基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)研究

王鳳嬌 王俊竹 李鵬瑞 李春明

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學技術水平的不斷提升，人們的生活質量也得到了顯著提高，但同時也使人們的生活環(huán)境變得十分復雜，尤其是校內環(huán)境，對此，學校需要充分保證學生的人身安全和財產(chǎn)安全。本文針對基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)進行分析，并提出具體的設計方法，希望能夠為相關工作人員起到一些參考和借鑒。

關鍵詞：門禁系統(tǒng);學生宿舍;智能手機

現(xiàn)如今，學校宿舍的門禁系統(tǒng)多數(shù)采用磁卡識別學生身份，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，而且安全性相對較低，因此容易威脅到學生自身的生命財產(chǎn)安全。而智能手機的出現(xiàn)對學生宿舍門禁系統(tǒng)發(fā)展起到了重要促進作用，不僅具有較高的安全性，而且使用方便，容易攜帶，因此應該得到有效推廣和應用[1]。

一、基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)應用優(yōu)勢

隨著我國科學技術的快速發(fā)展，人們日常生活當中的門禁系統(tǒng)也逐漸智能化，而且還在不斷完善當中。但目前多數(shù)門禁系統(tǒng)仍然采用IC卡等相關附加鑰匙設備，如果鑰匙出現(xiàn)丟失和未攜帶等現(xiàn)象，將會給人們生活造成十分嚴重的不便。目前，一些高校在學生宿舍門禁系統(tǒng)應用方面主要采用IC卡，相關管理人員可以將學生的具體信息錄入到IC卡當中，從而授予學生開門權限。學生宿舍可以通過近場通信技術設備有效識別學生的IC卡，以此來實現(xiàn)宿舍開門功能。但當學生出現(xiàn)IC卡未攜帶或者遺失等情況后，將會導致學生無法打開宿舍門禁，而且IC卡在具體應用時還存在著一個弊端，那就是到了門禁時間后，管理人員無法對未回到宿舍的學生信息進行獲取。近些年來，隨著我國智能手機的快速普及以及NFC技術的不斷發(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，通過以智能手機作為載體，對NFC技術進行應用，可以有效研發(fā)學生宿舍的智能門禁系統(tǒng)。通過應用智能門禁系統(tǒng)，不僅可以有效保證學生的出入，而且方便進行攜帶，不容易遭到損壞，具有較高的安全系數(shù)。針對學校后勤部門而言，可以對智能門禁系統(tǒng)進行應用，學校可以對學生進行統(tǒng)一授權，以此來實現(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，而且還能夠保證學生宿舍環(huán)境的安全性，因此各高校需要對智能門禁系統(tǒng)加強研究，并將其在學生宿舍當中進行有效應用和推廣[2]。

二、基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)理論知識

NFC近場通信技術作為一種無線通信技術，具有高頻率和短距離的特點，其在13.56MHz頻率下可以在20厘米的范圍內運行，而且傳輸速度具體包括424Kbit/秒、212Kbit/秒、106Kbit/秒三種類型?，F(xiàn)如今，近場通信技術已經(jīng)被納入到國家相關標準當中。而NFC的讀取模式具體包括主動讀取和被動讀取兩種，可結合實際情況進行選擇。NFC近場通信技術主要整合了互聯(lián)互通技術以及非接觸式射頻識別技術，因此NFC可以對目前已有的RFID設備進行兼容。具體來說，NFC近場通信技術在實際應用過程當中，可以在單一芯片上對感應式讀卡器、點對點功能以及感應式卡片等進行集中使用，所以NFC在具體應用時的工作模式也包括三種類型，分別是雙向通信模式、主動模式以及被動模式，而各種模式的工作原理具體如下。

（一）主動模式

首先，主動模式也可以稱之為讀寫模式，在該模式下NFC設備能夠主動形成RF場，從而對其他NFC設備進行識別或讀寫，可以作為非接觸式讀卡器進行使用。當NFC設備產(chǎn)生RF場之后，可以對其他NFC設備進行感應，并在感應后建立起具體的連接，同時NFC終端可以通過相同的傳輸速率進行應答，從而對NFC終端信息的目的進行讀取或寫入[3]。

（二）被動模式

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

（三）雙向通信模式

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

三、基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)方案設計

基于智能手機和NFC對宿舍門禁系統(tǒng)進行設計，在方案當中具體包括NFC模塊、管理員、客戶端以及開發(fā)板等。方案的實際設計流程，具體如下。

（一）方案設計

首先，對于該門禁系統(tǒng)的首次使用，學生需要對APP進行下載，然后在軟件上注冊賬號，將自己的相關信息進行登錄。而系統(tǒng)的管理員則可以通過后臺管理對學生所輸入的信息進行核實，同時還需要對學生的開鎖權限進行分配。

其次，通過以上步驟，可以使學生在APP上獲取到相應的開鎖權限。之后學生需要對帶有NFC的手機進行應用，打開之前下載的APP，并使用權限進行開鎖。當學生的SIM卡帶有NFC功能時，學生可以在不打開APP的情況下直接進行開鎖，而且即使學生的手機關機也同樣可以使用開鎖功能。

最后，學生每次在宿舍出入的時間可以在后臺系統(tǒng)當中被記錄下來，方便管理員開展管理工作。

（二）功能設計

首先，用戶管理模塊。該系統(tǒng)模塊在實際運行時，可以對不同用戶進行相應的管理授權，而且可以針對不同等級的用戶，對不同的權限進行設定。例如，級別較高的管理員可以在任何宿舍樓進出，并通過后臺系統(tǒng)對學生情況進行查閱，而學生的級別相對較低，只能在自己所在的宿舍樓進出。這樣一來，可以加強對學生的管理，而且相關管理員也可以更加方便的開展管理工作，在保證學生進出宿舍樓的基礎上提升學生宿舍管理水平。

其次，記錄信息模塊。該模塊主要對用戶信息進行存儲，而學生宿舍門禁系統(tǒng)則主要對學生每次進出的時間信息等進行記錄。當學生在超過門禁時間后仍然沒有回到宿舍，后臺系統(tǒng)可以將此情況向管理員進行反饋，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性和可靠性，因此可以強化學生宿舍管理，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，而相關管理員則可以結合系統(tǒng)反饋信息明確學生情況。同時，該模塊還可以像學生發(fā)送提醒信息，提醒其盡早回到宿舍[4]。

結束語：

綜上所述，基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)，通過對智能手機和NFC技術進行應用，可以有效彌補傳統(tǒng)IC卡使用的不足，有效實現(xiàn)開鎖功能，對高校學生宿舍進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。通過具體研究和實踐可以發(fā)現(xiàn)，基于智能手機的宿舍門禁系統(tǒng)對比傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)，要具有十分顯著的優(yōu)勢，不僅門禁系統(tǒng)的應用成本較低，而且在運用時要更為方便和安全，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：

[1]徐明昊，宋廣軍.基于單片機的宿舍指紋門禁解鎖系統(tǒng)設計[J].自動化與儀表，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)設計與實現(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)智慧行政中的價值與策略[J].科技經(jīng)濟導刊，2018，26（21）：21+23.

[4]韓改寧，韓麗娜，張清文.基于Arduino開發(fā)平臺的學生宿舍門禁系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2016，16（09）：64-68.

作者簡介：

王鳳嬌，出生年月：2000.10，民族：漢，性別：女，

籍貫：黑龍江省綏化市，學歷：在讀本科

項目編號：? 201713301025

項目名稱：? ?大學生電子寢室安全鎖