基于RFID的家庭智能門禁管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)畢業(yè)設計_說明

1、 . . . 畢業(yè)設計方案畢業(yè)設計方案課題名稱：基于課題名稱：基于 RFIDRFID 的家庭的家庭智能門禁管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)智能門禁管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)畢業(yè)設計任務書畢業(yè)設計任務書一、畢業(yè)設計課題名稱一、畢業(yè)設計課題名稱基于 RFID 的家庭智能門禁管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)二、畢業(yè)設計任務二、畢業(yè)設計任務根據(jù)培養(yǎng)高級技術(shù)實用人才這一目標的要求，選題從實際情況出發(fā)，選取適合于高職學生要達到的實際能力和水平，培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識與技能分析與解決問題的能力，并鞏固和擴大學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)設計題目。 . . . 2 / 30本課題是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專業(yè)所開設課程容，設計一

2、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)、燃氣檢測子系統(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)進行需求分析，然后選擇 1 至多個子系統(tǒng)（至少 1 個）進行方案設計，并選擇相關(guān)硬件設備，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。最終成果系統(tǒng)方案和設計過程文檔、系統(tǒng)源代碼和系統(tǒng)模擬模型。三、畢業(yè)設計要求三、畢業(yè)設計要求1、選題要求根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專業(yè)所開設課程容，題目為智能家居系統(tǒng)方案設計與實現(xiàn)，設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)、燃氣檢測子系統(tǒng)、防火子系統(tǒng)、家室溫度控制

3、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)進行需求分析，然后選擇 1 至多個子系統(tǒng)（至少 1 個）進行方案設計，并選擇相關(guān)硬件設備，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、方案標題要求整個方案應包括封面、畢業(yè)設計任務書（已下發(fā)） 、摘要關(guān)鍵字、目錄、畢業(yè)設計正文、結(jié)束語、致、參考文獻；封面包括：學校名稱、專業(yè)名稱、 、課題名稱、指導老師等信息（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）一級標題：二號字，黑體，加粗，居中對齊，段上下空 20 磅。（3）二級標題：三號字，宋體，居

4、中對齊，段上下空 10 磅。（4）三級標題：四號字，黑體，縮進兩字，段上下空 6 磅，中間空一格。（5）頁腳：顯示頁碼。畢業(yè)設計任務書、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、參考文獻的頁碼以阿拉伯數(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。 . . . 3 / 30（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。

5、要求學生在規(guī)定的時間，經(jīng)過努力可以按時完成設計，取得相應的成果。對于有些可能超出所學知識圍的題目，應該通過自學或在實踐中學習進行彌補。通過畢業(yè)設計，提高學生的專業(yè)知識和崗位技能，培養(yǎng)學生的文獻檢索能力、開發(fā)設計能力、創(chuàng)新思維能力、獨立工作能力與協(xié)作工作能力、培養(yǎng)學生嚴謹務實的科學作風與奉獻精神，使學生受到科學研究、專業(yè)設計和撰寫技術(shù)報告的基本訓練。四、畢業(yè)設計過程與進度計劃四、畢業(yè)設計過程與進度計劃課題總體規(guī)劃與方案設計階段（二周）：確定所要實現(xiàn)的功能容；設計制作階段（六周）；修改完備階段（二周）；撰寫完善畢業(yè)設計方案階段（一周）；畢業(yè)答辯（一周）五、畢業(yè)設計論文格式要求五、畢業(yè)設計論文格式要

6、求畢業(yè)設計方案或報告主要包括以下部分：（1）封面（2）畢業(yè)設計任務書（3）摘要與關(guān)鍵詞（4）目錄（5）引言（6）正文（7）參考文獻六、畢業(yè)設計答辯程序與準備要求六、畢業(yè)設計答辯程序與準備要求1 1、答辯程序、答辯程序 . . . 4 / 30（1）介紹畢業(yè)設計情況與本人主要完成的設計容，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、準備要求、準備要求（1）答辯時必須提供光盤、畢業(yè)設計論文或報告。（2）準備好個人講述提綱，制作 PPT七、七、 畢業(yè)設計評分標準畢業(yè)設計評分標準依據(jù)學院畢業(yè)設計評分表，制作如下評分標準：設計過程（30 分）：基本

