特種場所綜合管控系統(tǒng)的設計與應用

周翔 李亞鋒 丁穎

摘要：近年來，隨著社會的不斷進步，養(yǎng)老院、幼兒園、殯儀館等這類特殊場所面對復雜的人員流通情況，為最大程度保障其安全，需要一套可靠、安全的智能管控系統(tǒng)。文章研究了特種場所綜合管控系統(tǒng)的設計與應用，特種場所綜合管控系統(tǒng)包含門禁控制端、監(jiān)管控制端和中心數(shù)據(jù)庫，使用了紅外短距傳輸技術和物聯(lián)網(wǎng)技術。門禁控制端負責采集數(shù)據(jù)，監(jiān)管控制端負責門禁管控和數(shù)據(jù)分析，中心數(shù)據(jù)庫負責數(shù)據(jù)存儲和調(diào)用。系統(tǒng)分級控制，提高了區(qū)域管控效率，發(fā)揮了管控系統(tǒng)的最大功能和作用。

關鍵詞：特殊場所；綜合管控系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)技術

在特殊場合對人和物的管理要求比較特殊，不同身份的人分角色管理，大致可將人分為工作人員、一般客戶和特殊客戶，工作人員根據(jù)工作職責進行門禁管理，工作人員有著包含信息的IC卡，通過IC卡進行門禁管理。物品分為一般物品和特殊對象兩類，其中一般物品根據(jù)二維碼進行管理，而特殊對象則利用4442卡和紅外短距通信進行門禁管理，這種方式有很好的靈活性。特種場所有著這樣的綜合管控系統(tǒng)，將使得人員管理和物品流通得到有效的監(jiān)管和控制。

1 系統(tǒng)整體設計

本系統(tǒng)利用IC卡、接觸式IC卡讀卡器及非接觸式IC卡讀卡器、紅外短距通信技術等實現(xiàn)對人、物的精準識別。在硬件設計上，需要完成讀卡器的設計制作、IC卡數(shù)據(jù)的讀寫及紅外發(fā)射與接收的設計，同時這些功能都是基于單片機來完成的。軟件方面，編寫上位機軟件，使得實驗數(shù)據(jù)在PC機端的讀取、顯示，以及上位機對硬件的控制和系統(tǒng)的控制得以實現(xiàn)。系統(tǒng)結構如圖1所示。

2 硬件系統(tǒng)設計

硬件系統(tǒng)由門禁控制端和監(jiān)管控制端組成，兩者之間通過IP網(wǎng)絡連接。門禁控制端通過識別人員的IC卡或身份證內(nèi)的信息，識別物品表面的二維碼，讀取4442卡內(nèi)物品信息，進行數(shù)據(jù)采集，同時記錄實時流通信息，將流通信息上傳至監(jiān)管控制端，位于監(jiān)管控制端的監(jiān)管人員可根據(jù)獲得的信息，對門禁控制端進行相應的操作，獲得的數(shù)據(jù)可以與數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進行比較[1]。

2.1門禁控制端

門禁控制端對人員和物品的流通控制采用不同的方式。

在人員管理方面，門禁端主要由IC讀卡器和單片機構成，IC讀卡器采用市場上現(xiàn)有的可以讀取IC卡信息、識別二維碼的讀卡器。不同的人員有錄入自身信息的IC卡，IC卡讀卡器讀取IC卡內(nèi)的信息。單片機負責對信息進行解碼，將解碼后的信息上傳至監(jiān)管控制端。

在物品管理方面，一般物品外部有提前錄入物品信息的二維碼，讀卡器可識別二維碼獲取物品信息。當查詢到二維碼信息后，判斷物品是否可以通過。通過這種管理模式，實時了解物品的動態(tài)信息，當物品流通情況出現(xiàn)異常時，可以對異常部位進行定位，并發(fā)出警告[2]。

