一种智能门禁控制器的软件设计

第 l 6卷第 3期 2 0 0 5年 o 6月 中原工学院学报 J OURNAL OF ZHONGYUAN I NS TI r I Y r E OF TECHNOLOGY V 0 J 1 6 N o 3 J u n 2 0 0 5 文章编号 1 6 7 1 6 9 0 6 2 0 0 5 0 3 0 0 4 3一o 4 一 种 智能 门禁控 制器 的软件设计 张爱华 丁淑敏 中原工学院 河南 郑州4 5 0 0 0 7 摘要 本文介绍 了智能门禁控制器的工作原理和软件设计 该 系统采用 自识别技术识别用户身份和权限 依此控制 门的开启或关闭 同时形成事件上传到 位机 实现管理 中心对各门的实时管理 并具有异常情况报警功能 本系统已在 北京某小区稳定运行 关键词 门禁系统 门禁控制器 群组 时段 中图分类号 T P 2 3 文献标识码 A 智能门禁控制系统是保安监控系统的一个重要组 成部分 在机关单位 工厂 公 司等多种场所 为了工 作 生活的安全 需要进行封闭式管理 传统的方法是 由警卫人员对进出 口进行验证或登记后才放行 这种 方法效率低 而且 占用人力lu l 本文介绍一种智能门禁 控制器的软件设计 1 系统 组 成 门禁控制系统是在建筑物内的主要管理区的出入 口 电梯厅 主要设备控制 中心机房 贵重物品库房等 重要部位的通道 口安装门磁开门 电控锁 读卡器等控 制装置 系统框图如图 l 所示 由中心控制室监控 系 图 1 门禁系统框 图 收稿 日期 2 0 0 5 0 3 2 3 作者简介 张爱华 1 9 7 6 一 女 河南濮阳人 硕十 统采用计算机多重任务的处理 能够财符通道 口的位 置 通过对象及通过时间等进行 实时控制 以适应小 区 办公楼 的公共安 全管理 2 控制器 软件 的设 计 门禁系统的主要工作过程是 先从读 卡器读取 卡 号 并获得读卡器号 接着根据卡号和滨 器号到持卡 人信息表 读卡器表 群组表里去检索信息 然后根据 门屏蔽字查门的时段表 再查门的时段属性 最后根据 所得信息发送命令并保存事件信息 为此 门禁系统可 划分为五个表 以一个能容纳 2 0 0 0 0人 1 0 0 0个组 3 2 个门 每门 6 4 个时段的控制器来设计 1 持卡人信息表 表 1 持卡人信息表基本字段及大小 撇卡号 时限 耦 大小4 字节1 字节 2 字节 2 字节 4 字节1 字节 2 字节 其中 卡号为一个 6 位的十进制数 卡类型包括 片种类和卡片状态 卡片种类 级别 分为四种 普通 卡 受时 限 日期或 次 数 时段 限 制 的 片 巡更卡 只记录读卡I1 lJ 问无其它功能的 片 维普资讯 4 4 中原工学院学报 2 0 0 5年第 l 6卷 超级卡 受时限 日期或次数 限制 不受时段 限制 的卡片 维护卡 除具有普 通卡 的功能 还 能 用 于解 除 控制器防拆报警使之恢复正常工作状态的卡片 卡片状态有 5种 正常 卡 片 具 有 正 常 功 效 的 卡 片 挂 失 卡 片 声明遗失的卡片 禁用卡片 被停止使用的卡 片 失 效卡片 超过使用 时限 的卡 片 待用 卡片 未到启用 日期的卡片 群组号表示该持卡人属于哪个群组 时限有限天 限次和既限天又限次 3种 其 中时限中的限次和持卡 人当前位置在程序 中动态变化 其它项在程序 中固定 不变 以上每个持卡人信息 占用 l 6个字节 按 1 0 0 0 0 人计算 共 占用 1 6 0 K字节 2 群组 表 平均 l 0人为 l 组 共 2 0 0 0组 字段 大 小 锁 门 屏蔽字 4字节 1 门时段屏蔽字8 X 3 2字节 J 群组表 主要是用于确定每一 个组所 能出入的有效 门和有效 时段 包括 以下 几个部分 门屏蔽字节 每 1 b i t 代表 1 个门的屏蔽位 l 代表 此门有效 表示本群组能使用此门 0表示无效 本群 组 不能使用此 门 共 4字 节 时段屏蔽字节 同上 每 l b i t 代表 1 个时段有效或 无效 每个 门最 大有 6 4个 时段 占用 8字节 最 多 3 2 个 门 占用 2 5 6字节 以上每个组 占用 2 6 0字节 l 0 0 0个组共 占用 2 6 0 K 字节 3 时段表 每天 8个 时段 8天 1周 7天 节 假 日 l 天 时段表用于记 录具体 的每一 时段 的起 始时 间和终 止 时间 以及 每一时段的属性 包括 以下部分 起始 时刻 终止 时刻 时段属性 出入 门方式 2个 字节 2个字节 1 个 字节 1 个 字节 以上 每 个 时段 占用 6个 字 节 每 天 8个 时 段 8 天 3 2个 门 共用 l 2 K字节 4 读 卡器表 最 大 6 4个 读卡器 读卡器号 物理源地址 逻辑源地址 目的地址 锁号 门号 1 字节 1字节 8字节 1字节 1字节 读卡器号用于读卡器地址和门号的对照 物理源 地址表示持卡人所在区的区号 日的地址表示持卡人 要前往区的区号 逻辑源地址是在要防反传时用的 表 示持卡人可直接从这些区到该 渎 器读卡 每 l b i t 表 示一个 区 为 l时表 示有 效 为 0表示 无效 最 多 可表 示 6 4个 区 5 事件 表 事件表用于存放每一条事件信息 包括以下儿部 分 卡号 3 个字节 门地址 1 个字节 事件种类 1 个字节 读卡时刻 其中 门地址一个字节 可表示 2 5 0个 门 只用 3 2 个 