基于互聯網的高校實驗室智能門禁系統的實現

歐陽乾+嚴舒

摘 要：傳統的高校實驗室管理很難在大學生的動手能力、創新創業能力提高上得到滿足，為了提高教師和學生的工作效率，研究一種基于互聯網的高校實驗室智能門禁系統。讀卡器接受信息將數據在門禁系統上進行甄別，使用 TCP/IP協議實現計算機和網絡交換機通信，經過無線路由模塊實現門禁系統和手機app通信。實驗結果表明，實驗管理人員可以隨時掌握實驗室中設備和人員的情況，提高了實驗室的利用率，實現了對高校實驗室的無人智能化管理。

關鍵詞：門禁系統 實驗室 智能化 手機app 讀卡器 互聯網

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0150-02

高校實驗室是培養當代大學生創新創業的重要實踐基地，大學生有著較為豐富的理論知識和一定的創造力，但因為實踐經驗和能力的欠缺，往往在創業的初期就夭折，如何培養當代大學生的動手實踐能力成為了國家十三五規劃的重要議題。隨著“互聯網+”技術的發展，高校信息化和網絡化的普及，企業對高校學生的動手能力的要求不斷提高，提高實驗室的利用率成為了迫在眉睫的問題，一種開放式的實驗室管理成為了必然要求，對高校的實驗室管理提出了智能化和人性化要求。

1.1 總體設計

1.1 系統總體方案設計

本系統主要由服務器（內網和外網），門禁控制器，讀卡器，網絡交換機，計算機，手機，報警模塊等組成。其中門禁控制器是門禁系統的核心部分，它負責整個系統的輸入、輸出、處理、存儲和控制等。讀卡器采用8051單片機讀取校園卡信息，內容包括人員信息，刷卡日期等。讀卡器與門禁系統采用串口方式連接，讀卡器將讀取的信息通過RS-485傳輸到門禁控制器中，門禁控制器通過TCP/IP網絡交換機信息發送到門禁系統管理軟件或者手機APP。

2 硬件功能設計

2.1 門禁通信系統硬件設計

本文系統通過設計各通信模塊，使用RS-485串口協議，TCP/IP協議，無線傳輸協議，完成主控制器和各個模塊之間的通信。讀卡器和門禁系統之間采用串口協議，門禁系統和服務器之間通過采用TCP/IP協議，服務器和終端采用有線或者無線傳輸協議，其中無線傳輸是一種短程無線技術，能夠在數百英尺的范圍內支持互聯網接入的無線電信號，速率可達11MB/S，其無線電波的覆蓋范圍廣，可以方便地為整棟安裝門禁系統的大樓提供無線的寬帶互聯網接入，其中通信速度可達300MB/S，同時服務器還連接報警模塊。

3 軟件功能設計

3.1 門禁管理系統

門禁管理系統是教師通過互聯網平臺，進行智能化管理的軟件系統，分為PC客戶端和手機客戶端，實現數據的采集，傳輸，處理，存儲的綜合性服務。根據ID號的不同權限授予不同的功能，操作者根據自己的操作權限在系統上進行各種設定。打開軟件后，以管理員身份進入查詢界面，可以查看所有登記注冊的教師的工號，姓名，開門時間，關門時間，某間實驗室的開門/關門情況，授權卡或者刪除卡等記錄信息。

3.2 預約系統

預約系統是專門為教師和學生設計的系統，教師和學生根據教學和實驗的要求向實驗室管理員申請實驗室的使用預約，系統將在規定的時間內向教師和學生開放，做到有約則可用，無約則禁用。通過預約平臺可以查看實驗室的預約情況，實驗儀器的使用狀態包括維修，報廢等。只要輸入起始日期時間和結束日期時間即能得到授權，如果超出了這個時間范圍，則系統將自動停止授權，需要重新申請預約。