對于無法標注二維碼的特殊物品，使用4442卡和紅外收發(fā)技術來進行識別。4442卡的讀取包含發(fā)射模塊和接收模塊，發(fā)射端與物品相結合，包含讀卡器、主控模塊、電源模塊及紅外發(fā)射模塊，發(fā)射模塊如圖2所示。接收端位于門禁控制端中，包含紅外接收模塊、主控模塊及網(wǎng)絡通信模塊，接收模塊如圖3所示。

紅外發(fā)射模塊將讀卡器讀取的數(shù)據(jù)通過紅外波形發(fā)射，該過程由單片機進行控制。紅外接收模塊接收的數(shù)據(jù)通過單片機處理，使用NEC協(xié)議解碼，確保解碼后的數(shù)據(jù)與發(fā)射的數(shù)據(jù)一致，最后將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡通信模塊發(fā)送到上位機。

2.2監(jiān)管控制端

監(jiān)管控制端主要由一臺數(shù)據(jù)庫服務器、多臺監(jiān)視器和多臺主機組成。多臺主機擔當著各區(qū)域的監(jiān)管功能，多臺主機之間構成局域網(wǎng)[3]。一臺主機對應一個門禁控制端，主機為監(jiān)控軟件提供硬件基礎，為監(jiān)管人員提供簡單有效的管理方式。數(shù)據(jù)庫服務器可以存儲參考數(shù)據(jù)作為調(diào)用，還可以幫助監(jiān)控主機完成數(shù)據(jù)的上傳、下載和查詢等工作。監(jiān)視器作為可視設備，能夠實時觀察門禁端人員流通狀況。如果門禁端發(fā)生非正常開門現(xiàn)象，監(jiān)視器可立即響應，對事發(fā)地點進行錄像，同時向監(jiān)管控制主機發(fā)出警報[4]。

3 軟件系統(tǒng)設計

特種場所綜合管控系統(tǒng)主要包括監(jiān)管控制軟件和數(shù)據(jù)庫管理軟件。監(jiān)管控制軟件則是監(jiān)管控制端的核心部分，數(shù)據(jù)庫管理軟件對數(shù)據(jù)庫進行管理[5]。

監(jiān)管控制軟件運行于主機上，通過TC P/IP協(xié)議與單片機之間進行通信，可快速獲得單片機處理后的數(shù)據(jù)，也可以獲取數(shù)據(jù)庫服務器中的數(shù)據(jù)。控制端都有自己固有的IP地址和端口，網(wǎng)絡參數(shù)模塊經(jīng)過設置可實現(xiàn)上位機與相應門禁端連接，視頻監(jiān)控界面可實時顯示門禁端狀況和監(jiān)視器記錄的畫面，卡片注冊模塊可對卡內(nèi)信息進行修改注冊，門操作與門參數(shù)設置模塊可對門禁端門禁通行狀況進行相應設置，軟件讀取到的數(shù)據(jù)可同步上傳至數(shù)據(jù)庫[6-8]。軟件界面如圖4所示。

數(shù)據(jù)庫運行于服務器上，數(shù)據(jù)庫管理軟件保障數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定運行，為監(jiān)控管控軟件提供數(shù)據(jù)支持，存儲相應的人員信息、物品信息和進出時間，供監(jiān)管控制端的監(jiān)管人員調(diào)用。本系統(tǒng)運用了云服務器技術，可降低使用傳統(tǒng)服務器時產(chǎn)生的運維精力和成本。

4 結語

特種場所綜合管控系統(tǒng)根據(jù)某特殊場所對人、物流動管理的要求，綜合運用4442卡、IC卡、身份證、二維碼以及紅外短距通信技術對人、物進行識別，對不同通行人員進行辨別，根據(jù)既定規(guī)則，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)技術，軟硬件相結合進行相應的門禁控制，實現(xiàn)科學有效管理，使得某特種場所能夠有條不紊、有序地運行與工作。

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