一种多重识别的网络型门禁系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型根据目前门禁行业的实际需求，为提高门禁系统的网络通信水平和安全性，设计了一种新型的多重识别网络型门禁系统。该系统采用RFID卡和指纹识别相结合的技术进行身份识别，通过以太网组成的小型局域网进行通信，同时采用了网页和GSM网络对系统进行实时控制。控制器采用嵌入式设计，以三星S3C6410为核心处理器，以嵌入式Linux为开发环境，使用QT设计用户界面(UI)。经实际操作测试表明，系统性能稳定可靠，人机界面友好，操作方便，通信方式灵活，安全性高，可很好的满足用户实际需求。
【专利说明】—种多重识别的网络型门禁系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及门禁安防系统，尤其属于网络型门禁监控的嵌入式【技术领域】。
【背景技术】
[0002]门禁，又称出入管理控制系统，是一种管理人员进出的数字化管理系统。目前，随着工业自动化的发展和人们对应用需求的不断提高，门禁监控系统得到了越来越多的应用。但是传统的键盘和RFID门禁采用一体机式的安装方式，读卡部分和控制部分都装在门夕卜，容易被不法分子拆除破坏，安全性低。传统门禁采用RS485串口通信，不容易实现网络通信和远程控制，需布置专用线路，成本高。传统门禁采用单一的识别方式，常用的有:键盘、RFID、指纹、虹膜、人脸。每一种识别技术都有其自身的特征和优点，在实际使用中又逐渐暴露出其缺点和局限性，越来越无法满足人们对高安全性和稳定性产品的需求。
[0003]在门禁安防这一领域，现有的系统设计方案一般分为两种:一种是使用计算机作为控制后台，该方案的优点是功能强大，可实现视频监控，安全性高，缺点是成本较高，占用空间大，不具有灵活性；另一种是基于单片机设计开发，例如密码键盘、RFID门禁卡等，该方案的优点是成本较低，安装方便，缺点是功能简单，安全性低，通讯落后。
【发明内容】
[0004]根据当前门禁安防系统存在的问题，本设计的目的是设计一种基于网络通信和多重识别技术的嵌入式门禁系统。该门禁系统主要分为两部分硬件:室内控制器和门禁控制器，分别置于室内和室外，两者通过局域网进行连接。
[0005]门禁控制器允许用户通过操作其控制界面或者接收来自室内控制器、PC控制网页的指令信息，控制门禁各个模块。其主要功能分为五个模块:“留言”、“指纹开锁”、“ID卡开锁”、“登录”、“使用帮助”。室内控制器采用的软硬件环境与门禁控制器相同。通过操作界面或者手机控制短信，控制门禁控制器。其主功能包含:“门禁通信”、“手机留言”、“系统设置”、“使用帮助”。
[0006]本设计的门禁系统具有以下特点:1.嵌入式设备成本低体积小，功能强大，安装方便，可以实现视频监控，网络通讯等功能。2.本系统给用户提供图形化操作界面，人机界面友好，操作方便。3.本系统结合了 RFID和指纹识别技术，增加了认证程序，这样大大提高了门禁的安全性。4.本系统在没有上位机的情况下能完成所有功能，避免了由于上位机出错造成整个系统瘫痪的情况。同时本系统是网络型系统，可以根据需求添加上位机，通过网页对门禁系统进行操作。5.本系统兼容GSM网络，可以和手机通信。访客使用门禁控制器拍照，门禁系统将图片发送到管理员手机上。即使管理员不在房间内，也能第一时间对访客身份进行识别，并使用手机短信打开门禁。6.本系统是网络型系统，采用TCP/IP协议通信，具有可拓展性。可以与现有的报警系统、视频监控系统联动，组成安防系统的大平台，节省了项目改造成本。
[0007]本实用新型的创新性在于充分将原有技术、嵌入式技术和网络技术的优点相结合，实现了一种新型的具有实用价值和研究意义的门禁系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的系统框图。
[0009]图2为本实用新型的门禁控制器硬件架构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0011]1.门禁控制硬件设计:
[0012]门禁控制器是基于ARMll (S3C6410)嵌入式系统和多重识别技术实现的一种网络型门禁。门禁控制器的硬件架构示意图如图2所示。
[0013]以ARMll芯片(三星S3C6410)作为主处理器，该CPU基于ARM1176JZF-S核设计。采用RISC架构，主频可以高达667Hz，5V供电。IXD显示屏采用4线的方式与S3C6410连接。LCD显示屏为7寸TFT液晶电阻触摸屏，可以提供一个人性化操作的使用环境。采用了继电器来控制电子门锁。音频系统使用麦克风输入，喇叭输出。S3C6410支持I2S/PCM/AC97等音频接口，本控制器采用的是AC97接口，它外接了 WM9714作为CODEC解码芯片。采用DM9000网卡芯片，它可以自适应10/100M网络，RJ45连接头内部已经包含了耦合线圈，因此不必另接网络变压器，使用普通的网线就可以连接以太网。采用ZC301芯片的USB摄像头。ZC301芯片采用JPEG硬件压缩方式，截取到的图片直接就是JPEG格式，这样可以大大缩小由于软件压缩耗费的时间，便于网络多媒体的应用。
