（计算机应用技术专业论文）基于sql+server的大型门禁考勤管理系统的设计与优化.pdf

独创性声明 l i l l ll ii l lllli ii i i iilll y 17 8 9 0 4 6 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工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。 签名： 衅年 关于论文使用授权的说明 日期沙詹j ，y 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名： 同期：沙彦j 二，j p 摘要 摘要 随着科学技术的不断发展，安全防范技术的应用已深入到各个领域。门禁 考勤系统集自动识别技术和现代安全管理技术为一体，是解决重要部门出入口 控制实现安全防范管理的有效措施。目前国内的大型门禁考勤管理系统的整体 设计和规划还存在明显不足，随着安全防范技术的发展，对这方面的研究越来 越体现出其实用性和必要性。 本文通过燕山石化公司大型门禁考勤管理系统的设计与实施的研究，提出 了适合大型石化企业级别的门禁考勤管理系统开发的总体规划方案、整体业务 流程、系统的体系架构设计，门禁考勤管理系统中数据库系统的设计等整套的 解决方案。 首先，文中对门禁系统，尤其是大型门禁考勤管理系统的组成、特点、工 作原理进行了充分的论述。对广泛应用在门禁系统中身份识别环节的r f i c 技 术进行了深入的研究。 然后，重点分析了燕山石化对门禁考勤管理系统的整体需求和业务流程， 提出了适合实际要求的总体规划和设计方案。包括系统的体系架构设计，用户 界面的设计，数据库系统的设计等。结合s q ls e r v e r 数据库技术，对整个系统 的进出控制、班次考勤、数据管理，安全运行等给出了整体设计方案。并对最 具代表性的门禁考勤系统中的“班次设置”的设计过程进行了详细的描述。对 用户身份认证与访问控制，数据库中海量数据备份与恢复等工程中的难点进行 了研究并给出了解决方案，对于使用过程中的数据查询优化等问题进行了深入 的研究。 最后，文中对燕山石化门禁考勤管理系统实施过程中的经验进行总结，并 对系统下一步的改进与升级的方法进行了探讨，对门禁系统与其他安防系统的 进一步整合提出了建议。 关键词门禁系统；r f i c 技术；身份认证；数据备份号恢复 北京工业大学工学硕十学位论文 i i a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c e a p p l i e dt ov a r i o u sa r e a si nd e p t h a n dt e c h n o l o g y , s e c u r i t yt e c h n o l o g yh a sb e e n a c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e m s e t sa u t o m a t i c i d e n t i f i c a t i o ns y s t e mt e c h n o l o g ya n dm o d e m s e c u r i t yt e c h n o l o g yf o rn l ei n t e g r a t i o n i ti sas o l u t i o nf o ra c c e s sc o n t r o lo fa i m p o r t a n td e p a r t m e n t a tp r e s e n tt h ed o m e s t i c l a r g e - s c a l ea c c e s sa t t e n d a n c es y s t e m so v e r a l ld e s i g na n dt h ep l a na l s oe x i s t o b v i o u s l yi n s u f f i c i e n t ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs e c u r i t yt e c h n o l o g i e s ，m o r ea n dm o r e r e s e a r c hi nt h i sa r e ar e f l e c tt h e i rp r a c t i c a l i t ya n dn e c e s s i t y t h r o u g ht h ey a n s h a np e t r o c h e m i c a lc o r p o r a t i o nl a r g e s c a l ea c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e