基于短信技術(shù)的無線門禁系統(tǒng)開發(fā)與研制

文章出處：http://botanicstilllife.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2013年02月06日

    摘要：本文介紹了利用短信開發(fā)的無線門禁系統(tǒng)，實(shí)時(shí)向用戶反映門安全情況，有權(quán)手機(jī)遠(yuǎn)程開門。此系統(tǒng)突破了有線網(wǎng)絡(luò)的限制，使門禁主機(jī)系統(tǒng)直接與用戶手機(jī)通訊安防數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)、開放式接口及靈活的平臺(tái)環(huán)境，為支持各項(xiàng)業(yè)務(wù)(包括今后的新業(yè)務(wù))的生成和修改提供了技術(shù)上的支持。

    引言

    隨著人們對(duì)門禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛。人們對(duì)門禁系統(tǒng)的應(yīng)用已不局限在單一的出入口控制，同時(shí)要求它不僅能應(yīng)用于智能大廈或智能社區(qū)的門禁控制、考勤管理、安防報(bào)警、停車場控制、電梯控制、樓宇自控等，還可與其它系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制等多種控制功能。門禁短信系統(tǒng)是在傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在低成本的前提下，增加即時(shí)公布門禁安全情況的功能，并按照部門和級(jí)別隨時(shí)隨地的管理及時(shí)的安防信息。此系統(tǒng)突破了有線網(wǎng)絡(luò)的限制，使門禁主機(jī)系統(tǒng)直接與用戶手機(jī)通訊安防數(shù)據(jù)。

    1 基于無線短信技術(shù)的門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

    1 ．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(圖1)

圖1 門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    1．2系統(tǒng)功能特點(diǎn)

    (1)大大降低了鑰匙管理的工作量；
    (2)具備了考勤管理功能；
    (3)采用不可復(fù)制的電子鑰匙，加上埋墻安裝讀卡器提高了安全性；
    (4)電子鑰匙一Ic卡遺失時(shí)，可以簡單地從中心發(fā)送掛失指令，該電子鑰匙馬上失效，大大地提高了安全管理；
    (5)可以遙控開門；
    (6)能即時(shí)反映門禁安全情況；
    (7)設(shè)備采用開關(guān)電源；
    (8)設(shè)備采取低功耗設(shè)計(jì)，非開鎖狀態(tài)整機(jī)功耗小于4W；
    (9)設(shè)備采用大容量的掉電記憶存儲(chǔ)芯片，可以最大記錄20000條刷卡信息；
    (10)系統(tǒng)具備多級(jí)權(quán)限管理及時(shí)限管理，可以有超級(jí)用戶卡、區(qū)域用戶卡和工程卡；
    (11)采用白名單工作方式，智能門禁生產(chǎn)廠家沒有授權(quán)就無法開門；
    (12)短信信息雙向效驗(yàn)，保證信息準(zhǔn)確發(fā)送和接收；
    (13)采用philips公司的非接觸mifaxes50卡，該卡有1Kb的信息存儲(chǔ)量，可讀可寫，全球唯一卡號(hào)，有16組密碼保護(hù)，不可破譯、不可復(fù)制；
    (14)機(jī)器支持雙讀卡頭，可以支持雙門系統(tǒng)。也可以單門系統(tǒng)，作到進(jìn)門刷卡，記錄進(jìn)門時(shí)間，出門刷卡，記錄出門時(shí)間。

