基于RFID的家庭智能門禁管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計1

1、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 hunan railway professional technology college 畢業(yè)設(shè)計方案畢業(yè)設(shè)計方案 課題名稱：基于課題名稱：基于 rfidrfid 的家庭的家庭 智能門禁管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)智能門禁管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 班班 級級: : 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng) 121121 姓姓 名名: : 羅永羅永 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 顏謙和顏謙和 完成日期：完成日期： 20152015 年年 1 1 月月 8 8 日日 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 指導(dǎo)老師：顏謙和 一、畢業(yè)設(shè)計課題名稱一、畢業(yè)設(shè)計課題名稱 基于 rfid 的家庭智能門禁管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2、二、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)二、畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 根據(jù)培養(yǎng)高級技術(shù)實用人才這一目標(biāo)的要求，選題從實際情況出發(fā)，選取適合于高職 學(xué)生要達(dá)到的實際能力和水平，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識與技能分析與解決問題的能 力，并鞏固和擴大學(xué)生的課堂知識與實際崗位技能相結(jié)合的專題作為畢業(yè)設(shè)計題目。 本課題是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)所開設(shè)課程內(nèi)容，設(shè)計一個中小模型的智能家居系 統(tǒng)的方案，并實現(xiàn)其部分功能。功能主要包括門禁子系統(tǒng)、燃?xì)鈾z測子系統(tǒng)、防火子系統(tǒng)、 家室溫度控制子系統(tǒng)、燈光窗簾控制子系統(tǒng)、防盜子系統(tǒng)等，大家可先對這些系統(tǒng)進(jìn)行需 求分析，然后選擇 1 至多個子系統(tǒng)（至少 1 個）進(jìn)行方案設(shè)計，并選擇相關(guān)硬件設(shè)備，搭 建系統(tǒng)硬

3、件平臺和開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)相關(guān)的功能。最終成果系統(tǒng)方案和設(shè)計過程文檔、系統(tǒng) 源代碼和系統(tǒng)模擬模型。 三、畢業(yè)設(shè)計要求三、畢業(yè)設(shè)計要求 1、選題要求 根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)所開設(shè)課程內(nèi)容，題目為智能家居系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)，設(shè) 計一個中小模型的智能家居系統(tǒng)的方案，并實現(xiàn)其部分功能。功能主要包括門禁子系統(tǒng)、 燃?xì)鈾z測子系統(tǒng)、防火子系統(tǒng)、家室溫度控制子系統(tǒng)、燈光窗簾控制子系統(tǒng)、防盜子系統(tǒng) 等，大家可先對這些系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，然后選擇 1 至多個子系統(tǒng)（至少 1 個）進(jìn)行方案 設(shè)計，并選擇相關(guān)硬件設(shè)備，搭建系統(tǒng)硬件平臺和開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)相關(guān)的功能。 2、方案標(biāo)題要求 整個方案應(yīng)包括封面、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書（已下發(fā)

4、） 、摘要關(guān)鍵字、目錄、畢業(yè)設(shè)計正 文、結(jié)束語、致謝、參考文獻(xiàn)； 封面包括：學(xué)校名稱、專業(yè)名稱、姓名、課題名稱、指導(dǎo)老師等信息（要有圖文混排） 格式要求 正文：正文，中文字體用五號宋體字，英文用 times new roman 字體， 行間距：固定值為 22 磅。 （2）一級標(biāo)題：二號字，黑體，加粗，居中對齊，段上下空 20 磅。 （3）二級標(biāo)題：三號字，宋體，居中對齊，段上下空 10 磅。 （4）三級標(biāo)題：四號字，黑體，縮進(jìn)兩字，段上下空 6 磅，中間空一格。 （5）頁腳：顯示頁碼。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、摘要、目錄的頁碼以大寫羅馬數(shù)字編號， 如：，居中；從第一章前言到結(jié)束語、致謝、參考文獻(xiàn)的頁碼以

5、阿拉伯?dāng)?shù)字編號, 居中。 （6）頁眉：論文所在的章節(jié)名稱，居中，小五號，宋體。封面無頁眉。 （7）添加圖（表）題：為“畢業(yè)論文”第一章節(jié)中的圖添加“圖（表）1-1，圖（表）1- 2”所示的圖題；第二章節(jié)的圖添加“圖（表）2-1，圖（表）2-2”所示的圖題。選擇全文的 圖都添加類似的圖題。 （8）創(chuàng)建目錄：顯示頁碼，頁碼右對齊，格式來自正式，顯示級別為三級。 要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，經(jīng)過努力可以按時完成設(shè)計，取得相應(yīng)的成果。對于有些 可能超出所學(xué)知識范圍的題目，應(yīng)該通過自學(xué)或在實踐中學(xué)習(xí)進(jìn)行彌補。 通過畢業(yè)設(shè)計，提高學(xué)生的專業(yè)知識和崗位技能，培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、開發(fā)設(shè) 計能力、創(chuàng)新思維能力、