md e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fr e s e a r c h ，m a d es u i t a b l ef o r l a r g e s c a l e p e t r o c h e m i c a le n t e r p r i s e - l e v e la c c e s sa t t e n d a n c es y s t e md e v e l o p m e n tw i t ht h e o v e r a l lp l a n n i n gp r o g r a m m e ，t h eo v e r a l lb u s i n e s s p r o c e s s e s s y s t e m sa r c h i t e c t u r e d e s i g n ，d a t a b a s es y s t e md e s i g na n ds oo nw h o l es e ts o l u t i o n f i r s t ，t oa c c e s sa t t e n d a n c es y s t e m ，e s p e c i a l l yt h el a r g e s c a l ea c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e m sc o m p o s i t i o n ，t h ec h a r a c t e r i s t i c ，t h ep r i n c i p l eo fw o r kh a se o n d u c t e dt h ef u u r e s e a r c h p a r t i c u l a r l y t h ew i d e l yu s e d i na c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e mo ft h e i d e n t i f i c a t i o no fl i n k sr f i ct e c h n o l o g yc o n d u c t e di n d e p t hs t u d y t h e nt h ep a p e rc a r r i e do nt h e d e t a i l e da n a l y s i st ot h ey a n s h a np e t r o c h e m i c a l a c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e mi m p l e m e n t a t i o np r o c e s s sd e m a n da n a l y s i sa n dt h e o p e r a t i o nf l o w , p r o p o s e ds u i t st h ea c t u a lr e q u e s tt h eo v e r a l lp l a na n dt h ed e s i g n p r o p o s a l i n c l u d i n gs y s t e ma r c h i t e c t u r ed e s i g n ，u s e ri n t e r f a c ed e s i g n ，t h ed a t a b a s e s y s t e md e s i g na n ds oo n ，u n i f i e ss q ls e r v e rd a t a b a s et e c h n o l o g y , t oo v e r a l ls y s t e m t u m o v e rc o n t r o l ，t h cs l l i f t c h e c k i n ga t t e n d a n c e ，t h ed a t am a n a g e m e n t t h es a f e o p e r a t i o na n ds oo nh a sg i v e nt h eo v e r a l ld e s i g np l a n a n d t h es h i f ts e t t i n g s ”t ot h e m o s tr e p r e s e n t a t i v ee n t r a n c eg u a r dc h e c k i n ga t t e n d a n c es y s t e mi nt h ed e s i g np r o c e s s h a sc a r r i e do nt h ed e t a i l e dd e s c r i p t i o