    1．2．1門禁控制器功能

    門禁控制器具有如下功能：采用philips公司的非接觸mifares50卡，該卡有1Kb的信息存儲(chǔ)量，可讀可寫，全球唯一卡號(hào)，有16組密碼保護(hù)，不可破譯、不可復(fù)制；與中心軟件通信，可以實(shí)現(xiàn)門禁卡不同級(jí)別、區(qū)域的權(quán)限管理；可增加、刪除、查詢指定卡號(hào)、清空卡號(hào)操作；可設(shè)置有時(shí)效限制的臨時(shí)卡；刷合法卡后立即開啟電控鎖；支持中心遙控開鎖，同時(shí)中心軟件記錄開啟時(shí)間、開啟人員等信息；實(shí)時(shí)上傳刷卡記錄功能，在與中心通信鏈路中斷時(shí)，本地有保存記錄；輸出控制采用抗干擾電路，可防止有干擾出現(xiàn)時(shí)發(fā)生誤操作；設(shè)備自防護(hù)功能，當(dāng)控制器斷電時(shí)，電控鎖處于關(guān)閉狀態(tài)；良好的電磁兼容性；能實(shí)時(shí)向用用戶反映安全情況。

    1．2．2中心軟件功能

    中心軟件可對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的門禁設(shè)備進(jìn)行集中參數(shù)配置，包括：門禁機(jī)增卡(巾心軟件可以針對(duì)某一個(gè)或某一組門禁機(jī)進(jìn)行增卡操作)、門禁機(jī)刪卡(中心軟件可以針對(duì)某一個(gè)或某一組門禁機(jī)進(jìn)行刪卡操作)；可對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的門禁設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括：安全管理(支持分片區(qū)、分級(jí)別的嚴(yán)格權(quán)限控制)、考勤管理(巡檢記錄)、遠(yuǎn)程開門(中心軟件可以針對(duì)某一個(gè)門禁機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開門)、刷卡記錄(實(shí)時(shí)將刷卡記錄傳至監(jiān)控中心保存，在與中心通信鏈路中斷時(shí)，記錄保存在本地)、告警通知(系統(tǒng)一旦檢測到門禁設(shè)備異常就會(huì)向監(jiān)控中心值班人員發(fā)出明確的短信、及其它聲光告警并顯示具體報(bào)警地點(diǎn))、手機(jī)開門；可對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的門禁設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表統(tǒng)計(jì)，包括：定時(shí)報(bào)表、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、考勤報(bào)表及自定義報(bào)表。

    1．3系統(tǒng)通信機(jī)制

    由于通過短信方式進(jìn)行通信，而且在通信前雙方都知道目的地，而且要支持故要選擇PDU數(shù)據(jù)格式收發(fā)短信。通信雙方根據(jù)設(shè)定的目的地直接進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。為了減少短信量和實(shí)現(xiàn)短信協(xié)議的安全性，增加了設(shè)備端認(rèn)證的功能，門禁控制器在收到短信后，檢查接收號(hào)碼是否與保存的手機(jī)號(hào)碼匹配，匹配則處理，否則不處理?。由于短信通信過程的時(shí)延不確定性，而要實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步命令，在門禁控制器進(jìn)行了可靠的時(shí)鐘同步處理。

    2 硬件原理組成及功能

    2．1硬件功能框圖（圖2)

    2．2硬件原理

    主控電路由CPU及外圍電路組成。時(shí)鐘電路系統(tǒng)采用DAL“峪公司的專用時(shí)鐘芯片，并配備了備用電池，防止掉電情況下時(shí)鐘停止，保證了刷卡或告警時(shí)間記錄的準(zhǔn)確性。同時(shí)可以判斷門禁卡是否已過授權(quán)期限；看門狗電路為有效防止門禁控制器、讀卡器受干擾死機(jī)，采用專用看門狗芯片，保證系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的工作；在供電停止時(shí)，接人后備電池的供電；RS232串行口按照通信協(xié)議與短信貓進(jìn)行通信，將相應(yīng)的告警、記錄上傳到中心；告警輸出(開關(guān)量)當(dāng)出現(xiàn)讀卡模塊故障，探測到非法卡卡號(hào)或主控電路自檢錯(cuò)誤等情況時(shí)，會(huì)輸出相應(yīng)的開關(guān)量告警；擴(kuò)展的flash用于保存掉電時(shí)的各種記錄。