6、獨立工作能力與協(xié)作工作能力、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)作風(fēng)與 奉獻(xiàn)精神，使學(xué)生受到科學(xué)研究、專業(yè)設(shè)計和撰寫技術(shù)報告的基本訓(xùn)練。 四、畢業(yè)設(shè)計過程及進(jìn)度計劃四、畢業(yè)設(shè)計過程及進(jìn)度計劃 課題總體規(guī)劃與方案設(shè)計階段（二周）：確定所要實現(xiàn)的功能內(nèi)容； 設(shè)計制作階段（六周）； 修改完備階段（二周）； 撰寫完善畢業(yè)設(shè)計方案階段（一周）； 畢業(yè)答辯（一周） 五、畢業(yè)設(shè)計論文格式要求五、畢業(yè)設(shè)計論文格式要求 畢業(yè)設(shè)計方案或報告主要包括以下部分： （1）封面 （2）畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 （3）摘要與關(guān)鍵詞 （4）目錄 （5）引言 （6）正文 （7）參考文獻(xiàn) 六、畢業(yè)設(shè)計答辯程序及準(zhǔn)備要求六、畢業(yè)設(shè)計答辯程序及準(zhǔn)備要求 1

7、 1、答辯程序、答辯程序 （1）介紹畢業(yè)設(shè)計情況及本人主要完成的設(shè)計內(nèi)容，時間為 5 分鐘 （2）答辯老師提出 2-3 個問題，由答辯人回答，回答問題時間為 10 分鐘 2 2、準(zhǔn)備要求、準(zhǔn)備要求 （1）答辯時必須提供光盤、畢業(yè)設(shè)計論文或報告。 （2）準(zhǔn)備好個人講述提綱，制作 ppt 七、七、 畢業(yè)設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)畢業(yè)設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評分表，制作如下評分標(biāo)準(zhǔn)： 設(shè)計過程（30 分）：基本專業(yè)知識掌握情況（10 分） 、分析解決問題能力方面（12 分） 、工作態(tài)度及遵守紀(jì)律情況（8 分） 設(shè)計成果（40 分）：固定任務(wù)完成情況（10 分） 、設(shè)計原理數(shù)據(jù)方面（10 分） 、方案 質(zhì)量方

8、面（12 分） 、設(shè)計創(chuàng)新或?qū)嵱梅矫妫? 分） 答辯情況（30 分）：對設(shè)計的闡述方面（15 分） 、回答問題情況（15 分） 八、其他八、其他 指導(dǎo)教師的 e-mail： 聯(lián)系電話qq：30887720 摘摘 要要 本文主要闡述了 rfid 門禁系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，采用北京京勝世紀(jì)科技有限公司的物聯(lián) 網(wǎng)綜合開發(fā)平臺以及物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬智能家居環(huán)境進(jìn)行開發(fā)，主要實現(xiàn)了智能家居門 禁管理。本系統(tǒng)是一個軟件和硬件相結(jié)合的一個應(yīng)用系統(tǒng)，硬件主要有：iso15693 讀寫器、 iso15693 標(biāo)簽、wsn 無線傳感網(wǎng)關(guān)、協(xié)調(diào)器、繼電器、電磁門；軟件主要有：sql serv

9、er 2008、visual stadio 2010。 本模塊主要實現(xiàn)的功能有：登記信息、刷卡開門、掛失、取消掛失、注銷等功能，其功 能描述如下： 登記信息功能：將 pc 和 iso15693 讀寫器用串口連接，并正確打開串口；正確打開串口 后系統(tǒng)將控制 iso15693 讀寫器開始循環(huán)讀卡；當(dāng)看到界面上顯示了讀到的卡號后輸入姓名、 性別、身份證號和權(quán)限，系統(tǒng)將登記的信息保存到數(shù)據(jù)庫中。 掛失功能：輸入身份證號，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的表中是否存在該身份證號對應(yīng)的身 份信息，若存在則將該身份證對應(yīng)的卡設(shè)置為不能使用。 取消掛失功能：輸入身份證號，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的表中是否存在該身份證號對應(yīng)

10、的身份信息，若存在則將該身份證對應(yīng)的卡恢復(fù)使用。 刷卡開門功能：選擇需要打開的門，建立 pc 和網(wǎng)關(guān)的連接通道，檢查通道是否建立成 功，若成功則進(jìn)行下一步；打開串口，若串口成功打開則開啟線程，使用線程讀卡和判斷權(quán) 限；若所選擇的門和刷到的卡的權(quán)限相匹配則打開電磁門五秒。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：wsnwsn rfidrfid 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng) 門禁系統(tǒng)門禁系統(tǒng) 目目 錄錄 第一章第一章引言引言 .1 1 1.1 項目背景 .1 1.2 rfid 門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢 .1 1.3 相關(guān)技術(shù)介紹 .2 1.3.1 c#編程語言 .2 1.3.2 .net framework 平臺.2 1.3.3 sql serv

11、er 2008 .3 1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) .3 1.3.5 iso15693 協(xié)議.4 第二章第二章系統(tǒng)需求分析和概要設(shè)計系統(tǒng)需求分析和概要設(shè)計 .5 5 2.1 系統(tǒng)需求功能.5 2.2 系統(tǒng)功能模型 .5 2.2.1 功能圖 .5 2.2.2 系統(tǒng)功能描述.5 2.2.3 系統(tǒng)流程圖.6 2.2.4 性能需求.7 第三章第三章系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) .8 8 3.1系統(tǒng)軟硬件、公共類介紹.8 3.1.1 系統(tǒng)軟硬件介紹 .8 3.1.2 公共類介紹.9 3.2 系統(tǒng)實現(xiàn) .10 3.2.1 登錄模塊 .10 3.2.2 登記信息模塊.11 3.2.3 掛失和取消掛失模塊 .1