3.3 數據庫管理系統

所有的信息通過后臺服務器將數據存儲到本地計算機中，同時在進行數據存儲和更新時，系統自動還同時生成一張EXCEL備份表格，當系統軟件出現故障時，可以直接打開EXCEL表格查詢到刷卡事件記錄，門狀態事件記錄，報警事件記錄等所有信息。當系統恢復正常時，通過軟件中的導入按鈕，也可以將EXCEL表格信息恢復到數據庫中，保證了數據的完整性和統一性。

4 功能設計實現

4.1 注冊登錄

當用戶想使用實驗室時，第一次使用需要在網上注冊并填寫完整相關信息，注冊成功后校園卡的卡號即是ID號。已經注冊過的用戶需要在登錄頁面輸入ID號和密碼，服務器驗證通過后即可登錄計算機客戶端或者手機客戶端。針對不同級別的操作人員分配多種不同操作級別的的權限，進入不同的控制界面可以看到實驗室的詳細信息，包括設備使用情況，其他用戶使用情況等等，這樣就可以合理安排自己的實驗時間。另外由于本系統是高校專用系統，只有本校教工和在讀學生才能注冊和登錄。

4.2 預約登記

注冊用戶登錄高校實驗室管理系統后，通過查看實驗室使用時間安排，填寫相關預約信息，并選擇預約時間，如果是正常上班時間就可以在任何工作時間進行預約，如果遇到節假日或者寒暑假期間，則必須要寫明使用原因，使用設備等，并經專用管理人員的授權才可進出。預約后就可以在約定的時間通知上課班級學生進行實驗。當預約時間到了超出范圍，則校園卡卡片授權信息自動停止，需要重新申請。

4.3 信息填寫

預約成功后，教師則需要進一步寫明要進行的實驗班級，實驗人數，實驗室項目名稱，要使用的實驗儀器和設備，實驗的重點和難點，實驗注意事項，是否使用多媒體等，方便管理員提前做好準備。做完試驗后，教師可以上傳學生的實驗成績，并根據學生的實驗情況重新作出實驗任務的安排和調整。

4.4 信息反饋

實驗結束后，教師可以根據學生的反饋將相關的設備使用情況告訴實驗室管理員。管理員也可以通過門禁系統軟件及時了解實驗室的情況，方便安排人員及時維修設備，不需要管理員每天到每間教室查看設備損壞情況，學生課后也可以通過交流平臺和老師進行在線交流，極大地提高了教師的工作效率，節約了學生在上課時提問題的時間。

5 結語

“互聯網+”必將成為門禁系統的發展趨勢，門禁系統的應用范圍越來越大，在各領域中的作用已經越來越明顯，門禁系統已經在智能小區，寫字樓，企業，大型綜合體得到廣泛應用。正在飛速發展的生物識別技術和手機NFC技術為門禁行業提供了新的方向，視頻智能分析技術和生物識別技術為門禁產品提供了新的動力。傳統的門禁系統加上互聯網的平臺使得高校實驗室智能門禁系統可以有效解決傳統門禁行業工作效率低，實驗室利用率低等弊病。

參考文獻

[1] 馬錫坤.基于互聯網的遠程視頻診療服務系統方案實現[J].計算機應用與軟件，2013，30（4）：208-210.

[2] 張佳宇，彭力.基于多重識別的網絡型門禁系統設計[J].測控技術，2014，33（10）：60-63.

[3] 姜元鵬，黃敏，姜淑娟，等.高校圖書館門禁系統的實現與應用[J].圖書館工作與研究，2011（181）：44-47.

[4] 鞠鳳娟.基于大型嵌入式系統的污水檢測系統設計[J].現代電子技術，2016，39（22）：147.

[5] 張小龍，劉書炘.基于級聯支持向量機融合多特征的人臉檢測[J].計算機應用與軟件，2016，33（4）：151-154.

[6] 寧方華，張彥偉.基于隨機哈希鎖的射頻識別門禁系統安全方案[J].吉林大學學報，2012，42（1）：67-69.

[7] 趙敏，高明芳.基于非接觸式IC卡門禁控制系統的硬件實現[J].煤炭技術，2011，30（12）：115-117.

[8] 楊世恩.智能電子門禁系統研究與設計[J].通信技術，2011，5（44）：68-69.endprint