基于智能門禁考勤系統(tǒng)研究

孫桂勇　鐘佳伶　劉志勤　黃俊

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在擁有幾萬人的學(xué)校，對于儀器設(shè)備的看管，人員出入記錄，都設(shè)有專門的人員來管理，但因工作量很大，所以需要一種高效的管理考核辦法，來管理學(xué)校設(shè)備、財(cái)務(wù)，考核員工出勤，提高員工的工作積極性?，F(xiàn)階段使用的門禁系統(tǒng)布線復(fù)雜，且多為生物特征識(shí)別的門禁系統(tǒng)，這種系統(tǒng)成本高昂，一般的用戶很難承擔(dān)。在這種情況下我們開發(fā)了一款基于friendlyArm、cc2530和智能移動(dòng)終端的門禁系統(tǒng)。該門禁系統(tǒng)有web服務(wù)器，移動(dòng)端App以及通信模塊組成。我們在web服務(wù)器上搭建數(shù)據(jù)庫，記錄門的信息和開門人員信息，通過friendlyArm與模塊進(jìn)行串行通信，在模塊與模塊之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，來發(fā)送指令。與傳統(tǒng)開門方式相比，本系統(tǒng)安全性高，使用方便，與現(xiàn)有門禁系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)價(jià)格便宜，布線簡單，易于推廣使用。門禁系統(tǒng)應(yīng)用Client/Server結(jié)構(gòu)，開發(fā)工具應(yīng)用Intellij IDEA2016.1、IAR、Hbuilder，開發(fā)語言選用Java、JavaScript、Html、CSS、C，采用Tomcat服務(wù)器技術(shù)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用MySQL數(shù)據(jù)庫。

關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng)；cc2530；Java；friendlyArm；串口通信

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0027-02

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們追求更為便捷的生活方式，智能設(shè)備就進(jìn)入了人們的生活中。門作為我們最經(jīng)常接觸的應(yīng)用，使其智能化來讓我們的生活更方便自然也早就實(shí)現(xiàn)了。早期的門禁系統(tǒng)包括：密碼鎖、射頻識(shí)別技術(shù)和電話短信開門，但是這些門禁系統(tǒng)都存在安全性能弱、處理效率低、信息存儲(chǔ)量小等不足，而現(xiàn)在基于生物特征識(shí)別技術(shù)的門禁系統(tǒng)又因其價(jià)格昂貴，導(dǎo)致其普遍適用性不強(qiáng)，此外，這些門禁系統(tǒng)一般都采用有線通信方式，布線復(fù)雜、成本高、使用不便、擴(kuò)展性差。因此需要一種更為便捷、安全和合理的門禁系統(tǒng)。

考慮到現(xiàn)階段移動(dòng)設(shè)備廣泛普及，智能移動(dòng)終端設(shè)備幾乎人手一臺(tái)，因此我們利用智能移動(dòng)設(shè)備開發(fā)一款門禁系統(tǒng)。通過移動(dòng)App與服務(wù)器通信，向服務(wù)器發(fā)送指令，服務(wù)器處理后通過friendlyArm協(xié)調(diào)器向通信模塊發(fā)送指令，來實(shí)現(xiàn)開門功能，同時(shí)開發(fā)一個(gè)基于web的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，管理開門人員信息，記錄開門的時(shí)間。

1 門禁系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括智能移動(dòng)終端，web服務(wù)器，協(xié)調(diào)器以及兩個(gè)通信模塊。

每個(gè)模塊的功能如下：

（1）移動(dòng)終端，是應(yīng)用App來進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證，并與服務(wù)器通信，發(fā)送消息的設(shè)備，此外還可以在移動(dòng)端進(jìn)行門、人員信息管理，以及查看開門信息。

（2）Web服務(wù)器，應(yīng)用Tomcat搭建的服務(wù)器，處理業(yè)務(wù)邏輯，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示，同時(shí)負(fù)責(zé)連通移動(dòng)設(shè)備和協(xié)調(diào)器，從移動(dòng)終端接收消息，經(jīng)過處理之后，發(fā)送給協(xié)調(diào)器。

（3）協(xié)調(diào)器，是一塊Android主板，在上邊運(yùn)行一個(gè)App應(yīng)用程序，這個(gè)程序和服務(wù)器進(jìn)行長連接，當(dāng)服務(wù)器發(fā)來數(shù)據(jù)時(shí)，協(xié)調(diào)器中的程序被觸發(fā)運(yùn)行，與CC2530發(fā)送模塊進(jìn)行串口通信，向CC2530發(fā)送指令。

（4）CC2530發(fā)送模塊，當(dāng)其接收到協(xié)調(diào)器發(fā)送過來的指令之后，建立與控制模塊的點(diǎn)對點(diǎn)通信，向控制模塊發(fā)送開門指令。

