基于短信技術的無線門禁系統開發與研制

文章出處：http://www.nyfzw.net 作者： 人氣： 發表時間：2013年02月06日

    摘要：本文介紹了利用短信開發的無線門禁系統，實時向用戶反映門安全情況，有權手機遠程開門。此系統突破了有線網絡的限制，使門禁主機系統直接與用戶手機通訊安防數據。由于系統采用模塊化的設計、開放式接口及靈活的平臺環境，為支持各項業務(包括今后的新業務)的生成和修改提供了技術上的支持。

    引言

    隨著人們對門禁系統各方面要求的不斷提高，門禁系統的應用范圍越來越廣泛。人們對門禁系統的應用已不局限在單一的出入口控制，同時要求它不僅能應用于智能大廈或智能社區的門禁控制、考勤管理、安防報警、停車場控制、電梯控制、樓宇自控等，還可與其它系統聯動控制等多種控制功能。門禁短信系統是在傳統門禁系統的基礎上，在低成本的前提下，增加即時公布門禁安全情況的功能，并按照部門和級別隨時隨地的管理及時的安防信息。此系統突破了有線網絡的限制，使門禁主機系統直接與用戶手機通訊安防數據。

    1 基于無線短信技術的門禁系統結構及功能

    1 ．1系統結構(圖1)

 

圖1 門禁系統結構圖

    1．2系統功能特點

    (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，可以簡單地從中心發送掛失指令，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)能即時反映門禁安全情況；
    (7)設備采用開關電源；
    (8)設備采取低功耗設計，非開鎖狀態整機功耗小于4W；
    (9)設備采用大容量的掉電記憶存儲芯片，可以最大記錄20000條刷卡信息；
    (10)系統具備多級權限管理及時限管理，可以有超級用戶卡、區域用戶卡和工程卡；
    (11)采用白名單工作方式，智能門禁生產廠家沒有授權就無法開門；
    (12)短信信息雙向效驗，保證信息準確發送和接收；
    (13)采用philips公司的非接觸mifaxes50卡，該卡有1Kb的信息存儲量，可讀可寫，全球唯一卡號，有16組密碼保護，不可破譯、不可復制；
    (14)機器支持雙讀卡頭，可以支持雙門系統。也可以單門系統，作到進門刷卡，記錄進門時間，出門刷卡，記錄出門時間。

    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的信息存儲量，可讀可寫，全球唯一卡號，有16組密碼保護，不可破譯、不可復制；與中心軟件通信，可以實現門禁卡不同級別、區域的權限管理；可增加、刪除、查詢指定卡號、清空卡號操作；可設置有時效限制的臨時卡；刷合法卡后立即開啟電控鎖；支持中心遙控開鎖，同時中心軟件記錄開啟時間、開啟人員等信息；實時上傳刷卡記錄功能，在與中心通信鏈路中斷時，本地有保存記錄；輸出控制采用抗干擾電路，可防止有干擾出現時發生誤操作；設備自防護功能，當控制器斷電時，電控鎖處于關閉狀態；良好的電磁兼容性；能實時向用用戶反映安全情況。

    1．2．2中心軟件功能

    中心軟件可對網絡中的門禁設備進行集中參數配置，包括：門禁機增卡(巾心軟件可以針對某一個或某一組門禁機進行增卡操作)、門禁機刪卡(中心軟件可以針對某一個或某一組門禁機進行刪卡操作)；可對網絡中的門禁設備的數據進行處理，包括：安全管理(支持分片區、分級別的嚴格權限控制)、考勤管理(巡檢記錄)、遠程開門(中心軟件可以針對某一個門禁機進行遠程開門)、刷卡記錄(實時將刷卡記錄傳至監控中心保存，在與中心通信鏈路中斷時，記錄保存在本地)、告警通知(系統一旦檢測到門禁設備異常就會向監控中心值班人員發出明確的短信、及其它聲光告警并顯示具體報警地點)、手機開門；可對網絡中的門禁設備的數據進行報表統計，包括：定時報表、統計報表、考勤報表及自定義報表。