12、3 3.2.4 刷卡開門模塊 .14 3.2.5 注銷模塊 .17 第四部分第四部分系統(tǒng)功能測試與評價系統(tǒng)功能測試與評價 .1919 4.1 測試概述 .19 4.2 系統(tǒng)功能測試.19 4.3 系統(tǒng)評價 .22 結(jié)束語 .23 致謝 .24 參考文獻(xiàn) .25 第一章第一章引言引言 1.11.1 項目背景項目背景 門禁系統(tǒng)就是對出入口通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)，它是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。傳 統(tǒng)的機械門鎖僅僅是單純的機械裝置，無論結(jié)構(gòu)設(shè)計多么合理，材料多么堅固，人們總能通 過各種手段把它打開。在出入人員很多的通道（象辦公大樓、酒店客房）鑰匙的管理很麻煩， 鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換

13、。為了解決這些問題，就出現(xiàn)了電子磁卡鎖， 電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對出入口通道的管理程度，使通道管 理進(jìn)入了電子時代，但隨著這兩種電子鎖的不斷應(yīng)用，它們本身的缺陷就逐漸暴露，磁卡鎖 的問題是信息容易復(fù)制，卡片與讀卡機具之間磨損大，故障率高，安全系數(shù)低。密碼鎖的問 題是密碼容易泄露，又無從查起，安全系數(shù)很低。同時這個時期的產(chǎn)品由于大多采用讀卡部 分（密碼輸入）與控制部分合在一起安裝在門外，很容易被人在室外打開鎖。這個時期的門 禁系統(tǒng)還停留在早期不成熟階段，因此當(dāng)時的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應(yīng)用也不廣泛。 市場急需一種新型的門禁系統(tǒng)，rfid 門禁系統(tǒng)應(yīng)運而生。 1.2

14、1.2 rfidrfid 門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢 本方案設(shè)計的門禁系統(tǒng)是基于非接觸式感應(yīng) iso15693 卡識別技術(shù)的 rfid 智能門禁系統(tǒng)， 由管理系統(tǒng)、感應(yīng)式讀卡器、rfid 標(biāo)簽等組成的一個功能強大的智能型網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)，人員 手持一張合法的感應(yīng)式 iso15693 卡即可通過 iso15693 卡讀寫器自動控制授權(quán)允許開啟電磁 門。門禁系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機械鎖匙，減少鑰匙管理的麻煩，有效地避免鑰匙流失。同時可記 錄、查詢進(jìn)出人員信息，與普通機械鎖有著無法比擬的優(yōu)越性，其優(yōu)越性如下。 1.使用安全 機械鎖因為部分在外，通過鑰匙或其他工具可以輕易開鎖進(jìn)入。而 rfid 門禁系統(tǒng)是通 過

15、傳遞加密的數(shù)字信息，由網(wǎng)關(guān)給協(xié)調(diào)器發(fā)送命令通過繼電器控制電磁門的開與閉。 2.管理安全 機械鎖的鑰匙非常容易遺失或流出，為了安全，須將鎖更換。而 rfid 門禁系統(tǒng)只需將 遺失的卡掛失或注銷即可。 3.使用方便 一張卡可以代替鑰匙，只要對一張卡授相應(yīng)的權(quán)限，該卡即可通行授權(quán)進(jìn)出指定的區(qū)域。 不必攜帶一大串鑰匙，開門時尋找鑰匙的麻煩。 4.管理方便。 省去了配置鑰匙、分配鑰匙的麻煩。只需通過權(quán)限設(shè)置，輕松規(guī)劃人員出入權(quán)限通過管 理軟件隨時查看各區(qū)域人員進(jìn)出情況。 1.31.3 相關(guān)技術(shù)介紹相關(guān)技術(shù)介紹 1.3.1 c#編程語言 c#是本方案實現(xiàn)過程中主要使用的編程開發(fā)語言之一。c#是微軟公司發(fā)布

16、的一種面向?qū)?象的、運行于.net framework 之上的高級程序設(shè)計語言。并定于在微軟職業(yè)開發(fā)者論壇 (pdc)上登臺亮相。c#是微軟公司研究員 anders hejlsberg 的最新成果。c#看起來與 java 有著驚人的相似；它包括了諸如單一繼承、接口、與 java 幾乎同樣的語法和編譯成中間代 碼再運行的過程。但是 c#與 java 有著明顯的不同，它借鑒了 delphi 的一個特點，與 com（組件對象模型）是直接集成的，而且它是微軟公司 .net windows 網(wǎng)絡(luò)框架的主角。 c#是一種安全的、穩(wěn)定的、簡單的、優(yōu)雅的，由 c 和 c+衍生出來的面向?qū)ο蟮木幊陶Z 言。它在繼

17、承 c 和 c+強大功能的同時去掉了一些它們的復(fù)雜特性（例如沒有宏以及不允許 多重繼承）。c#綜合了 vb 簡單的可視化操作和 c+的高運行效率，以其強大的操作能力、優(yōu) 雅的語法風(fēng)格、創(chuàng)新的語言特性和便捷的面向組件編程的支持成為.net 開發(fā)的首選語言。 c#是面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。它使得程序員可以快速地編寫各種基 microsoft .net 平臺 的應(yīng)用程序，microsoft .net 提供了一系列的工具和服務(wù)來最大程度地開發(fā)利用計算與通訊 領(lǐng)域。c#使得 c+程序員可以高效的開發(fā)程序，且因可調(diào)用由 c/c+ 編寫的本機原生函數(shù)， 因此絕不損失 c/c+原有的強大的功能。因為這種繼承關(guān)系，