n i nt h i sp a p e rt ot h eu s e rs t a t u sa u t h e n t i c a t i o n a n dt h ea c c e s sc o n t r o l ，i nt h ed a t a b a s et h em a s sd a t ab a c k u pw i t hr e s t o r e sa n ds oo n t h ep r o j e c td i f f i c u l t i e st oe a r l yo nh a ss t u d i e da n dh a sg i v e nt h es o l u t i o n f o ru s ei n d a t aq u e r yo p t i m i z a t i o na n do t h e ri s s u e sh a v ea l s oc a r r i e do u ti n d e p t hs t u d y f i n a l l y , i nt h i sp a p e rc a r r i e so nt h ee x h a u s t i v ee l a b o r a t i o nt ot h ey a n s h a n p e t r o c h e m i c a la c c e s sa t t e n d a n c es y s t e mi m p l e m e n t a t i o np r o c e s s se x p e r i e n c e a n d h a sc a r r i e do nt h ed i s c u s s i o nt ot h es y s t e mn e x ts t e pi m p r o v e m e n ta n dt h ep r o m o t i o n m e t h o d ，p u tf o r w a r dt h ep r o p o s a lt ot h ea c c e s sa t t e n d a n c es y s t e mw i t ht h eo t h e r s e c u r i t ys y s t e m sf u r t h e rc o n f o r m i t y k e y w o r d sa c c e s sc o n t r o ls y s t e m s ；r i l et e c h n o l o g y ；i d e n t i t ya u t h e n t i c a t i o n ；d a t a b a c k u pa n dr e s t o r e - i i i 北京工业大学工学硕七学位论文 - 1 v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第l 章绪论。1 1 。1 研究目的及意义1 1 2 国内外研究现状2 1 3 本论文拟解决的关键问题2 1 4 课题设计的主要工作和任务3 1 5 论文组织结构3 第2 章基本门禁系统的整体设计5 2 1 门禁系统的设计原则5 2 2 门禁系统的组成及其功能、特点和优势6 2 2 1 门禁系统的组成6 2 2 2 系统主要功能和特点7 2 2 3 系统的优势8 2 3 门禁系统管理软件介绍9 2 4 本章小结9 第3 章r f i c 技术简要介绍1 1 3 1 智能i c 卡介绍1 1 3 2r f i c 卡应用系统组成部分、工作原理及其应用领域1 2 3 2 1r f i c 应用系统组成部分1 2 3 2 2 非接触智能卡的工作原理1 2 3 2 3r f i c 技术的其他应用领域1 3 3 3 本章小结1 3 第4 章燕山石化门禁考勤管理系统设计与实现1 5 4 1 燕山石化门禁考勤管理系统的总体规划1 6 4 1 1 系统开发背景1 6 4 1 2 系统总体规划1 6 4 1 3 系统特点1 7 4 2 燕山石化门禁管理系统需求分析1 8 4 2 1 系统功能需求划分18 4 2 2 系统非功能需求2 l 4 2 3 系统整体业务流程2 2 4 3 燕山石化门禁管理系统的设计2 3 4 3 1 系统的体系架构设计2 3 4 3 2 用户界面的设计2 4 4 3 3 系统功能设计2 6 4 3 4 系统功能时序图3 0 4 3 5 数据库系统设计3 4 4 4 燕山石化门禁管理系统的实现3 8 4 4 1 开发环境描述3 8 4 4 2 n e t 架构及其核心技术3 8 北京工业大学t 学硕士学位论文 4 4 3 编码规范3 9 4 5 本章小结4 2 第5 章系统关键问题的研究4 3 5 1 系统安全的设计与实现4 3 5 1 1 系统登录时的身份认证4 3 5 1 2 应用级的访问控制4 3 5 1 3 智能型日志的安全技术4 4 5 2 数据库的查询优化技术的研究4 5 5 2 1s q l 语句优化4 6 5 2 2 改善查询计划4 9 5 3 数据的备份与恢复5 1 5 4 本章小结5 3 结论5 5 参考文献一5 7 攻读硕士学位期间所发表的学术论文。