门 事件种类可表示 3 2种事件 现 已定 义的事件如 下 读卡引发事 件 1 介质 出门 2 介质 开 门 3 维 护 4 超 时限 5 巡更 6 挂 失 非读卡引发事件 7 非法开门 8 遥控开门 9 机 箱打开 1 0 机箱关 闭 l 1 读卡器 防拆 l 2 读卡器恢 复 1 3 设防 1 4 撤防 1 5 电池失效 1 6 电池投入 l 7 市电掉电 1 8 进入常开 1 9 退 出常开 2 0 超时未关 2 1 关 门 每条事件消息将 占用 6 个字节 不超过 4 n l in 或 l 2个 字节 超过 4 mi n 读卡时刻 的表示 方法如下 读卡时刻字节存储的是本次读卡时刻和 卜 一次读 卡时刻的差值 若差值大于 2 5 4 4 2 ra i n 则将此字节 置为 2 5 5 F F 同时在下一个连续的 6个字节存放本 次读卡的绝对时刻 月 日时分秒 3 软件 的实现 门禁系统的软件 主要 由管理 中心计 算机 L的软件 和 门禁 控制器上 的软件组 成 为叙述 方便 以下 门禁控 制器 简称 为门控器 在门禁系统 中 门控器上的软件所执行的主要功 能有建表 添加 更改和删除表内容 对读 事件做判 断处理和存储各种事件 与门禁系统有关的任务有门 禁系统任务 也就 是读 卡事 件处 理任 务 网络数 据接 收任务 数据存储任务 系统间联动任务 还有数据采 集的中断服务程序 另外 还有个根任务 它执行硬件 设备的初始化 定义几个表的结构数组 创建各任务 信号 量 消息 队列 实 时数据 缓 冲池 根任 务完 成这 些 事情后把 自己删除掉 使当前优先级最高的就绪任务 维普资讯 第 3 期 张爱华等 一种智能门禁控制器的软件设计 进 入运行态 3 1 读卡事件处理任务 读卡事件处理任务的过程 首先 采集数据的中断 服务程序发来的事件标志激活该任务 从缓冲池中读 取卡号和读卡器号 或者还有密码 其次 根据卡号 读 卡器号和当前 的读卡时间 到持卡人信息表 读 卡器 表 群组表里去检索信息 然后 根据群组表里的门屏 蔽字去查门的时段表 门的时段属性 最后 根据所得 信息执行命令并保存事件 内容 修改使用次数和人员 位置数据等 该任务 的优先级为 2 0 0 用获取信号量的 办法与网络接收数据任务互斥开 因为该任务涉及到 几个表 数据量 比较大 所 以堆栈空间较大 为 5 0 0 K 通过发巡更事件与巡更任务通信 J 超级卡程序 比普 通卡的程序少一项时段判断的过程 其它的与普通卡 程序一样 维护卡程序实现解除门控器防拆报警使之 恢复正常工作状态 巡更卡程序发送巡更标志给巡更 任务 关于是否违反防反传规定 要视具体工程和客户 的要求而定 3 2 巡 更任务 操作员在监控管理中心设置巡更路线和巡更时间 表 而后下传到门控器上 巡更任务通过接收读卡事件 处理任务发来的巡更事件标志 根据当前时间和巡更 时间表 判断巡更是否到位 并向监控管理中心计算机 发送信息 决定是否报警 巡更站就是读卡机 在规定 的时刻和误差范围内读卡 表示巡更到位 否则表示巡 更不 到位 巡更 任务 的优先级较低 取 1 0 0 堆栈 取 6 0 0 0 该任务 可抢 占 时间片为 5 0 n s 3 3 网络数据接收任 务 网络数据接收任务的功能为接收管理中心计算机 或其它门控器发来的数据和命令 根据这些命令和数 据 执行相应的建表 添加 更改 删除 维护和读事件 等操作 该任务的优先级取 1 9 0 堆栈设为 6 0 0 K 可抢 占 采用客户 服务器的通信模式 接受数据 的门控器 为服务器 发送数据的管理中心计算机为客户 为了通信方便 我们 自己定义了一套数据传输的 格式 具体格式如下 因为不能对 fl a s h存储器进行单个字节 的擦除和 改写 只能一个一个模块整块擦除 再重新写 所 以门 禁控 制器上 的数据 表只采 用新建 和重 建两 个命令 fl ash的擦除 次数 可达 1 0 0万次 3 4 数据存储任 务和 系统 间联动 任务 数据存储任务 的主要功能是定期把 S D R A M里的 事件数据保存到 fl ash 存储器和管理计算机上 系统间 联动任务主要是响应其它系统 的要求 比如火灾报警 系统报警时要求把有关的门打开 而安全防范系统在 遇盗时 需把有关的门关闭 该任务的优先级要求 比较 高 取 2 3 0 持卡人信息表 群组表 时段属性表和读卡器表的 数据结构定义的程序清单如下 把几个表 的数据读入内存 杀 读 取 卡 号 和 读 卡 器 号 J 或 还 有 密 码 I 根据卡号检索持卡人停息表 普 I 执行普通 卡程序 有该 卡号 否 正常卡否 Y 哪种类型的卡 T 西一 I级 执行超级 卡程序 I道 l 护 I巡 I 维 l 睡眠l l 2 秒 图 2 读卡事件处理任务流程图 s t r u c t p e r s o n l i s t u n s i g n e d l o n g i n t c a r d i d c h a r t y p e u n s i gned s h o r t i n t g r o u p i d u n i o n l i mi t t i me uns i gned s h o rt i n t l i m i t d a y u n s i gn ed s h o rt i n t l i mi t c o u n t l i mi t u