18、c#與 c/c+具有極大的相似性， 熟悉類似語言的開發(fā)者可以很快的轉(zhuǎn)向 c#。 1.3.2 .net framework 平臺 microsoft .net framework 是用于 windows 的新托管代碼編程模型。它將強大的功能與 新技術(shù)結(jié)合起來，用于構(gòu)建具有視覺上引人注目的用戶體驗的應(yīng)用程序，實現(xiàn)跨技術(shù)邊界的 無縫通信，并且能支持各種業(yè)務(wù)流程。 在今天的軟件環(huán)境中，應(yīng)用程序的來源很多，它們執(zhí)行很多任務(wù)。對應(yīng)用程序代碼的信 任是一個主要需求，因為我們誰也不想軟件或信息遭到破壞。給予許可的安全策略不會允許 對敏感信息的不適當(dāng)?shù)脑L問，或?qū)⒈镜貦C器暴露給惡意的程序或甚至是有平常錯誤的代碼。

19、 .net framework 的目的就是要讓建立 web services 以及因特網(wǎng)應(yīng)用程序的工作變的簡 單，.net framework 包括了三大部分：第一個部分是 common language runtime（clr，所 有.net 程序語言公用的執(zhí)行時期組件），第二部分是共享對象類別庫（提供所有.net 程序 語言所需要的基本對象），第三個部分是重新以組件的方式寫成的（舊版本則是以 asp.dll 提供 asp 網(wǎng)頁所需要的對象）?；旧习惭b了之后對機器不會有很大的影響 1.3.3 sql server 2008 sql server 2008 在 microsoft 的數(shù)據(jù)平臺

20、上發(fā)布，可以組織管理任何數(shù)據(jù)?？梢詫⒔Y(jié) 構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化文檔的數(shù)據(jù)直接存儲到數(shù)據(jù)庫中?？梢詫?shù)據(jù)進(jìn)行查詢、搜索、 同步、報告和分析之類的操作。數(shù)據(jù)可以存儲在各種設(shè)備上，從數(shù)據(jù)中心最大的服務(wù)器一直 到桌面計算機和移動設(shè)備，它都可以控制數(shù)據(jù)而不用管數(shù)據(jù)存儲在哪里。 sql server 2008 允許使用 microsoft .net 和 visual studio 開發(fā)的自定義應(yīng)用程序 中使用數(shù)據(jù)，在面向服務(wù)的架構(gòu)（soa）和通過 microsoft biztalk server 進(jìn)行的業(yè)務(wù)流 程中使用數(shù)據(jù)。信息工作人員可以通過日常使用的工具直接訪問數(shù)據(jù)。 1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 微

21、機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanism system, mems)、片上系統(tǒng)(system on chip, soc)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor networks, wsn)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變 革，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點，通過無線通信方式 形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。 wsn 是 wireless sensor network 的簡稱，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由 部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通

22、信方式形成的一個多跳的自 組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并 發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪 聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。 基于 mems 的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛 的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、 商業(yè)等領(lǐng)域。 1.3.5 iso15693 協(xié)議 iso15693 是針對射頻識別應(yīng)用

23、的一個國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了工作在 13.56mhz 下智能 標(biāo)簽和讀寫器的空氣接口及數(shù)據(jù)通信規(guī)范。iso15693 是針對射頻識別應(yīng)用的一個國際標(biāo)準(zhǔn)， 該標(biāo)準(zhǔn)定義了工作在 13.56mhz 下智能標(biāo)簽和讀寫器的空氣接口及數(shù)據(jù)通信規(guī)范，符合此標(biāo) 準(zhǔn)的標(biāo)簽最遠(yuǎn)識讀距離達(dá)到 2 米。工作頻率范圍為 13.56mhz7khz；支持兩種幅值調(diào)制方式 100%ask 和 10% ask；采用副載波調(diào)制方式，支持 fsk 的雙副載波調(diào)試方式和 ask 的單副載 波兩種調(diào)制方式。標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)編碼采用曼徹斯特編碼方式，根據(jù)信號調(diào)試的方式不 同，通信速率也不同，如表 1-1 所示，標(biāo)簽支持高速和低速兩種通

24、信速度： 表 1-1 iso15693 標(biāo)簽通信速率 數(shù)據(jù)速率單副載波雙副載波 低6.62kbits/s(fc/2048)6.67kbits/s(fc/2032) 高26.48kbits/s(fc/512)26.69kbits/s(fc/508) 第二章第二章系統(tǒng)需求分析和概要設(shè)計系統(tǒng)需求分析和概要設(shè)計 2.12.1 系統(tǒng)需求功能系統(tǒng)需求功能 通過對門禁系統(tǒng)的調(diào)查分析可以得到門禁系統(tǒng)主要功能包括：登記信息、掛失、恢復(fù)掛 失卡的使用、刷卡開門、注銷。 2.22.2 系統(tǒng)功能模型系統(tǒng)功能模型 2.2.1 功能圖 rfid 門禁系統(tǒng)主要分為普通用戶和管理員，管理員可對所有功能進(jìn)行操作，普通用戶只 能

25、進(jìn)行刷卡操作。系統(tǒng)主要功能如圖 2-1 所示： 圖 2-1 系統(tǒng)功能模塊圖 2.2.2 系統(tǒng)功能描述 系統(tǒng)功能如表 2-1 所示： 表 2-1 系統(tǒng)功能描述表 編號功能名稱功能描述輸入系統(tǒng)響應(yīng)輸出 1 登錄檢查用戶是否 合法 用戶名和密碼在數(shù)據(jù)庫中查 詢用戶信息 成功則跳轉(zhuǎn)到門禁 管理界面，若登錄 失敗給出相應(yīng)提示 編號功能名稱功能描述輸入系統(tǒng)響應(yīng)輸出 2 建立通道建立 t1 和 t2 通道 輸入 ip、端口 號、 appid、passwor d 建立連接通道若建立成功提示 “t1 通道建立成功” ，“t2 通道建立成 功”若建立失敗提 示失敗原因 3ping 鏈路檢測命令長地址、短地址上報節(jié)

