廖恩紅 羅冬林

摘 要 隨著考勤門禁控制系統(tǒng)得到廣泛使用，有源卡考勤門禁控制系統(tǒng)更具有優(yōu)越性，因此得到更廣泛應(yīng)用，免去了近距離排隊(duì)刷卡的時(shí)間，但其存在無法有效地判斷實(shí)際動(dòng)作是進(jìn)門還是出門的弊端，文章提出一種實(shí)用新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置來解決相關(guān)問題，詳細(xì)介紹其設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】有源卡 進(jìn)出門 自動(dòng)判斷裝置 設(shè)計(jì)與應(yīng)用

考勤門禁控制系統(tǒng)廣泛使用于學(xué)校、醫(yī)院、商城、公司等需要進(jìn)行考勤記錄或門禁控制的場(chǎng)所門口，用于記錄考勤時(shí)間和開門狀態(tài)?？记陂T禁控制器由讀卡主板與感應(yīng)讀頭配套使用，常見的讀頭有無源卡和有源卡之分。對(duì)于無源卡讀頭可通過軟件設(shè)置修改硬件參數(shù)，使在不同讀頭上的刷卡動(dòng)作有效地記錄為進(jìn)門或出門。而有源卡讀頭是采用遠(yuǎn)距離射頻讀卡模式，在射頻范圍內(nèi)，無論卡片從哪個(gè)方向進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域，均能進(jìn)行記錄。有源卡讀頭在實(shí)際投入使用時(shí)，能遠(yuǎn)距離識(shí)別刷卡信息，免去了近距離排隊(duì)刷卡的時(shí)間，但其存在無法有效地判斷實(shí)際動(dòng)作是進(jìn)門還是出門的弊端。本文介紹了一種實(shí)用新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1 新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置的設(shè)計(jì)思路

新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置的設(shè)計(jì)目的是提供一種感應(yīng)范圍大，讀卡速度快，能有效判斷進(jìn)出門的有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案是：一種新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置，見圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其特征在于：由讀卡主機(jī)1以及有源卡讀卡器2構(gòu)成，有源卡讀卡器2成對(duì)設(shè)置，其兩者前后相隔一定距離設(shè)置；讀卡主機(jī)1與有源卡讀卡器2相連接，并接收有源卡讀卡器2的讀卡信號(hào)。

讀卡主機(jī)1包含主機(jī)外殼11、傳輸線12、主板13、網(wǎng)絡(luò)模塊14和數(shù)據(jù)處理模塊15；有源卡讀卡器2包含讀卡器外殼21、內(nèi)置感應(yīng)線圈22和信號(hào)傳輸模塊23；有源卡讀卡器和讀卡主機(jī)通過傳輸線12連接。主機(jī)外殼11上設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口、接線口和電源接口。讀卡器外殼21上還設(shè)有接線口和感應(yīng)燈。兩個(gè)有源卡讀卡器2安裝距離>10M。有源卡讀卡器2通過信號(hào)傳輸模塊23與讀卡主機(jī)1連接，讀卡主機(jī)1通過網(wǎng)絡(luò)模塊14與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)連接。

裝置采用上述結(jié)構(gòu)后，將兩個(gè)有源卡讀卡器組合，通過調(diào)整有源卡讀頭的感應(yīng)區(qū)域擺放方向，與讀卡主板配合使用，不僅能充分運(yùn)用有源卡遠(yuǎn)距離感應(yīng)，感應(yīng)范圍大，及支持快速讀卡的特性，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出門的有效判斷。

2 系統(tǒng)使用步驟

在實(shí)際使用中，實(shí)際的使用步驟如下：

（1）通過軟件設(shè)置讀卡主板的兩個(gè)有源卡讀頭接口的參數(shù)（一個(gè)標(biāo)記為進(jìn)門、一個(gè)標(biāo)記為出門），在對(duì)應(yīng)的接口接入有源卡讀頭硬件。

（2）將兩個(gè)有源讀頭分開>10m的距離安裝。

（3）人員進(jìn)出時(shí)會(huì)先后進(jìn)入兩個(gè)讀頭的感應(yīng)范圍，被兩個(gè)讀頭先后感應(yīng)到卡片，讀頭將卡片時(shí)間和卡片信息傳給讀卡主板。

（4）讀卡主機(jī)收到兩個(gè)讀頭的感應(yīng)數(shù)據(jù)后，采集每5s時(shí)間段內(nèi)兩個(gè)讀頭分別對(duì)該卡片的感應(yīng)次數(shù)，并分析感應(yīng)次數(shù)的變化趨勢(shì)，依此判斷兩個(gè)讀頭的感應(yīng)先后順序。