（5）CC2530控制模塊，與門直接相連，通過接收發(fā)送模塊的指令消息，決定當(dāng)前是開門還是關(guān)門狀態(tài)。

1.2 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)移動(dòng)終端App是客戶端，用戶可以通過終端添加、刪除開門人員，還可以查看自己管理的門的開門記錄，當(dāng)要開一扇門的時(shí)候用戶只需輸入門的別名，終端就將開門請求發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)器首先對門和用戶的關(guān)系進(jìn)行查詢，看當(dāng)前用戶是否有開門權(quán)限，查詢之后服務(wù)器根據(jù)處理結(jié)果決定是否給協(xié)調(diào)器發(fā)送消息，如果用戶可以開門，服務(wù)器就向Tiny6410協(xié)調(diào)器發(fā)送指令，觸發(fā)協(xié)調(diào)器工作，如果用戶不可以開門，服務(wù)器將不會(huì)向協(xié)調(diào)器發(fā)送消息，服務(wù)器在處理好客戶端請求之后，同時(shí)會(huì)向客戶端反饋消息，告知其是否可以開門。協(xié)調(diào)器接收到指令之后會(huì)與CC2530發(fā)送模塊進(jìn)行串口通信，觸發(fā)其向控制模塊發(fā)送命令，控制開門。

2 門禁系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫是本系統(tǒng)的核心。考慮到系統(tǒng)的安全性和人員的流動(dòng)性，我們需要對每一個(gè)開門的人員進(jìn)行驗(yàn)證，并記錄開門信息，因此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以存儲(chǔ)用戶信息，存儲(chǔ)開門信息的數(shù)據(jù)庫，方便管理。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中設(shè)計(jì)了四張表：user_info，door_info，relation，open_record。分別用來記錄用戶信息，門的信息，用戶與門之間的聯(lián)系和開門記錄。

2.2 客戶端程序設(shè)計(jì)

客戶端是與客戶進(jìn)行交互的應(yīng)用程序，通過客戶端程序，用戶可以查看自己管理的門，可以添加，刪除自己管理的門對應(yīng)的用戶，還可以查看人員的開門信息。同時(shí)客戶端也是與服務(wù)器通信，向服務(wù)器發(fā)送開門請求的終端設(shè)備。

客戶端應(yīng)用了HBuilder開發(fā)工具，JavaScript、Html、CSS開發(fā)語言進(jìn)行WebApp的開發(fā)。在顯示開門記錄，人員信息等數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用EasyUI框架，簡化開發(fā)?？蛻舳伺c服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候通過Jsonp協(xié)議，克服了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的跨域問題。

2.3 服務(wù)器端開發(fā)

服務(wù)器開發(fā)是本系統(tǒng)的核心邏輯部分，服務(wù)器不僅要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的主要處理邏輯，還要與移動(dòng)終端和協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信，負(fù)責(zé)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

服務(wù)器端是應(yīng)用SSM框架進(jìn)行開發(fā)。通過Spring整合框架，應(yīng)用它的控制反轉(zhuǎn)、依賴注入來簡化開發(fā)，通過Spring MVC實(shí)現(xiàn)顯示層，業(yè)務(wù)邏輯層，控制層的分離，使程序邏輯更為清晰。通過mybatis操作數(shù)據(jù)庫。

2.4 協(xié)調(diào)器端程序

協(xié)調(diào)器和服務(wù)器通信，主要負(fù)責(zé)兩個(gè)功能：從服務(wù)器接收命令，以及作為信息發(fā)送方和CC2530發(fā)送模塊進(jìn)行串口通信。

協(xié)調(diào)器端的程序是一個(gè)android app，這個(gè)程序應(yīng)用

socket通信，和服務(wù)器建立長連接，當(dāng)服務(wù)器斷定開門請求正確的時(shí)候就可以通過socket向協(xié)調(diào)器發(fā)送開門指令，觸發(fā)協(xié)調(diào)器向CC2530模塊發(fā)送指令。

2.5 CC2530通信模塊程序

兩塊CC2530通信模塊，一個(gè)作為發(fā)送方，一個(gè)作為接收方，發(fā)送方要實(shí)現(xiàn)從協(xié)調(diào)器接收消息，并向接受模塊發(fā)送消息，接收方在接收消息同時(shí)要控制開門。

發(fā)送模塊和接受模塊應(yīng)用點(diǎn)對點(diǎn)通信。發(fā)送模塊在程序中指定發(fā)送消息的網(wǎng)絡(luò)地址，接收消息的網(wǎng)絡(luò)地址。在接收模塊中指定與發(fā)送模塊指定的接收網(wǎng)絡(luò)地址相同的地址，就可以接收到發(fā)送模塊發(fā)送的消息，接受模塊就可以控制開門。

3 結(jié)束語

論文主要研究了基于friendlyArm、CC2530通信模塊的移動(dòng)智能終端門禁系統(tǒng)的開發(fā)。文中給出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及實(shí)施方案。

系統(tǒng)將邏輯判斷全部在服務(wù)器端完成，智能終端、通信模塊之間只進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)傳輸，減少了終端設(shè)備的負(fù)擔(dān)。但是系統(tǒng)還是有不足之處，比如協(xié)調(diào)器和服務(wù)器建立長連接，協(xié)調(diào)器一直處于運(yùn)行狀態(tài)，較為費(fèi)電。

參考文獻(xiàn)：

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