26、點信息若成功則提示 “ping 指令成功”， 若失敗則相應(yīng)提示 4 串口操作打開串口用于 數(shù)據(jù)傳輸 選擇需要打開的 com 口 打開系統(tǒng)與設(shè) 備之間的連接 若刪除成功提示 “打開串口成功”， 失敗則提示“打開 串口失敗”并提示 失敗原因 5 刷卡開門刷卡開門無打開電磁門若成功則打開電磁 門，若失敗則提示 失敗信息 6 登記信息登記用戶信息姓名、性別、身 份證號、權(quán)限 存入用戶信息若登記成功則提示 “登記信息成功”， 失敗則提示“登記 信息失??！” 7 掛失若卡遺失可以 掛失 身份證號在數(shù)據(jù)庫中修 改卡對應(yīng)的狀 態(tài) 若掛失成功提示 “掛失成功”，失 敗則提示“掛失失 敗！” 8 取消掛失若找回遺

27、失的 卡可以取消掛 失 身份證號在數(shù)據(jù)庫中修 改卡對應(yīng)的狀 態(tài) 若成功則提示“取 消掛失成功！”， 失敗則提示“取消 掛失失敗！” 9 注銷若卡遺失后無 法找回可以進(jìn) 行注銷 身份證號在數(shù)據(jù)庫中刪 除對應(yīng)的卡 若成功則提示“注 銷成功！”，若失 敗則提示“注銷失 ??！” 2.2.3 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程如圖 3-2 所示： 圖 3-2系統(tǒng)流程圖 2.2.4 性能需求 （1）系統(tǒng)具有可靠性和穩(wěn)定性 安全和可靠是對智能化系統(tǒng)的基本要求，是弱電系統(tǒng)集成工程設(shè)計所追求的主要目標(biāo)， 在系統(tǒng)設(shè)備選型、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、軟件設(shè)計等各個方面要充分考慮可靠性和穩(wěn)定性。在設(shè)計方面， 要采用容錯設(shè)計和開發(fā)計算結(jié)構(gòu)。在設(shè)備選

28、型方面，要保證軟件與硬件兼容性，保證系統(tǒng)穩(wěn) 定。 （2）先進(jìn)性 工程的整體方案及各子系統(tǒng)方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征?？紤]到電子，信息技術(shù)的 迅速發(fā)展，本設(shè)計在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當(dāng) 前行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)水平。以便該系統(tǒng)在盡可能長的時間內(nèi)與社會發(fā)展相適應(yīng)。 （3）標(biāo)準(zhǔn)化 本系統(tǒng)設(shè)計及其實施將按照國家和地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。我們所選用的系統(tǒng)手段和軟件 將盡可能符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或主流模式。 第三章第三章系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 3.13.1系統(tǒng)軟硬件、公共類介紹系統(tǒng)軟硬件、公共類介紹 3.1.1 系統(tǒng)軟硬件介紹 本系統(tǒng)使用的軟件開發(fā)工具有：visual studi

29、o 2010、sql server2008 硬件：北京京勝世紀(jì)物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗臺，如圖 3-1 所示： 圖 3-1 北京京勝世紀(jì)物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗臺 系統(tǒng)工作原理圖如圖 3-2 所示： 圖 3-2 系統(tǒng)工作原理圖 3.1.2 公共類介紹 1.iso15693reader.cs 類 說明：該類提供了與 iso15693 讀寫器的串口連接方法、通訊方法以及對 iso15693 卡片 讀卡操作的方法。 主要方法： （1）openserailport(string portname)方法 說明：該方法的作用為：用來打開指定的串口號，返回值為 byte 類型，打開成功返回 0 x00，否則返回其他。 （2）c

30、loseserialport()方法 說明：該方法用來關(guān)閉串口，返回值為 byte 類型，關(guān)閉成功返回 0 x00，否 則返回其他。 （3）inventory(modulatemethod mm,inventorymodel im,ref int32 tagcount,ref string tagnumber)方法 說明：該方法是讀卡方法。modulatemethod 參數(shù)是枚舉類型，用于選擇調(diào)制方式為 ask 或 fsk；inventorymodel 參數(shù)是枚舉類型，用于選擇讀卡方式，讀單卡為 single，讀多卡為 multiple；tagcount 參數(shù)用于存儲讀到卡片的數(shù)量；tagnu

31、mber 參數(shù)用來存儲讀到的卡號。 返回值類型為 byte 類型，若讀取卡號成功，這返回 0 x00。 2.sqlhelper.cs 類 說明：該類提供了系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的連接方法和系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增刪改查等操作的方法 主要方法： （1）reporttheloss(string cardid)方法 說明：該方法是掛失方法，cardid 參數(shù)是字符串類型，用于傳遞身份證號。 （2）insert(string cardnumber,string name,string sex,string identity,string jurisdiction)方法 說明：該方法是登記信息方法，該方法所有參數(shù)都是字