6 1 致谢6 3 第1 章绪论 1 1 研究目的及意义 第1 章绪论 随着科学技术的不断发展，安全防范技术的应用已深入到各个领域中去，过 去采用的单一的防范手段，已经不能满足现代化管理的要求。当今世界安全防范 技术现代化发展的方向是将图像监控、周界报警、门禁控制、室内防盗报警等系 统经电脑管理中心综合在一起，形成一个现代化、多功能、全天候的动态综合管 理系统。 作为智能弱电系统中的一种安防系统，门禁系统集自动识别技术和现代安全 管理措施为一体，涉及光电、电子、机械、计算机、通讯、生物技术等诸多新技 术，体现了现代智能化管理的要求。因此，它是新型现代化安全管理系统，是解 决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，因而应用广泛。实际上，门禁 系统就是在建筑物内外的出入口通过持有非接触式卡片来对人( 或物) 的进出实 施放行、拒绝、记录等操作的智能化管理系统，为大门门禁控制、考勤管理、智 能楼宇系统、高安全性出入口管理、证券交易管理等实施安全、方便的出入控制。 其功能是有效地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、对暴力强行进入门行为，予以报警。同时可对出入人员与出入 分类管理，对出入和出入区域分类管制，对出入人员代码、出入时间、出入门号 码进行登录与存储。 在数字化网络化飞速发展的今天，门禁技术也得到了迅猛的发展。门禁系统 早已超越了单纯的门道及钥匙管理，已逐渐发展成为一套完整的门禁管理系统 ( a c c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m ) 。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工 作中发挥着巨大的作用。并且，在该系统的基础上增加相应的辅助设备，还可以 实现电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等 等。目前，国内的具有以上功能的大型门禁考勤管理系统( a c c e s sa t t e n d a n c e s y s t e m ) 的整体设计和规划还存在明显不足，随着安全防范技术的发展，对这方 面的研究越来越体现出其实用性和必要性。 门禁系统的识别技术决定着门禁的最重要的屏障。随着科技的发展，无线射 频识别技术( i 讧i d ) 成为自动识别技术的一种高级形式，其最大优点是在于非 接触读取数据，为计算机信息处理提供了快速、准确地进行数据采集输入的有效 手段。r f i d 系统的基本组成部分是识读器( 含天线) 、标签及接受处理数据的服 务器。识读器和标签之间的数据传递完全靠电磁感应来完成【l 】。随着电子芯片的 高度集成化，基于射频识别模块i c 卡( i 讧i c ) 技术的智能门禁系统因其优良的 性能和低廉的价格被广泛使用。这种无线的非接触读写方式，能够满足人们在各 北京工业大学t 学硕二l 学位论文 种环境下对信息的管理。 本设计的基本目的是：识别、管理r f i c 卡，采集外部数据；对大型门禁 考勤管理系统的功能、特点、系统组成、系统体系架构进行深入的研究，解决影 响系统运行的一系列关键问题，最终设计并实现一个现代化的、功能齐全的、能 够管理无线刷卡信息、实时查询监控信息，具有考勤、消费等多种功能并且运行 效率良好的智能门禁考勤管理系统。 1 2 国内外研究现状 目前，国内外研制和使用的门禁系统主要有：密码门禁系统，非接触式感应 卡门禁系统，生物识别门禁系统等。密码门禁系统由于其本身的安全性弱和便捷 性差已经面临淘汰，生物识别门禁系统安全性高，但成本也高。由于拒识率和存 储容量等应用瓶颈问题而没有得到广泛的市场认同。现在国际最流行最通用的还 是非接触式感应卡门禁系统。 非接触式感应卡门禁系统中的非接触卡，由于其可以防水、防污、防尘和潮 湿等恶劣环境，而它的免接触式刷卡动作，感应速度快，除了方便外，更可避免 卡与读写器之间的摩擦，降低机器故障率及器材损耗，且感应式读卡系统具备隔 墙感应的特性，可兼顾隐密性与装磺设计之美观。再者，由于非接触卡的大容量 读写存储特性，使感应卡门禁与考勤、计费、停车场等功能相结合，提升了系统 性能及潜在价值。因此，专家认为，非接触式卡系统已经成为门禁市场的主流方 向。 随着i n t e m e t 网络渗入到人们生活的各个领域，对门禁系统的网络化、集成 化的研究，以及和它相关的技术诸如：分布式数据库、数据安全管理、海量数据 处理等技术的研究也在快速的发展当中。 1 3 本论文拟解决的关键问题 1 确定燕山石化大型门禁考勤管理系统的总体设计方案，完成系统整体体 系架构的搭建，同时完成系统主要功能模块的设计、开发。 