ta c c e s s 2 0 0 0 作为后台数据库开发平台。在总体设计中按软件工程 的理论和方法进一步分析确定软件的模块及结构，数据结构和系统功能的 具体实现方案。 5 1 系统设计的整体特性 本设备的软件采用“以人为本”的设计理念，具有界面友好，操作简 单、培训方便、易于维护等特点。 5 1 1 开放性 在系统的设计和设备选型上选用符合国际标准的软硬件技术。采用这 些符合工业标准的技术及原理来设计和装备系统，系统具有可移植性强、 互操作性强、可扩展性强等特性，使系统具有更大的优越性和灵活性，并 且能够随着计算机技术的发展，方便地进行升级换代。 5 1 2 可靠性 系统的可靠性是重要的技术要求，主要包括以下几方面的内容： 网络系统的可靠性 主机系统的可靠性 数据库系统的可靠性 应用系统的可靠性 2 4 兰! 兰! ! 里堡鱼塑鏊堡墨丝 5 1 3 可扩展性 可扩展性是系统设计是否成功的重要标志，主要表现在以下几方面： 主机系统的可扩展性 网络系统的可扩展性 数据库系统的可扩展性 外围设备的可扩展性 系统设计应使各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统设计 模块化( 例如打印模块、扫描模块等) ，并且定义各部分和各子系统的规范 标准的接口，从而使系统提供良好的可扩展性。 5 1 4 互连性 系统设计应该考虑到与其它管理信息系统的联接，因而在设计中应选 用国际上流行的、符合工业标准的技术，从而容易实现各种机器的集成或 多种系统的互连，使系统本身具备良好的互连性，适合长远发展的要求。 以信息化管理为核心，把设备通过门卫的电话直接接入单位电话网，由触 摸屏直接接通被访人座机，既省却了查分机的时间，又避免了登记拜访甲， 实际拜访乙的可能。在第一时间采集到来访人的信息，提高了登记速度。 这样从进门到出门出现的散乱、难于管理的问题得到了完善的管理解决方 案，作为管理设备，它不仅代替了保卫人员对访客入门登记的工作，而且 规范的管理也让来访人对单位留下好的印象，提升单位的窗口形象。 5 2 软件系统结构设计 本设备的软件采用“以人为本”的设计理念，具有界面友好、操作简 单、培训方便、易于维护等特点。目前本软件的管理功能是分三个层次的 用户功能来实现的，即：操作员、管理员和超级用户，层次不同，其管理 一2 5 北京交通大学工程硕士专业学位论文 功能不同，见图4 1 。 图5 1 软件功能示意图 5 2 1 操作员级用户的功能 操作员是直接与来访者接触的普通门卫，他的工作主要是对来访者进 行进门、出门登记。 进门登记：对来访者要拜访的本管辖区域内的部门或人员进行查 询，并可通过电话确认来访，通过录入，扫描证件、摄像等方式 记录来访者的身份信息，之后，来访者持带条形码的“进门条” 进门。 出门注销：来访者在出门时，交还“进门条”，通过手持式激光扫 描仪扫描“进门条”中“条形码”实现出门注销。 2 6 第5 章门卫设备的软件系统 5 2 2 管理员级用户的功能 管理员是中层管理人员，他可对任意时间段内，本辖区的进出登记查 询，如：来访时间、被访者、来访者的证件图片、摄像照片等。 5 2 3 超级用户的功能 超级用户是最高层管理员，它可对系统的录入、查询、结构、等进行 设置与修改。 系统录入功能：对本辖区内的部门、人员进行录入、修改、删除 等操作。 用户管理功能：对本系统三个级别的用户进行管理，可以增加新 用户、删除已有用户、修改已有用户的密码。 管理日志功能；记录超级用户对本系统所做的操作，如：添加新 用户，删除某部门等。 查询来访人功能：根据被访者反查拜访过他的来客。 系统备份功能：对系统数据进行备份。 5 3 软件开发工具v b 的基本特点 v i s u a lb a s i c 是微软公司出品的一个快速可视化程序开发工具软件，借 助微软在操作系统和办公软件的垄断地位，v i s u a lb a s i c 在短短的几年内风 靡全球。 5 3 1 v i s u a lb a s i c 简介 v i s u a lb a s i c 是微软公司出品的一个快速可视化程序开发工具软件，借 助微软在操作系统和办公软件的垄断地位，v i s u a lb a s i c 在短短的几年内风 靡全球。v i s u a lb a s i c 是极有和功能强大的软件，主要表现在：所见即所得 2 7 北京交通大学工程硕士专业学位论文 的界面设计，基于对象的设计方法，极短的软件开发周期，较易维护的生 成代码。 美国微软公司在1 9 9 1 年推出v b l 0 至今已经经历了6 个版本，v b 6 0