32、符串類型，cardnumber 參數(shù)用于 傳遞卡號；name 參數(shù)用于傳遞用戶姓名；sex 參數(shù)用于傳遞用戶姓名；identity 參數(shù)用于傳 遞身份證號；jurisdiction 參數(shù)用于傳遞用戶權(quán)限。 （3）cancelreporttheloss(string cardid)方法 說明：該方法是取消掛失方法，用于恢復(fù)被掛失卡的使用，參數(shù) cardid 是字符串類型， 用于傳遞身份證號。 3.23.2 系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn) 3.2.1 登錄模塊 登錄界面如圖 3-3 所示 圖 3-3登錄界面 本模塊流程圖如圖 3-4 所示 圖 3-4 登錄功能流程圖 本模塊需使用的數(shù)據(jù)庫表：管理員用戶表(tb_

33、administrator)，如表 3-1 所示 表 3-1 管理員用戶表 列名含義類型及大小 是否允許為 空 a_username用戶名varchar(20)否 a_password密碼varchar(20)否 管理員用戶表是用于在門禁系統(tǒng)登陸時進(jìn)行驗證，只有用戶名和密碼與此表中的信息相 匹配，才能驗證成功。功能實現(xiàn)流程如下： （1）獲得用戶輸入的登錄信息。 （2）建立和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接，在數(shù)據(jù)庫中驗證登陸信息是否正確。 （3）將返回的查詢結(jié)果緩存在數(shù)據(jù)集中。 （4）判斷登錄是否成功，若成功則提示登錄成功然后進(jìn)入門禁管理界面，若失敗則提 示“登錄失敗”。 3.2.2 登記信息模塊 登記信息

34、界面如圖 3-5 所示： 圖 3-5登記信息界面 本模塊流程圖如圖 3-6 所示： 圖 3-6 登記信息流程圖 本模塊需使用的數(shù)據(jù)庫表：人員信息表（tb_userinfo），如表 3-2 所示 表 3-2 人員信息表 列名含義類型及大小是否允許為空 u_cardnumber 卡號 varchar(40) 否 u_name 姓名 varchar(20) 否 u_sex 性別 varchar(2) 否 u_identity 身份證號碼 varchar(18) 否 u_jurisdiction 權(quán)限（門的權(quán)限） varchar(10) 否 u_status 狀態(tài) varchar(20) 否 在登記信

35、息時，登記的用戶信息都會存儲在此表中。功能實現(xiàn)流程如下： （1）調(diào)用 iso15693reader 類中 openserialport 方法的打開串口（必須打開正確的串 口，否則可能導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤），若打開成功提示“串口成功打開”，若失敗則提示“串口打 開失敗”。 （2）串口成功打開后程序打開 timer1，在 timer1 的 tick 事件中調(diào)用 searchcard()方 法循環(huán)讀卡，若讀卡成功則在界面上顯示讀取到的卡號，若失敗則提示“搜索卡片操作失??！ ” 。 （3）輸入姓名、性別、身份證號、選擇權(quán)限，單擊登記信息按鈕觸發(fā)單擊事件，在登 記信息按鈕的單擊事件中調(diào)用 sqlhelper 類

36、中的 insert()方法將登記的信息存儲到數(shù)據(jù)庫中 的 tb_userinfo 表中。 3.2.3 掛失和取消掛失模塊 掛失和取消掛失界面設(shè)計如圖 3-7 所示： 圖 3-7掛失和取消掛失界面設(shè)計 本模塊流程圖如圖 3-8 所示： 圖 3-8 掛失及取消掛失功能流程圖 本功能實現(xiàn)流程如下：輸入身份證號，若需要掛失則單擊掛失按鈕，在掛失按鈕的單擊 事件中調(diào)用 sqlhelper 類中的 reporttheloss 方法進(jìn)行掛失，若成功提示“掛失成功”，失 敗則提示“掛失失敗”。若需要取消掛失（即將被掛失的卡恢復(fù)使用），則單擊取消掛失按 鈕，在取消掛失按鈕的單擊事件中調(diào)用 sqlhelper 類

37、中的 cancelreporttheloss 方法取消掛 失，若成功提示“取消掛失成功”，失敗這提示“取消掛失失敗”。本模塊用到的數(shù)據(jù)庫表： 人員信息表（tb_userinfo）。 3.2.4 刷卡開門模塊 刷卡開門界面如圖 3-9 所示： 圖 3-9刷卡開門界面設(shè)計 本模塊流程如圖 3-10 所示： 圖 3-10 刷卡開門功能流程圖 本模塊需使用的數(shù)據(jù)庫表：刷卡記錄表(tb_opendoorrecord)，如表 3-3 所示： 表 3-3 刷卡記錄表 列名含義類型及大小是否允許為空 o_cardnumber 卡號 varchar(20) 否 o_time 時間 datatime(20) 否

38、o_door 被開啟的門 varchar(20) 否 表功能：刷卡開門時，用于存儲刷卡開門的記錄。 本功能實現(xiàn)的前置條件：建立通道和 ping 建立通道：建立由本系統(tǒng)向網(wǎng)關(guān)發(fā)起并建立的連接通道：管理配置通道（t1），在該通 道由系統(tǒng)發(fā)起命令請求，網(wǎng)關(guān)反饋命令響應(yīng)，建立反饋命令響應(yīng)通道：數(shù)據(jù)上報通道（t2)， 命令執(zhí)行的結(jié)果由網(wǎng)關(guān)通過數(shù)據(jù)上報通道（t2)來回傳給系統(tǒng)；命令與命令響應(yīng)之間實行同 步操作，即發(fā)送完一個命令之后，必須等待接收到命令響 應(yīng)后才能下發(fā)下一個命令。建立 通道是使用 socket（套接字）通信技術(shù)實現(xiàn)的。 ping：ping 指令是鏈路檢測命令，用于檢測通道是否建立成功，并且上