（5）讀卡主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)模塊將最終判斷數(shù)據(jù)發(fā)給所需的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

在實(shí)際使用中，本實(shí)用新型進(jìn)出門讀卡的判斷方法為：若在本次卡片的感應(yīng)記錄中，兩個(gè)讀頭的感應(yīng)次數(shù)變化是由A多B少逐漸變?yōu)锳少B多，則表示人員進(jìn)出方向是先從A再到B，由此判斷為進(jìn)門。若在本次卡片的感應(yīng)記錄中，兩個(gè)讀頭的感應(yīng)次數(shù)變化是由B多A少逐漸變?yōu)锽少A多，則表示人員進(jìn)出方向是先從B再到A，由此判斷為出門。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的工作原理

進(jìn)出門判斷的機(jī)制方式如下（重點(diǎn)是卡片每次被讀頭有效感應(yīng)到時(shí)，卡片會(huì)把上次已存儲(chǔ)的讀頭號(hào)碼信息以及更新時(shí)間發(fā)給讀頭，并且讀頭會(huì)回復(fù)數(shù)據(jù)給卡片，更新卡片上存儲(chǔ)的信息為最新。）

圖2是進(jìn)出門判斷的圖例，進(jìn)出門判斷邏輯：卡片存儲(chǔ)的信息從門1變化為門2表示“進(jìn)”，從門2變化為門1表示“出”。其他情況（門1變化為門1，門2變化為門2）為“未知”。每次生成的判斷結(jié)果，會(huì)上報(bào)服務(wù)器，服務(wù)器可對(duì)“未知”的結(jié)果值進(jìn)行忽略。

圖例僅模擬了進(jìn)出門5次感應(yīng)的情況，實(shí)際使用時(shí)會(huì)存在在一個(gè)區(qū)域重復(fù)刷卡，及同事被兩個(gè)區(qū)域感應(yīng)到的現(xiàn)象，故他們的調(diào)試軟件上有“同一個(gè)門的防重讀時(shí)間”，和“不同門的防重讀時(shí)間”設(shè)置選項(xiàng)。

運(yùn)動(dòng)過程中，卡片會(huì)和讀頭不斷交互數(shù)據(jù)，但在設(shè)置的防重讀時(shí)間內(nèi)，讀頭不會(huì)更新卡片上存儲(chǔ)的信息。

但同時(shí)仍然要求：1.兩個(gè)讀頭的距離要遠(yuǎn)（可根據(jù)單門的步行距離時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置“相同門的防重讀時(shí)間”，減少數(shù)據(jù)的刷新） 2.感應(yīng)區(qū)域不要重疊，或重疊范圍要?。筛鶕?jù)重疊感應(yīng)的時(shí)長(zhǎng)設(shè)置“不同門的防重讀時(shí)間”）

詳細(xì)解釋如下：

模擬進(jìn)門：當(dāng)A進(jìn)入門1的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，門1把“當(dāng)前時(shí)間+門1”這個(gè)信息發(fā)送給卡A，卡A記錄此數(shù)據(jù)。之后繼續(xù)感應(yīng)門1，卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的門1信息，判斷為“未知”，并且門1再把“當(dāng)前時(shí)間+門1”這個(gè)信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結(jié)果均為“未知”，因?yàn)橹鳈C(jī)接收的判斷結(jié)果信息都是門1-門1。

直到卡A感應(yīng)到門2，此時(shí)卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的是門1信息，故主機(jī)判斷此次結(jié)果為“進(jìn)門”，并且門2把“當(dāng)前時(shí)間+門2”這個(gè)信息發(fā)送給卡A.之后繼續(xù)感應(yīng)門2，卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的門2信息，判斷為“未知”，并且門2再把“當(dāng)前時(shí)間+門2”這個(gè)信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結(jié)果均為“未知”，因?yàn)橹鳈C(jī)接收的判斷結(jié)果信息都是門2-門2。

模擬出門：因在出門前，卡A記錄的最后的信息是門2，當(dāng)出門時(shí)，A進(jìn)入門2的感應(yīng)區(qū)域，卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的門2信息，判斷為“未知”，并且門2再把“當(dāng)前時(shí)間+門2”這個(gè)信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結(jié)果均為“未知”，因?yàn)橹鳈C(jī)接收的判斷結(jié)果信息都是門2-門2。