n s i gned l o n g i n t p ass wo r d u n s i gn ed s h o rt i n t c a r d v a l i d t i me c h ar l o c a t i o n s t r u c t p g r ou p u n s i gned l o n g i n t l o c k ma s k 持卡人信息表结构 号 卡 的种类 和状态 所 在的群组号 限次或限天 密码 有 效时间 当前位置 群组表结构 门屏蔽字 每位表示一个门 共 3 2 个 下转第 5 3 页 N 维普资讯 第3 期 官华平 分阶段风险投资鬯的塞 塑 5 3 Re a l Op t i o n An a l y s i s o n M u l t i s t a g e Ve nt ur e Ca p i tal GU AN Hu a p i n g G u a n g d o n g C o l l e g e o f E c o n o mi c s a n d F i n anc e G u ans z h O H 5 1 0 4 2 0 C h i n a A b s t r a c t V e n t u r e c a p i t a l V C i s a l w a y s mu l t i s t a g e i n v e s t m e n t T h i s p a p e r analy s e s m u l t i s t a g e V C w i t h r e a l o p t i o n me tho d Th e ma i n a n aly s i s w a y s o f r e a l o p t i o n a r e b i n o mi al mo d e l and Bl a c k s e h o l es f o r mu l a Th i s pa pe r u s e s p a r t i al d i ff e r e n t i al e q u a t i o n s m e t h od P D E t o analy z e m u l t i s t a g e V C A n d i t u s e s Ma t l a b t o g e t n u me ri c al s o l u t i o n o f p a r t i al d i ff e r e n t i al e q u a t i o n 3 1 o u g h n um e ric al analy s i s w e c an k n o w s o me f a c t o r s o f h o w t o i n fl e c t i n v e s t d eci s i o n o fVC Ke y wo r d s v e n t u re c a p i t a l r e a l o p t i o n mu l t i s t a g e i n v e s t 上接第 4 5页 c h a r d o o r t i me m a s k 3 3 9 时段屏蔽字 同上 s t r u c t p c a r d a d d r c h ar c a r d a d d r e s c h ar p h s o u ree l o n g l g sou r e e l l o n g l g sou r c e 2 c h ar d est i n a t i o n c h ar l o c k s t r u c t p d oor t i me t a b l e u n s i g n e d s h o r t i n t b e g i n t i me 参考文献 读卡器表结构 读卡器号 物理源地址 逻辑 源地 址 目的源 地址 锁号 门号 时段表结 构 开始 时间 u n s i gn ed s h o rt i n t s t o p t i me c h ar t i me a t t r i b c h ar i o mo d e 4 结 语 结束时问 时段属性 出入 门方式 本文主要阐述了门禁控制器软件 的设计及实现 详细说明了门禁控制系统的组成 基本结构 工作方式 及功能功述 系统分析了门禁控制系统的工作原理 门 禁控制器系统应用于出人 口管理系统 提供 了较高的 安防保障 并 日益被推广 1 陈 龙 安全 防范系统工程 M 北京 清华大学出版社 1 9 9 9 2 何立民 单片机高级教程 M 北京 北京航天航空大学出版社 2 0 O O 3 马忠梅 籍顺心 张 凯 等 单片机的 c语言应用程序设计 M 北京 北京航天航空大学出版社 1 9 9 9 De s i g n o f I n t e l l i g e nt Ac c e s s Co nt r o l l e r S o ftwa r e Z HANG Ai h u a DI NG S h u mi n Z h o n g y u an I n s t i t u t e o f T ech n o l o g y Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 7 C h i n a Ab s t r a c t Th i s pa p