39、報節(jié)點信息。 注：通道是使用 socket 套接字進(jìn)行建立的，建立通道成功后才能使用通道給協(xié)調(diào)器發(fā) 送命令控制繼電器打開電磁門，建立通道是本功能實現(xiàn)的必要條件。 建立通道實現(xiàn)： （1）實例化套接字對象 （2）設(shè)置要發(fā)送的消息頭和消息體（訪問網(wǎng)關(guān)的用戶名和密碼） （3）調(diào)用 getsendmessage()方法將消息頭和消息體都存儲在數(shù)組中 （4）調(diào)用 sendmsg()方法使用套接字發(fā)送消息 （5）調(diào)用 recvmsg()方法接收消息 （6）調(diào)用 getrecivemessage()方法將接收到的消息頭和消息體存儲在數(shù)組中 （7）根據(jù)接收到的消息判斷建立通道是否成功，若成功提示“xx 通道 c

40、onnect 指令執(zhí) 行成功！”，否則提示t1 通道 connect 指令執(zhí)行失敗！ ping 實現(xiàn)（ping 的前置條件是建立通道成功） （1）調(diào)用 wsn_grip_dll.dll 中的 getsequenceid()獲取消息流水號 （2）設(shè)置要發(fā)送的消息頭和消息體（網(wǎng)關(guān) ip 地址和指定端口） （3）調(diào)用 getsendmessage()方法將消息頭和消息體都存儲在數(shù)組中 （4）調(diào)用 sendmsg()方法使用套接字發(fā)送消息 （5）調(diào)用 recvmsg()方法接收消息 （6）調(diào)用 getrecivemessage()方法將接收到的消息頭和消息體存儲在數(shù)組中 （7）根據(jù)接收到的消息判斷 p

41、ing 是否成功，若成功則提示“ping 指令成功！”，失 敗則提示“ping 指令失?。　?實現(xiàn)步驟： （1）選擇需要打開的門，打開串口，調(diào)用 iso15693reader 類中 openserialport 方法 的打開串口（必須打開正確的串口，否則可能導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤），若打開成功提示“串口成功 打開”，若失敗則提示“串口打開失敗”。 （2）串口成功打開后程序開啟線程，在線程中調(diào)用 searchcard()方法循環(huán)讀卡，若讀 卡成功則在界面上顯示讀取到的卡號，若失敗則提示“搜索卡片操作失敗！” 。 （3）讀卡成功后調(diào)用 swipingcard()方法判斷該卡是否存在，判斷該卡是否可以使用，

42、檢查刷到的卡的權(quán)限和選擇的門是否匹配，若匹配則調(diào)用 sensorwritelights()方法打開門， 十秒后門自動關(guān)閉若不匹配則提示相應(yīng)的門打開失敗。 3.2.5 注銷模塊 注銷模塊界面如圖 3-11 所示 圖 3-11 注銷模塊界面 本模塊流程圖如圖 3-12 所示: 圖 3-12 注銷模塊流程圖 輸入身份證號，單擊注銷按鈕，在注銷按鈕的單擊事件中調(diào)用 sqlhelper 類中的 isexisted()方法檢測數(shù)據(jù)庫中是否有與說輸入身份證號對應(yīng)的記錄，若存在記錄，則調(diào)用 sqlhelper 類中的 closeaccount()方法進(jìn)行注銷，注銷成功提示“注銷成功！”，注銷失敗 提示“注銷失

43、敗！”。本模塊用到的數(shù)據(jù)庫表：人員信息表（tb_userinfo）。 第四部分第四部分系統(tǒng)功能測試與評價系統(tǒng)功能測試與評價 隨著人們對軟件質(zhì)量的重視越來越高，軟件測試在軟件開發(fā)中的地位越來越重要。而 軟件測試是目前用來檢測軟件是否能完成預(yù)期功能唯一有效的方法。其目標(biāo)是充分利用有限 的人力、物力和財力資源，高效率、高質(zhì)量地進(jìn)行測試。 4.14.1 測試概述測試概述 在軟件實現(xiàn)過程中，程序員不僅要編寫規(guī)范化的程序代碼，而且要對程序代碼進(jìn)行單元 測試，即模塊測試或部件測試。之后，再由測試人員進(jìn)行集成測試和驗收測試。除了單元測 試可以借用較成熟的測試工具外，其他測試仍然較難實現(xiàn)自動化。全球 it 界對

44、軟件的測試， 至今仍然以人工的黑盒測試為主，白盒測試為輔。通常的做法是：宏觀上采取黑盒子方法， 微觀上采取白盒子方法；大的功能模塊采用黑盒測試，小的構(gòu)件采用白盒測試。 我們在開發(fā)“基于 rfid 的家庭智能門禁管理系統(tǒng)”的時候，每增加一個構(gòu)件，都用白 盒子測試。通過白盒子測試后，才把構(gòu)件集成到系統(tǒng)中。當(dāng)所有的構(gòu)件都集成完畢，再用黑 盒測試。通過了黑盒測試后才發(fā)布該系統(tǒng)。 4.24.2 系統(tǒng)功能測試系統(tǒng)功能測試 表 4-1 用戶登錄模塊測試 測試模塊用戶登錄模塊創(chuàng) 建 人羅永 創(chuàng)建日期 2014-12-20 測試日期 2014-12-20 優(yōu) 先 級一般 環(huán)境準(zhǔn)備sql server2008、v