2 通过该管理系统的具体实现，分析系统的稳定性和安全性。对系统存在 的安全漏洞给出相应的解决方案。 3 对系统中海量数据的备份与恢复进行研究，给出相应的解决方案。 4 对系统中数据的查询优化进行研究，并通过实际的测试和性能调优，确 定合理的系统参数。 第l 章绪论 1 4 课题设计的主要工作和任务 本课题来源于航天天盾安防工程有限公司的工程项目“燕山石化门禁考 勤管理系统 ，项目设计中采用非接触式卡作为该门禁系统的关键技术，具有方 便快捷，卡和读写器寿命长等优点，同时实现了厂区工人、车辆等基本信息收集 和处理的自动化，考勤管理、消费管理等的综合化和现代化。 燕山石化门禁管理系统设计主要分为两个部分：硬件系统和软件系统。硬件 系统包括硬件电路功能的构造和芯片的选择，非接触式卡读写加减操作程序的编 写等部分；软件系统包括编制项目开发计划，用户需求的整理及分析，系统体系 框架的搭建，应用系统的设计和实现，以及系统的测试等工作。 1 完成“燕山石化门禁考勤管理系统的分析、设计、开发和测试等工作。 2 对上节涉及的关键技术问题进行研究和探讨。 1 5 论文组织结构 本论文主要包括五个部分：第一部分是绪论部分，主要介绍了课题背景、门 禁考勤管理系统在国内外的现状和发展方向、课题来源以及论文的结构；第二部 分介绍了基本门禁系统的组成及其功能特点，介绍了门禁管理软件；第三部分是 对r f i c 技术的介绍，对r f i c 技术在门禁考勤管理系统中的应用进行了探讨； 第四部分是燕山石化门禁考勤管理系统的总体设计与实现，包括系统的需求分 析、系统结构、总体设计和模块划分；第五部分是对系统关键问题的深入研究， 着重解决系统的安全性问题。最后介绍了本文的主要贡献与创新以及系统进一步 的研究工作。 北京工业大学工学硕七学位论文 第2 章基本门禁系统的整体设计 第2 章基本门禁系统的整体设计 2 1 门禁系统的设计原则 基于r f i c 的智能门禁管理系统是近年来数字技术与网络技术发展的结果， 是楼宇智能化的产物，门禁系统已由早期单纯的门道及钥匙管理，发展为一套完 整的出入管理系统。 智能门禁管理系统已经具备了操作方便、安全可靠、便于管理等特点，满足 了人们生产生活上的更高要求。所以，对于基本的门禁系统的设计，应该从系统 安全性和高效率管理等诸多方面进行考虑，不断完善系统。一般来说，基本的门 禁系统设计应遵循下列原则： 1 、系统的实用性 门禁系统的内容应符合实际需要，不能华而不实。因此，系统的实用性是首 先应遵循的第一原则。同时，系统的前端产品和系统软件均有良好的可学习性和 可操作性。使具备电脑初级操作水平的管理人员很容易地掌握系统的操作要领。 2 、系统的稳定性 由于门禁系统是一项不间断长期工作的系统，并且和我们的正常生活和工作 息息相关，所以系统的稳定性显得尤为重要。 3 、系统安全性 门禁系统中的所有设备及配件在性能安全、可靠运转的同时，还应符合中国 或国际有关的安全标准，并可在非理想环境下有效工作。要具备强大的实时监控 功能和联动功能，充分保证使用者环境的安全性。 4 、系统可扩展性 -，一 门禁系统的技术不断向前发展，用户需求也在发生变化，因此门禁系统的设 计与实施应考虑到了将来可扩展的实际需要，也就是可灵活增减或更新各个子系 统，满足不同时期的需要。 5 、系统易维护性 门禁系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。我们在做到系统故障率 最低的同时，也考虑到了即使因为意想不到的原因而发生问题时，保证数据的方 便保存和快速恢复，并且保证紧急时能迅速地打开通道。整个系统不会因为部分 设备的维护，而停止所有设备的正常运作。 北京工业人学工学硕士学位论文 2 2 门禁系统的组成及其功能、特点和优势 2 2 1 门禁系统的组成 门禁控制系统主要负责出入口控制，其主要由以下部分组成： 1 、非接触式i c 卡 非接触式i c 卡又称射频卡，它将射频识别技术和i c 卡技术结合起来，解决 了无源( 卡中无电源) 和免接触的技术问题。i c 卡用于存储用户的不可复制和 解密的i c 号。 2 、读卡器：它是智能门禁系统的电子门锁，通过射频感应原理，用于识别 感应卡内置加密卡号。 3 、门禁控制器：识别用户卡片，判别卡的合法有效性，并做出相应的控制， 同时将有效读卡数据存储。负责和计算机通讯和其他数据存储器协调。 4 、执行机构：包括“控制与驱动电路”、“电动机 、“减速器”、“执行机构 4 部分。“控制与驱动电路 接受来自单片机系统的信号，驱动电动机正转、反 转、停止；驱动电动机经“减速器 变换为慢转速输出；再驱动执行机构带动门 开或关；门的开关状态反馈给单片机系统。 5 、开门按钮：出门可以设置为按钮出门。 6 、2 3 2 信号转换器：对所有数据存储器进行联网和远距离通讯，用于控制 器与计算机之间通讯。 