    1．3系統通信機制

    由于通過短信方式進行通信，而且在通信前雙方都知道目的地，而且要支持故要選擇PDU數據格式收發短信。通信雙方根據設定的目的地直接進行數據發送。為了減少短信量和實現短信協議的安全性，增加了設備端認證的功能，門禁控制器在收到短信后，檢查接收號碼是否與保存的手機號碼匹配，匹配則處理，否則不處理?。由于短信通信過程的時延不確定性，而要實現時鐘同步命令，在門禁控制器進行了可靠的時鐘同步處理。

    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。時鐘電路系統采用DAL“峪公司的專用時鐘芯片，并配備了備用電池，防止掉電情況下時鐘停止，保證了刷卡或告警時間記錄的準確性。同時可以判斷門禁卡是否已過授權期限；看門狗電路為有效防止門禁控制器、讀卡器受干擾死機，采用專用看門狗芯片，保證系統持續穩定的工作；在供電停止時，接人后備電池的供電；RS232串行口按照通信協議與短信貓進行通信，將相應的告警、記錄上傳到中心；告警輸出(開關量)當出現讀卡模塊故障，探測到非法卡卡號或主控電路自檢錯誤等情況時，會輸出相應的開關量告警；擴展的flash用于保存掉電時的各種記錄。

    2．3串口控制SMS的工作原理

    單片機與短信Modem采用串行異步通信接口，通信速度設定為9600bps。GSM的短信息業務SMS利用信令信道傳輸，這是GSM通信網所特有的。它不用撥號建立連接，把要發的信息加上目的地址發送到短信息服務中心，經短消息服務中心完成存儲后再發送給最終的信宿。所以當目的GSM終端沒開機時信息不會丟失。每個短消息的信息量限制為160字節。現在市場上大多數手機均支持GSM07．05規定的AT指令集。該指令集是ETSI(歐洲通信技術委員會)發布的，其中包含了對SMS的控制。利用GSM手機的串行接口，單片機向手機收發一系列的AT命令，就能達到控制手機收發SMS的目的。ETSI的GSM07．05中用于SMS收發控制的主要AT命令見下表所示GSM手機通過異步通信接口實現對SMS的控制共有三種接人協議”。：BlockMode；基于AT命令的TextMode；基于AT命令的PDUMode。PDU模式是發送或接收手機SMS信息的一種方法，短信息正文經過十六進制編碼后被傳送。目前，PDUMode應用最為廣泛，基本上全國所有的電信局都提供支持PDUMode的短消息業務。有些地址則不支持TextMode和BlockMode，這就限制了這兩種接人協議的應用，而且PDUMode已有取代BlockMode的趨勢。為了保證系統具有廣泛的適用性，本文采用PDU模式收發SMS。

    PDU相當于一個數據包，它由構成消息(SMS)的信息組成。作為一種數據單元，它必須包含渺目的地址、保護(有效)時間、數據格式、協議類型和正文，正文長度可達140字節，它們都以十六進制表示。PDU結構根據短消息由移動終端發起或以移動終端為目的而不同。

 

 

    其中，SMSC為短消息業務中心地址，DA／OA為源／目的地址，PID為協議識別，DCS為數據編碼，UDL為用戶數據長度，UD為用戶數據，VP為有效時間，MR指明是發出信息，SCTS指明短消息到達業務中心的時間。

    3 結語

    門禁系統是最近幾年才在國內廣泛應用的高科技安全設施之一，現已成為現代建筑的智能化標志之一。在越來越注重商業情報和安全的今天，本系統可用于對進出一些重要機關、科研實驗室、檔案館、以及關系到國計民生的公用事業單位的控制中心、民航機場等場所的工作人員，給予進出授權控制。也可用移動基站監控等。也可擴展應用于交通物流行業短信簽收系統、企業短信息系統、無線移動辦公系統、校園短信息系統、產品防偽短信系統、催繳費短信系統等。

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