[0014]本系统采用UART接口连接指纹采集器、ID读卡器。指纹识别模块采用TFS-M61指纹开发模块，该模块以美国德州仪器公司的LM3S2B93高速数字处理器为核心，结合商用指纹算法(TFS-9)、高精度光学传感器(TFS-D0307)，并具有指纹录入、图像处理、特征值提取、模板生成、模板储存、指纹比对和搜索等功能的智能型模块。ID卡模块采用M106BSNL-19200,125K的RFID射频读卡器。该读卡模块完全支持EM、TK及其125K兼容ID卡片的操作，自带看门狗。目前广泛应用于门禁考勤，汽车电子感应锁配套，办公/商场/洗浴中心储物箱的安全控制，各种防伪系统及生产过程控制。
[0015]2.室内控制器硬件设计:
[0016]室内控制器同样是基于ARMll (S3C6410)嵌入式系统实现的。室内控制器米用的S3C6410主控芯片以及外围电路、以太网接口电路、音频电路都与门禁控制器相同。3G模块采用的是中兴的MF210。MF210是一款支持GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/1900多频段HSUPA的3G模块，可以提供移动环境下的高速数据接入服务。MF210与S3C6410之间采用PCI Express Mini Card接口。本系统虽然只需要收发短信的功能，但采用3G模块可以方便以后的功能扩展和升级。
[0017]3.各部分功能设计:
[0018]人机交互界面的设计。使用QT设计了控制器的操作界面，具有界面美观友好，操作方便的特点。用户可在界面上完成对系统的所有的操作。
[0019]视频图像采集部分设计。本系统采用V4L2编写驱动程序采集USB摄像头图像，并在QT界面中显示。video41inux2 (V4L2)是Linux内核中关于视频设备的内核驱动，它为Linux中视频设备访问提供了通用接口。V4L2驱动的Video设备在用户空间通过各种1ctl调用进行控制，并且可以使用_ap进行内存映射。
[0020]语音采集和播放部分设计。参考QT帮助文档，对QAud1Input类以及QAud10utput类进行操作，实现录音以及放音。需要注意的是,在录音和放音时对音频格式的设置要相同。
[0021]TCP/IP通信部分设计。传统的门禁控制器常采用单片机开发，利用串行通信接口向远程上位机传送数据。但是当门禁系统中包含多个控制器时，需要组成网络，此时再采用串行通信接口不易于实现通信和控制。而本系统采用TCP/IP协议，通过网线连接将门禁控制器、室内控制器以及上位机组成一个局域网，很容易实现远程通信和控制。TCP协议的程序使用的是客户端/服务器模式，在QT中提供了 QTcpSocket类来编写客户端程序，使用QTcpServer类编写服务器端程序。
[0022]实时视频对讲部分设计。本系统设计了门禁控制器与室内控制器之间实时视频对讲功能。为了保证视频传输和语音传输的实时性，系统采用了网络传输速率更快的UDP协议。前文中已经阐述了系统如何获取视频和音频数据，在此基础上在程序中开辟了两个线程完成实时传输:一个是视频数据收发线程，另一个是音频数据收发线程。
[0023]数据库设计。本系统采用的是嵌入数据库SQLITE。在嵌入式系统中较流行的数据库系统有SQLITE和Berkeley DB。Berkeley DB不能使用标准的SQL语言操作，需要专门的API。SQLITE是一款小巧、开源和易用的数据库，并且QT对它有很好的支持，所以本系统采用 SQLITE。
【权利要求】
1.一种多重识别的网络型门禁系统，主要包括门禁控制器、室内控制器两部分。其特征是:两者通过局域网连接。门禁控制器位于门外，供进门的用户开门或者呼叫；室内控制器位于屋内，供屋内人员察看和开门使用；户主可通过电脑上的网页浏览器进行查看和控制，此外可以设开启或者关闭3G、短信控制。
2.根据权利要求1所述的一种多重识别的网络型门禁系统，其特征是:该系统的门禁控制器具有多重身份识别功能，包括图像、指纹、钥匙卡身份信息。
3.根据权利要求1所述的一种多重识别的网络型门禁系统，其特征是:该系统的门禁控制器包含以ZC301为处理芯片的USB摄像头、指纹采集器TFS-M61、ID卡读卡器M106BSNL-19200。
4.根据权利要求1所述的一种多重识别的网络型门禁系统，其特征是:该系统的门禁控制器和室内控制器所用主控芯片是ARMl I，型号为:三星S3C6410。
5.根据权利要求1所述的一种多重识别的网络型门禁系统，其特征是:该系统的室内控制器包含中兴的3G模块MF210，以实现对门外的多媒体信息的3G传输和短信控制的功能；除此之外还包含触摸屏，提供人性化操作的同时，使得室内控制器更加美观。
6.根据权利要求1所述的一种多重识别的网络型门禁系统，其特征是:该系统具有语音视频留言和远程呼叫功能。
【文档编号】G07C9/00GK204117217SQ201420132267
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】邵伟, 彭力, 唐从飞 申请人:无锡林之盛科技有限公司