7 、管理软件：指通过电脑对所有单元进行中央管理和监控，并进行相应的 时钟、授权统计管理工作的软件系统。 8 、电源：提供系统运作电源和电锁的执行结构的电源供应。 9 、计算机系统：由“计算机网络”、“p c 机”、“打印机”、“发卡机 组成。 网络用来数据的传输，信息的交互。 p c 机完成用户管理、发卡管理、退卡管理、访问权限设置、黑名单处理、 通过以太网与门禁控制器交换数据、数据库管理等功能。 打印机用来完成各种报表的打印。 发卡机：接收p c 机指令，为用户发放i c 卡。 工作过程：人员出入时，在门禁读写器上读卡，读卡器就能感应到有卡，并 将卡中的信息( 卡号) 发送到门禁读卡器，读卡器取得卡号并通过网络传给计算 机系统，p c 机接收卡号做出入记录，并查询数据库，根据卡号合法与否发相应 指令给读卡器，读卡器按照p c 机指令控制开门与否，通过2 3 2 信号转换器与电 脑进行实时监控。整个过程只要在有效的刷卡范围内均可实现门禁管理功能。 门禁控制器( 单片机) 可以判断出网络是否连接出问题，当网络出问题、不 发出警报。 2 、i c 卡管理：用户在将i c 卡丢失之后，必须首先到管理中心进行挂失， 系统将自动将该卡号写入挂失数据库当中，然后针对下位机进行挂失，从而确保 这些卡不能在该子系统当中继续使用。同时也可以到管理控制中心去解挂。 3 、有效时限功能：即使授权人员也必须在系统指定的有效时段内方可以启 动本系统。设定每张卡进出门的时段，操作员依据自己的操作权限在控制主机上 进行各种设定，如卡号授权、增加删除卡号、更改授权时间、手动开门关门等。 信息显示功能：选用带液晶读卡器，还可显示时钟，刷卡指示等信息。 3 、记录存档及查询功能：主机会将刷卡信息、日期、时间等数据保存以供 查询或直接传输到电脑进行处理。通过设定查询条件系统随时可以查询任何时间 任何人员的刷卡记录。所有读卡资料均有电脑记录，便于在发生事故后及时查询。 4 、异常报警功能：门户的状态和行为，都可实时反映到控制室的电脑中， 当门打开的时间过长，非法闯入、门锁被破坏等情况出现时，可以实现计算机报 警。 5 、连动功能：当发生火灾时，火灾自动报警系统提供强制信号开启相关门 禁控制点的门，以便人员疏散。并保持锁为长开状态，直到控制平台解除消防状 态。当有煤气泄漏时，触发报警并自动关闭管道阀门，同时通知工人和厂区的管 理中心迅速采取措施。 6 、系统扩展性好，具有联网功能：模块化的组网方式，集合t c p i p 和r s 4 8 5 总线传输的优势，使系统的组网方式更加灵活，系统的扩展更加方便。系统采用 北京t 业大学t 学硕十学位论文 的多网络组和多网络主机的管理控制模式，大大扩展了系统的组网能力。 7 、可脱机运行：当上位机关闭或通讯发生故障时系统仍可按原设定的参数 运行。并实时记录和长时间保存各种事件数据，以备事后分析所用，当网络恢复 时数据可自动上传。 8 、门禁管理系统采用了先进的体系架构，具有很高的可扩展性、安全性和 易维护性。 9 、基于w i n d o w s 的操作系统：有中文简体，英文等版本，适应不同使用者 习惯要求。界面友好，操作方便简单，管理软件功能强大。 2 2 3 系统的优势 1 、系统可集成能力强，便于全局管理 整个系统的解决方案为门禁管理软件极大限度地提供了变更和升级的保障， 同时与第三方( 消防系统，闭路监控系统等等) 的集成也变得非常容易。有效地 对各类事件进行全局管理，既节省了人力也提高了对突发事件的响应速度。 2 、具备超大规模的数据处理能力，数据查询速度快 本管理系统实现大容量卡片资料的快速查询，读卡识别时间不大于0 2 秒， 且每台控制器最大可提供1 0 0 万张i c 卡的管理能力，同时控制器数据存贮容量 可达8 m 以上。完全可以满足用户所要求超大规模数据快速处理要求。 同时，结算中心数据库采用了先进的超大数据库存储数据，而数据优化处理 技术也大大提升了数据库的数据处理能力，缩短了数据检索的响应时间。 3 、支持各种通讯方式，组网灵活 支持无线宽带、无线移动通讯、蓝牙技术、u s b 连接等连接方式。 4 、真正实现了实时传输的功能 终端内嵌单片机，可以完成将信息主动发送和中断，真正实现了实时传输的 功能。避免了传统的总线和双总线只能采用轮询方式的低效率之弊，大大提高了 系统通讯速度和效率。 5 、保密性能好 所有数据都存贮在数据中心的数据库及门禁控制平台内，感应卡上只有卡序 列号，并无任何人员个人信息，即使遗失卡，也不会造成任何数据的丢失。如挂 失及时，对系统不会造成任何影响，系统保密性能良好。 同时，系统采用的s y n e l 数据加密技术，使得系统更加安全。 6 、以人为本的人机界面设计 门禁系统中充分考虑用户的操作习惯，用户只需按照系统的引导提示一步一 步操作即可完成设置。体贴入微的报警设置，灵活多样的报警功能。管理界面直 8 第2 苹基本门禁系统的整体设计 观易懂，只需用鼠标拖拽即可实现全部操作。 7 、智能化的控制和决策 自动化控制与管理，使大楼设备始终运行于最佳状态。