45、isual studio 2010 編號測試方法測試步驟預(yù)期結(jié)果實際情況是否通過 a0001 黑盒測試輸入正確的用戶 名和錯誤的密碼 提示“登錄失敗！“提示“登錄失?。?” 通過 a0002 黑盒測試輸入正確的用戶 名和密碼 登錄成功，并進(jìn)入門 禁管理界面 登錄成功，進(jìn)入門 禁管理界面 通過 a0003 黑盒測試輸入正確的用戶 名，不輸入密碼 提示“登錄失敗！提示“登錄失??！ 通過 表 4-2 刷卡開門模塊測試 測試模塊刷卡開門模塊創(chuàng) 建 人羅永 創(chuàng)建日期 2014-12-20 測試日期 2014-12-20 優(yōu) 先 級一般 環(huán)境準(zhǔn)備sql server2008、visual studio 2

46、010 編號測試方法測試步驟預(yù)期結(jié)果實際結(jié)果是否 通過 b0001 黑盒測試（1）正確連接 pc 和網(wǎng) 關(guān) （2）打開串口開啟線程 刷卡 提示“刷卡 失?。　?提示“刷卡失?。?” 通過 b0002 黑盒測試（1）正確連接 pc 和網(wǎng) 關(guān) （2）建立通道 （3）打開串口開啟線程 刷卡 提示“刷卡 失?。　?提示“刷卡失??！ ” 通過 b0003 黑盒測試（1）正確連接 pc 和網(wǎng) 關(guān) （2）建立通道 （3）ping （4）打開串口開啟線程 刷卡 提示“刷卡 失??！” 提示“刷卡失??！ ” 通過 b0004 黑盒測試（1）正確連接 pc 和網(wǎng) 關(guān) （2）建立通道 （3）ping （4）選擇門 （

47、5）打開串口開啟線程 刷卡 若卡存在， 且能正常使 用，且所選 擇的門和卡 的權(quán)限相匹 配則打開電 磁門，否則 提示失敗信 息。 若卡存在，且能正 常使用，且所選擇 的門和卡的權(quán)限相 匹配則打開電磁門， 否則提示失敗信息。 通過 表 4-3 門禁管理模塊測試 測試模塊門禁管理模塊創(chuàng) 建 人 羅 永 創(chuàng)建日期 2014-12-20 測試日期 2014-12-20 優(yōu) 先 級 一 般 環(huán)境準(zhǔn)備sql server2008、visual studio 2010 續(xù)前表 編號測試方法測試功能測試步驟預(yù)期結(jié)果實際結(jié)果是否 通過 b0001 黑盒測試登記信息（1）正確連接 pc 和 15693 讀 器 （

48、2）單擊登記信息 提示卡號、 姓名、性別、 身份證號、 權(quán)限都不能 為空! 提示卡號、 姓名、性別、 身份證號、權(quán) 限都不能為空! 通過 b0002 黑盒測試登記信息（1）正確連接 pc 和 15693 讀 寫器 （2）打開串口開始讀卡 （3）在讀寫器上放置卡片 （4）輸入姓名、性別、身份證 號 （5）單擊登記信息 提示卡號、 姓名、性別、 身份證號、 權(quán)限都不能 為空! 提示卡號、 姓名、性別、 身份證號、權(quán) 限都不能為空! 通過 b0003 黑盒測試登記信息（1）正確連接 pc 和 15693 讀 寫器 （2）打開串口開始讀卡 （3）在讀寫器上放置卡片 （4）輸入姓名、性別、身份證 號并選

49、擇權(quán)限 （5）單擊登記信息 提示“登記 信息成功！ ” 提示“登記信 息成功！” 通過 b0004 黑盒測試掛失功能不輸入身份證號單擊掛失提示“身份 證號不能為 空！” 提示“身份證 號不能為空！ ” 通過 b0005 黑盒測試掛失功能（1）輸入身份證號 （2）單擊掛失按鈕 若該身份證 號在數(shù)據(jù)庫 中已被登記， 有與之對應(yīng) 的記錄則掛 失成功，否 則提示“掛 失失?。　?若該身份證號 在數(shù)據(jù)庫中已 被登記，有與 之對應(yīng)的記錄 則掛失成功， 否則提示“掛 失失?。　?通過 b0006 黑盒測試取消掛失 功能 不輸入身份證號單擊取消掛失提示“身份 證號不能為 空！” 提示“身份證 號不能為空！ ” 通過 續(xù)前表 編號測試方法測試功能測試步驟預(yù)期結(jié)果實際結(jié)果是否通過 b0007 黑盒測試取消掛失 功能 （1）輸入身份證號 （2）單擊掛失按鈕 若該身份證 號在數(shù)據(jù)庫 中已被登記， 有與之對應(yīng) 的記錄則掛 失成功，否 則提示“掛 失失??！” 若該身份證號 在數(shù)據(jù)庫中已 被登記，有與 之對應(yīng)的記錄 則掛失成功， 否則提示“掛 失失敗！” 通過 b0008 黑盒測試注銷功能（1）輸入身份證號 （2）單擊注銷按鈕 若數(shù)據(jù)庫中 不存在該身 份證號對應(yīng) 的記錄，提 示“無法注 銷不存在的 記錄！”， 若存在則將 該身份證號 對應(yīng)的記錄 刪除并提示 “注銷成功！ ” 若數(shù)據(jù)庫中不 存在該