基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)研究

王鳳嬌 王俊竹 李鵬瑞 李春明

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，人們的生活質(zhì)量也得到了顯著提高，但同時(shí)也使人們的生活環(huán)境變得十分復(fù)雜，尤其是校內(nèi)環(huán)境，對(duì)此，學(xué)校需要充分保證學(xué)生的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。本文針對(duì)基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)進(jìn)行分析，并提出具體的設(shè)計(jì)方法，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員起到一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng);學(xué)生宿舍;智能手機(jī)

現(xiàn)如今，學(xué)校宿舍的門禁系統(tǒng)多數(shù)采用磁卡識(shí)別學(xué)生身份，但磁卡在具體使用過程中容易受到壓力、暴曬、污漬以及高溫等影響，而且安全性相對(duì)較低，因此容易威脅到學(xué)生自身的生命財(cái)產(chǎn)安全。而智能手機(jī)的出現(xiàn)對(duì)學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)發(fā)展起到了重要促進(jìn)作用，不僅具有較高的安全性，而且使用方便，容易攜帶，因此應(yīng)該得到有效推廣和應(yīng)用[1]。

一、基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中的門禁系統(tǒng)也逐漸智能化，而且還在不斷完善當(dāng)中。但目前多數(shù)門禁系統(tǒng)仍然采用IC卡等相關(guān)附加鑰匙設(shè)備，如果鑰匙出現(xiàn)丟失和未攜帶等現(xiàn)象，將會(huì)給人們生活造成十分嚴(yán)重的不便。目前，一些高校在學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)應(yīng)用方面主要采用IC卡，相關(guān)管理人員可以將學(xué)生的具體信息錄入到IC卡當(dāng)中，從而授予學(xué)生開門權(quán)限。學(xué)生宿舍可以通過近場通信技術(shù)設(shè)備有效識(shí)別學(xué)生的IC卡，以此來實(shí)現(xiàn)宿舍開門功能。但當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)IC卡未攜帶或者遺失等情況后，將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無法打開宿舍門禁，而且IC卡在具體應(yīng)用時(shí)還存在著一個(gè)弊端，那就是到了門禁時(shí)間后，管理人員無法對(duì)未回到宿舍的學(xué)生信息進(jìn)行獲取。近些年來，隨著我國智能手機(jī)的快速普及以及NFC技術(shù)的不斷發(fā)展，可以有效提升人們的生活水平，并拓展生活的發(fā)展空間。具體來說，通過以智能手機(jī)作為載體，對(duì)NFC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效研發(fā)學(xué)生宿舍的智能門禁系統(tǒng)。通過應(yīng)用智能門禁系統(tǒng)，不僅可以有效保證學(xué)生的出入，而且方便進(jìn)行攜帶，不容易遭到損壞，具有較高的安全系數(shù)。針對(duì)學(xué)校后勤部門而言，可以對(duì)智能門禁系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，學(xué)?？梢詫?duì)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一授權(quán)，以此來實(shí)現(xiàn)門禁管理的規(guī)范化和智能化，這樣不僅能夠完成智能開鎖過程，而且還能夠保證學(xué)生宿舍環(huán)境的安全性，因此各高校需要對(duì)智能門禁系統(tǒng)加強(qiáng)研究，并將其在學(xué)生宿舍當(dāng)中進(jìn)行有效應(yīng)用和推廣[2]。

二、基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)理論知識(shí)

NFC近場通信技術(shù)作為一種無線通信技術(shù)，具有高頻率和短距離的特點(diǎn)，其在13.56MHz頻率下可以在20厘米的范圍內(nèi)運(yùn)行，而且傳輸速度具體包括424Kbit/秒、212Kbit/秒、106Kbit/秒三種類型?，F(xiàn)如今，近場通信技術(shù)已經(jīng)被納入到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。而NFC的讀取模式具體包括主動(dòng)讀取和被動(dòng)讀取兩種，可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。NFC近場通信技術(shù)主要整合了互聯(lián)互通技術(shù)以及非接觸式射頻識(shí)別技術(shù)，因此NFC可以對(duì)目前已有的RFID設(shè)備進(jìn)行兼容。具體來說，NFC近場通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，可以在單一芯片上對(duì)感應(yīng)式讀卡器、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能以及感應(yīng)式卡片等進(jìn)行集中使用，所以NFC在具體應(yīng)用時(shí)的工作模式也包括三種類型，分別是雙向通信模式、主動(dòng)模式以及被動(dòng)模式，而各種模式的工作原理具體如下。

（一）主動(dòng)模式

首先，主動(dòng)模式也可以稱之為讀寫模式，在該模式下NFC設(shè)備能夠主動(dòng)形成RF場，從而對(duì)其他NFC設(shè)備進(jìn)行識(shí)別或讀寫，可以作為非接觸式讀卡器進(jìn)行使用。當(dāng)NFC設(shè)備產(chǎn)生RF場之后，可以對(duì)其他NFC設(shè)備進(jìn)行感應(yīng)，并在感應(yīng)后建立起具體的連接，同時(shí)NFC終端可以通過相同的傳輸速率進(jìn)行應(yīng)答，從而對(duì)NFC終端信息的目的進(jìn)行讀取或?qū)懭隱3]。

（二）被動(dòng)模式

被動(dòng)模式也可以稱之為卡模擬模式，在此模式下，NFC設(shè)備可以作為一張IC卡進(jìn)行使用，對(duì)其他NFC設(shè)備所發(fā)出的RF場進(jìn)行接收，并建立起具體的連接，同時(shí)再以同樣的傳輸速率進(jìn)行應(yīng)答，從而使其他NFC設(shè)備來讀寫其信息。與此同時(shí)，在此模式應(yīng)用時(shí)，相關(guān)的NFC設(shè)備即使在未通電狀態(tài)下，也可以被有效識(shí)別。