系统可以对楼宇中的 全局性事件进行基于优先级的调度和分析处理，以及冲突预报等辅助决策。如： 火灾报警的响应级别高于防盗报警；而防盗报警又高于管制门的异常报警等。 2 3 门禁系统管理软件介绍 根据对一般门禁管理系统的需求和分析及门禁管理系统的实际操作流程，系 统数据可分为信息采集、数据管理，读写器管理，信息处理，系统维护，查询统 计，报表输出几个大的部分。 不同的操作人员会根据自己的权限对系统的软件功能、硬件设备进行相应的 操作。下面给出一般门禁管理系统各主要功能模块结构，如图2 - - 2 所示。 2 4 本章小结 图2 - 2 系统功能模块结构图 f i g u r e2 - 2s y s t e mm o d u l e ss t r u c t u r e 本章主要介绍了基本门禁系统的设计原则，门禁系统的组成及其功能特点。 对门禁系统中i c 卡管理、记录存档及查询功能、异常报警功能、连动功能、系 统扩展性等功能进行了说明。介绍了一般门禁管理软件的基本功能和模块。 北京工业大学工学硕士学位论文 1 0 - 交换数据。因此它除了包含接触式i c 卡的电路外，还带有射频收发电路，因而 又称这种i c 卡为感应式i c 卡，射频识别卡( i 江i c ) 。射频识别卡( i 江i c ) 就是 无线射频识别技术r f i d 与i c 卡技术结合的产物。 射频识别卡( r f i c ) 特性如下： 1 、r f i c 卡容量大、安全性高。r f i c 卡一般都有超大容量f l a s hm e m o r y ， 离线可以同时支持4 0 0 0 0 个持卡人和3 5 0 0 0 事件信息量的存储；i c 卡的芯片内 都有一个只读的识别码，这使得复制成为不可能。而且授权系统密码管理严格， 绝无仿冒的可能。如果卡遗失，可以及时安全挂失； 一 - 2 、非接触感应卡，使用方便，感应速度快( 5 0 毫秒左右) ，感应距离可以 选择5 - - - 1 0 c m ； 3 、感应卡便于携带，安全耐用不易磨损，有较高的可靠性。i c 卡与感应器 之间无机械接触，避免了由于接触而产生的各种故障，并且提高了卡片的使用寿 命。而且由于无裸露的i c 芯片，无需担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损伤或油 污等因素。整个系统采用质量可靠的进口元器件，并采用多种保护方案，从而保 证了系统运行的高可靠性； 4 、抗干扰性强，允许同时多卡操作，能在各种恶劣的工作条件下使用，比 磁卡和接触式i c 卡更让管理人员放心； 5 、系统可扩展性强，可以随时扩展使用单元或者其它一卡通功能模块。 综上所述，射频识别卡( r f i c ) 完全密封的形式及无接触的工作方式，使 北京工业大学工学硕七学位论文 之不受外界不良因素的影响，因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都 大大的高于接触式i c 卡。可见，非接触式r f i c 卡不仅代表i c 卡技术发展多年 的结晶，也象征着i c 卡的应用又提高到一个新阶段的里程碑。 3 2r flc 卡应用系统组成部分、工作原理及其应用领域 3 2 1r f l c 应用系统组成部分 r f i c 卡本身并不能单独直接使用，它必须与相关设备组合才能共同构成符 合某种需求的应用系统。一个标准r f i c 卡应用系统最基本构件包括i c 卡、读 写器和计算机。 其中读写器一般作为计算机终端，用来实现对r f i c 卡的数据读写和存储。 读写器在门禁系统中是主要的工作机，它是智能i c 卡与p c 机和开关门设备之 间的桥梁，其数量较多，根据需要安装在方便的地方。它可以独立工作，也可以 联网工作，通过串行口与p c 机相连。 读写器也称接口设备，它不仅是i c 卡与p c 的通信桥梁，而且常常是i c 卡 的能量来源，其内核通常是工业控制单片机。一台典型的读写器包含有高频模块 ( 发送器和接收器) 、控制单元以及与i c 卡射频标签感应的耦合元件【2 】。此外， i c 卡读写器种类繁多，功能上由于不同的应用需要差异也很大，但是就其对i c 卡的操作功能而言，读写器均具有如下基本功能： 1 、非接触式i c 进入退出射频区的识别与控制； 2 、通过射频方式向非接触式i c 提供稳定的电源和时钟信号； 3 、实现与i c 卡的数据交换，并提供相应控制信号； 4 、提供相应外部控制信息及与其他设备的信息交换； 3 2 2 非接触智能卡的工作原理 射频识别系统通常的核心设备由电子标签、天线和读写器三部分构成。读写 器通过无线波束读取在有效范围内的带有半导体芯片的电子标签上的信息。根据 需求还可以写入更改信息。这种无线的非接触读写方式，能够满足人们在各类特 殊环境下对物品信息的管理。 