直到卡A感應(yīng)到門1，此時(shí)卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的是門2信息，故主機(jī)判斷此次結(jié)果為“出門”，并且門1把“當(dāng)前時(shí)間+門1”這個(gè)信息發(fā)送給卡A.之后繼續(xù)感應(yīng)門1，卡片A把存儲(chǔ)的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的門1信息，判斷為“未知”，并且門1再把“當(dāng)前時(shí)間+門1”這個(gè)信息發(fā)送給卡A。期后的判斷結(jié)果均為“未知”，因?yàn)橹鳈C(jī)接收的判斷結(jié)果信息都是門1-門1。

4 系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和前景

新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置是一款用于停車場(chǎng)、大中型企業(yè)、幼兒園接送管理系統(tǒng)等對(duì)移動(dòng)的車輛和人進(jìn)行識(shí)別和管理的遠(yuǎn)距離讀卡器。其遠(yuǎn)距離讀卡門禁控制器是采用兩組高效2.4G藍(lán)牙卡識(shí)別電路與兩路門禁控制器組合設(shè)計(jì)而成，支持兩組Weigand輸出、3組繼電器輸出，采用RS232、RS485、TCP/IP等三種通信方式，支持存儲(chǔ)5.5萬張用戶卡與22萬筆讀卡器記錄。兩組讀卡電路在當(dāng)讀到合法卡時(shí)，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的繼電器輸出，當(dāng)讀到非法卡時(shí)，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)報(bào)警繼電器輸出?？梢暂p松的實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)、大中型企業(yè)和幼兒園接送管理系統(tǒng)的出入控制要求。

新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置由讀卡器、天線和有源電子標(biāo)簽組成，施工安裝簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，使用起來更加簡(jiǎn)單。電子標(biāo)簽即遠(yuǎn)距離卡，讀卡器配合高增益的天線使用，在50米以上的距離就可以完成讀寫操作。系統(tǒng)設(shè)置了近、中、遠(yuǎn)三個(gè)檔次，用戶可根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行設(shè)置。

對(duì)于停車場(chǎng)用戶，新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置的讀卡器速度可達(dá)1000張/秒，并且最遠(yuǎn)距離達(dá)50M以上。60時(shí)時(shí)速時(shí)可以不停車不減速讀卡，不停車讀卡，大大提高車流通過量，交通高峰期無需堵車排長(zhǎng)龍，節(jié)省燃油費(fèi)用。

對(duì)于大中型企業(yè)與學(xué)校用戶，在企業(yè)、學(xué)校等地方人員極多的時(shí)候，能進(jìn)行快速精準(zhǔn)的計(jì)算，確保不落人，不重復(fù)計(jì)算。出、入口選用一套讀卡器主機(jī)加載兩根天線，即可控制進(jìn)口和出口的車輛或人，更加節(jié)約了企業(yè)、學(xué)校用戶門禁設(shè)施的投入成本。其次系統(tǒng)采用高頻傳輸信號(hào)，不受雨、雪天氣的影響，多組接口輸出，輕松的實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)、大中型企業(yè)和幼兒園接送管理系統(tǒng)的出入控制要求。

目前新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置經(jīng)過設(shè)計(jì)生產(chǎn)調(diào)試已經(jīng)實(shí)際投入使用，該系統(tǒng)已用于湛江2中港城中學(xué)、湛江市第21中學(xué)等多所學(xué)校。期中港城中學(xué)學(xué)生人數(shù)達(dá)5000人，21中學(xué)4000人，在用了該套系統(tǒng)后，學(xué)生進(jìn)出校門只需要20分鐘，免去了近距離排隊(duì)刷卡的時(shí)間，且數(shù)據(jù)判斷準(zhǔn)確率高，有效的緩解了上、下學(xué)高峰學(xué)生擁擠的情況，獲得了學(xué)校及家長(zhǎng)的一致好評(píng)。未來一段時(shí)間，新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置將有著廣大的應(yīng)用市場(chǎng)和發(fā)展空間。

5 結(jié)束語

本文所述的一種新型有源卡進(jìn)出門自動(dòng)判斷裝置經(jīng)過設(shè)計(jì)生產(chǎn)調(diào)試，已經(jīng)達(dá)到實(shí)際使用的階段，經(jīng)過使用達(dá)到很好的效果，解決了很多大中型企業(yè)員工進(jìn)出門控制以及上下班考勤的實(shí)際問題。而且系統(tǒng)經(jīng)過檢測(cè)，申請(qǐng)獲得了專利局批準(zhǔn)的專利證書，具有相當(dāng)?shù)耐扑]使用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介

廖恩紅（1975-），男，廣東省五華縣人。現(xiàn)為廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)、高級(jí)工程師、一級(jí)建造師，招標(biāo)師，從事建筑智能化弱電工程項(xiàng)目招投標(biāo)、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃、校園一卡通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)與項(xiàng)目管理等方面的工作。

作者單位

廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東省廣州市 510520