（三）雙向通信模式

雙向通信模式也可以稱之為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，在此模式下，兩個(gè)NFC設(shè)備都可以產(chǎn)生RF場，并建立起相應(yīng)的通信，而且在通信建立之后，兩個(gè)NFC設(shè)備之間可以通過相同的傳輸速率對(duì)文件、信息以及數(shù)據(jù)等進(jìn)行傳送和交換，從而完成雙向通信過程。該模式在具體應(yīng)用時(shí)對(duì)比藍(lán)牙具有更快的傳輸速率，而且傳輸時(shí)間相對(duì)較短，能耗也比較低，因此優(yōu)勢十分顯著。

三、基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

基于智能手機(jī)和NFC對(duì)宿舍門禁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在方案當(dāng)中具體包括NFC模塊、管理員、客戶端以及開發(fā)板等。方案的實(shí)際設(shè)計(jì)流程，具體如下。

（一）方案設(shè)計(jì)

首先，對(duì)于該門禁系統(tǒng)的首次使用，學(xué)生需要對(duì)APP進(jìn)行下載，然后在軟件上注冊(cè)賬號(hào)，將自己的相關(guān)信息進(jìn)行登錄。而系統(tǒng)的管理員則可以通過后臺(tái)管理對(duì)學(xué)生所輸入的信息進(jìn)行核實(shí)，同時(shí)還需要對(duì)學(xué)生的開鎖權(quán)限進(jìn)行分配。

其次，通過以上步驟，可以使學(xué)生在APP上獲取到相應(yīng)的開鎖權(quán)限。之后學(xué)生需要對(duì)帶有NFC的手機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，打開之前下載的APP，并使用權(quán)限進(jìn)行開鎖。當(dāng)學(xué)生的SIM卡帶有NFC功能時(shí)，學(xué)生可以在不打開APP的情況下直接進(jìn)行開鎖，而且即使學(xué)生的手機(jī)關(guān)機(jī)也同樣可以使用開鎖功能。

最后，學(xué)生每次在宿舍出入的時(shí)間可以在后臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中被記錄下來，方便管理員開展管理工作。

（二）功能設(shè)計(jì)

首先，用戶管理模塊。該系統(tǒng)模塊在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，可以對(duì)不同用戶進(jìn)行相應(yīng)的管理授權(quán)，而且可以針對(duì)不同等級(jí)的用戶，對(duì)不同的權(quán)限進(jìn)行設(shè)定。例如，級(jí)別較高的管理員可以在任何宿舍樓進(jìn)出，并通過后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生情況進(jìn)行查閱，而學(xué)生的級(jí)別相對(duì)較低，只能在自己所在的宿舍樓進(jìn)出。這樣一來，可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的管理，而且相關(guān)管理員也可以更加方便的開展管理工作，在保證學(xué)生進(jìn)出宿舍樓的基礎(chǔ)上提升學(xué)生宿舍管理水平。

其次，記錄信息模塊。該模塊主要對(duì)用戶信息進(jìn)行存儲(chǔ)，而學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)則主要對(duì)學(xué)生每次進(jìn)出的時(shí)間信息等進(jìn)行記錄。當(dāng)學(xué)生在超過門禁時(shí)間后仍然沒有回到宿舍，后臺(tái)系統(tǒng)可以將此情況向管理員進(jìn)行反饋，從而開展具體的管理工作。而系統(tǒng)的信息記錄要具有較高的真實(shí)性和可靠性，因此可以強(qiáng)化學(xué)生宿舍管理，方便管理員掌握具體信息。

最后，消息發(fā)送模塊。該模塊可以向管理員發(fā)送具體的信息，而相關(guān)管理員則可以結(jié)合系統(tǒng)反饋信息明確學(xué)生情況。同時(shí)，該模塊還可以像學(xué)生發(fā)送提醒信息，提醒其盡早回到宿舍[4]。

結(jié)束語：

綜上所述，基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)，通過對(duì)智能手機(jī)和NFC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)IC卡使用的不足，有效實(shí)現(xiàn)開鎖功能，對(duì)高校學(xué)生宿舍進(jìn)行智能化和高效化的管理，這樣不僅可以減少宿舍門禁管理中存在的問題，而且還能夠提升宿舍管理的安全性。通過具體研究和實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，基于智能手機(jī)的宿舍門禁系統(tǒng)對(duì)比傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)，要具有十分顯著的優(yōu)勢，不僅門禁系統(tǒng)的應(yīng)用成本較低，而且在運(yùn)用時(shí)要更為方便和安全，因此智能門禁系統(tǒng)在未來將具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐明昊，宋廣軍.基于單片機(jī)的宿舍指紋門禁解鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀表，2020，35（04）：94-97+108.

[2]左先旺，李成偉.智能宿舍管理與監(jiān)測裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].無線互聯(lián)科技，2019，16（14）：36-37.

[3]高知旭.信息系統(tǒng)集成在企業(yè)智慧行政中的價(jià)值與策略[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（21）：21+23.

[4]韓改寧，韓麗娜，張清文.基于Arduino開發(fā)平臺(tái)的學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2016，16（09）：64-68.

作者簡介：

王鳳嬌，出生年月：2000.10，民族：漢，性別：女，

（哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院? 150025）