r f i c 的工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接受读写器发出的射频信号， 凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的信息。读写器读取信息并解码 后，送至中央信息系统进行有关数据处理。其原理如图3 1 所示： 物流和 ；车辆 识别、监管与道路自动收费；文档追踪、图书馆管理；防伪与打假；门禁控制、 电子门票等等。 最常见的有以下几种，其中有些应用已经比较成熟： 在零售业方面：r f i c 的应用有利于零售商降低运营费用，加快周转和工作 效率，有利于减少货物流失和非流通存货量，减少企业流动资金占用率。 在制造业方面：r f i c 可自动获取生产流程数据，从而规划产量，降低原材 料、备件和存货成本，实行分组管理，提高运营效率；可用于企业资产的管 理、追踪和维护，提高企业资产利用率。 在仓储、物流及运输业方面：可提高调度准确性、送货可靠性和送货效率， 降低产品退货率，减少配送与运输成本，还可用于自动通关、自动验货以及 运输路线跟踪。 在产品防伪、身份识别方面：r f i c 具有保密性好、安全可靠、方便实用、 成本低等特点。 3 3 本章小结 本章主要介绍了r f i c 卡技术，非接触智能卡的工作原理。对r f i c 卡具有 的保密性好、安全可靠、方便实用、成本低、可重复使用、可穿透性、数据的存 储容量大等优点进行了具体的描述。由于r f i c 技术具有以上的优点，燕山石化 门禁考勤管理系统采用r f i c 卡对厂区用户进行身份识别。 北京工业大学工学硕+ 学位论文 1 4 个 避 统 息 根 进 统 功能，以及功能模块内部是如何加工处理各类信息的；系统非功能需求的分析， 即系统的性能指标、安全性、易用性、可扩展性等方面的分析。 4 、系统设计阶段 本阶段的任务是根据系统分析的结果，结合计算机的具体实现，设计各个组 成部分在计算机系统上的结构。即采用一定的标准和准则，考虑模块应该由哪些 程序块组成，它们之间的联系如何。同时要进行系统的编码设计、输入输出设 计等。 5 、开发实施阶段 ： 本阶段是根据系统设计阶段的成果，遵循一定的设计原则来进行的。本阶段 主要任务是应用程序的编写。 6 、系统测试阶段 本阶段进行初步编写好的程序的测试，检验各功能模块的完成情况，测试 系统运行的可靠性。 7 、系统安装调试、试运行阶段 本阶段由大量专业人员调试设备，安装程序，进行一些数据录入工作，并 检验系统程序的正确性、完整性，提出改进意见。 8 、系统更新、改进阶段 本阶段根据现场使用反馈的意见，进行程序修改，完善系统。 本章只对系统开发的重点阶段进行描述。 4 1 燕山石化门禁考勤管理系统的总体规划 4 1 1 系统开发背景 “燕山石化门禁考勤管理系统”项目工程是航天天盾安防工程有限公司在 2 0 0 6 年1 2 月份的一个开发项目，该项目是燕山石化门禁考勤系统的升级工程。 早在在0 6 年之前，燕山石化公司总部采用的是较为简单的以色列塞纳 ( s y n e l ) 公司的f f l c o n 门禁系统，该系统只能用i c 卡记录出入大门的车辆和 人员的情况，进行大门的出入管理，没有车辆管理、人员考勤和信息管理等功能； 同时某些分公司则采用的是非同类产品的门禁系统，所以整个燕山石化公司的门 禁管理系统存在着管理功能弱、数据处理能力差和信息通信不畅等缺点。 所以，2 0 0 6 年燕山石化总公司安全保卫部门决定在全公司范围内推广一套 统一的门禁管理系统，范围将包括总公司、3 0 多个分厂和诸多的宾馆等。 该系统比较复杂，技术专业性强，并且在实施过程中遇到了许多理论设计与 实际现场不符合的情况。但是经过我们努力，精心设计、科学组织、克服困难、 不断创新，最终圆满完成了工程实施。 4 1 2 系统总体规划 根据对燕山石化用户需求的分析及门禁管理系统的实际操作流程，可以把系 统大致分为四个子系统，其中包含门禁考勤子系统、停车场管理子系统、车间管 理子系统和消费予系统，其中门禁考勤子系统是该门禁管理系统的重点。 图4 1 是燕山石化门禁考勤管理系统的系统总体规划图。 除去各种控制器、报警等装置，把“燕山石化门禁考勤管理系统 做为软件 信息系统抽象来看，其提供的主要服务就是门禁考勤、停车管理、车间管理和消 费四种。用户可通过p c 机来进行各种软件系统的操作，完成考勤、消费、停车 场管理、数据的查询统计、信息发布、浏览报表等功能。 原始信息的采集是通过连接在网络上的i c 卡读卡器完成的，用户的每一次 刷卡，都会做为原始数据记录下来，并存入中心数据库，用于以后的数据处理和 信息查询。为丰富系统的信息采集和信息输出，系统的其他外设还包括摄像机、 打印机、扫描仪等设备。 第4 章燕山石化门禁管理系统设计与实现 _ 阿 - c ) 一 i i l f f 、一 p c 机 信息发表 回 数据查询 报表统计 回 碉 摄像 圈 i c 卡管理 国 打印 数据采集 “ 扫描 o 4 1 3 系统特点 图4 - 1 系统总体规划图