    2．3串口控制SMS的工作原理

    單片機(jī)與短信Modem采用串行異步通信接口，通信速度設(shè)定為9600bps。GSM的短信息業(yè)務(wù)SMS利用信令信道傳輸，這是GSM通信網(wǎng)所特有的。它不用撥號(hào)建立連接，把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短信息服務(wù)中心，經(jīng)短消息服務(wù)中心完成存儲(chǔ)后再發(fā)送給最終的信宿。所以當(dāng)目的GSM終端沒開機(jī)時(shí)信息不會(huì)丟失。每個(gè)短消息的信息量限制為160字節(jié)?，F(xiàn)在市場上大多數(shù)手機(jī)均支持GSM07．05規(guī)定的AT指令集。該指令集是ETSI(歐洲通信技術(shù)委員會(huì))發(fā)布的，其中包含了對(duì)SMS的控制。利用GSM手機(jī)的串行接口，單片機(jī)向手機(jī)收發(fā)一系列的AT命令，就能達(dá)到控制手機(jī)收發(fā)SMS的目的。ETSI的GSM07．05中用于SMS收發(fā)控制的主要AT命令見下表所示GSM手機(jī)通過異步通信接口實(shí)現(xiàn)對(duì)SMS的控制共有三種接人協(xié)議”。：BlockMode；基于AT命令的TextMode；基于AT命令的PDUMode。PDU模式是發(fā)送或接收手機(jī)SMS信息的一種方法，短信息正文經(jīng)過十六進(jìn)制編碼后被傳送。目前，PDUMode應(yīng)用最為廣泛，基本上全國所有的電信局都提供支持PDUMode的短消息業(yè)務(wù)。有些地址則不支持TextMode和BlockMode，這就限制了這兩種接人協(xié)議的應(yīng)用，而且PDUMode已有取代BlockMode的趨勢。為了保證系統(tǒng)具有廣泛的適用性，本文采用PDU模式收發(fā)SMS。

    PDU相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)包，它由構(gòu)成消息(SMS)的信息組成。作為一種數(shù)據(jù)單元，它必須包含渺目的地址、保護(hù)(有效)時(shí)間、數(shù)據(jù)格式、協(xié)議類型和正文，正文長度可達(dá)140字節(jié)，它們都以十六進(jìn)制表示。PDU結(jié)構(gòu)根據(jù)短消息由移動(dòng)終端發(fā)起或以移動(dòng)終端為目的而不同。

    其中，SMSC為短消息業(yè)務(wù)中心地址，DA／OA為源／目的地址，PID為協(xié)議識(shí)別，DCS為數(shù)據(jù)編碼，UDL為用戶數(shù)據(jù)長度，UD為用戶數(shù)據(jù)，VP為有效時(shí)間，MR指明是發(fā)出信息，SCTS指明短消息到達(dá)業(yè)務(wù)中心的時(shí)間。

    3 結(jié)語

    門禁系統(tǒng)是最近幾年才在國內(nèi)廣泛應(yīng)用的高科技安全設(shè)施之一，現(xiàn)已成為現(xiàn)代建筑的智能化標(biāo)志之一。在越來越注重商業(yè)情報(bào)和安全的今天，本系統(tǒng)可用于對(duì)進(jìn)出一些重要機(jī)關(guān)、科研實(shí)驗(yàn)室、檔案館、以及關(guān)系到國計(jì)民生的公用事業(yè)單位的控制中心、民航機(jī)場等場所的工作人員，給予進(jìn)出授權(quán)控制。也可用移動(dòng)基站監(jiān)控等。也可擴(kuò)展應(yīng)用于交通物流行業(yè)短信簽收系統(tǒng)、企業(yè)短信息系統(tǒng)、無線移動(dòng)辦公系統(tǒng)、校園短信息系統(tǒng)、產(chǎn)品防偽短信系統(tǒng)、催繳費(fèi)短信系統(tǒng)等。

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