7、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)度與遵守紀律情況（8 分）設計成果（40 分）：固定任務完成情況（10 分） 、設計原理數(shù)據(jù)方面（10 分） 、方案質(zhì)量方面（12 分） 、設計創(chuàng)新或?qū)嵱梅矫妫? 分）答辯情況（30 分）：對設計的闡述方面（15 分） 、回答問題情況（15 分）八、其他八、其他指導教師的 E-mail：zzyqh163. 聯(lián)系： ：30887720 . . . 摘摘 要要 本文主要闡述了 RFID 門禁系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，采用京勝世紀科技的物聯(lián)網(wǎng)綜合開發(fā)平臺以與物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗箱模擬智能家居環(huán)境進行開發(fā)，主要實現(xiàn)了智能家居門禁管理。本系統(tǒng)是一

8、個軟件和硬件相結(jié)合的一個應用系統(tǒng)，硬件主要有：ISO15693 讀寫器、ISO15693 標簽、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 Server 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；當看到界面上顯示了讀到的卡號后輸入、性別、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：輸入號，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)庫中對應的表中是否存在該號對應

9、的身份信息，若存在則將該對應的卡設置為不能使用。取消掛失功能：輸入號，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)庫中對應的表中是否存在該號對應的身份信息，若存在則將該對應的卡恢復使用。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 11.1 項目背景 11.2 RFID 門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢 11.3 相關(guān)技術(shù)介紹 21.3.1 C#編程語言 21

10、.3.2 .Net Framework 平臺 21.3.3 SQL Server 200831.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡 31.3.5 ISO15693 協(xié)議 4第二章第二章系統(tǒng)需求分析和概要設計系統(tǒng)需求分析和概要設計 5 52.1 系統(tǒng)需求功能 5 . . . 2 / 302.2 系統(tǒng)功能模型 52.2.1 功能圖 52.2.2 系統(tǒng)功能描述 52.2.3 系統(tǒng)流程圖 62.2.4 性能需求 7第三章第三章系統(tǒng)設計與實現(xiàn)系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 8 83.1 系統(tǒng)軟硬件、公共類介紹 83.1.1 系統(tǒng)軟硬件介紹 83.1.2 公共類介紹 93.2 系統(tǒng)實現(xiàn) 103.2.1 登錄模塊 103.2.2 登記

11、信息模塊 113.2.3 掛失和取消掛失模塊 133.2.4 刷卡開門模塊 143.2.5 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 19194.1 測試概述 194.2 系統(tǒng)功能測試 194.3 系統(tǒng)評價 22結(jié)束語 23致 24參考文獻 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行管制的系統(tǒng)，它是在傳統(tǒng)的門鎖基礎上發(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

12、和鑰匙一起更換。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，使通道管理進入了電子時代，但隨著這兩種電子鎖的不斷應用，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，因此當時的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應用也不廣泛。市場急需一種新型的門禁系統(tǒng)，RFID 門禁系統(tǒng)應運而生。1.21

13、.2 RFIDRFID 門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢門禁系統(tǒng)的優(yōu)勢本方案設計的門禁系統(tǒng)是基于非接觸式感應 ISO15693 卡識別技術(shù)的 RFID 智能門禁系統(tǒng)，由管理系統(tǒng)、感應式讀卡器、RFID 標簽等組成的一個功能強大的智能型網(wǎng)絡門禁系統(tǒng)，人員手持一合法的感應式 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入。而 RFID 門禁系統(tǒng)是通過傳遞加密的數(shù)字信息，

14、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 . . . 2 / 30一卡可以代替鑰匙，只要對一卡授相應的權(quán)限，該卡即可通行授權(quán)進出指定的區(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)布的一種面向?qū)ο蟮?、運行

15、于.NET Framework 之上的高級程序設計語言。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。它在繼承 C 和 C+強大功能的同時去掉了

16、一些它們的復雜特性（例如沒有宏以與不允許多重繼承）。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 平臺的應用程序，MICROSOFT .NET 提供了一系列的工具和服務來最大程度地開發(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，C#與 C/C+具有極大的相似性，熟悉類似語言的

17、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)務流程。 . . . 3 / 30在今天的軟件環(huán)境中，應用程序的來源很多，它們執(zhí)行很多任務。對應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?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。.NET Framework 的目的就

18、是要讓建立 Web Services 以與因特網(wǎng)應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 2008SQL Server 2008 在 Microsoft 的數(shù)據(jù)平臺上發(fā)布，可以組織管理任何數(shù)據(jù)。可以將結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化

19、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)可以存儲在各種設備上，從數(shù)據(jù)中心最大的服務器一直到桌面計算機和移動設備，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)的自定義應用程序中使用數(shù)據(jù)，在面向服務的架構(gòu)（SOA）和通過 Microsoft BizTalk Server 進行的業(yè)務流程中使用數(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)絡微機電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanism Syste

20、m, 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(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)絡是由部署在監(jiān)測區(qū)域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。WSN 是 wireless sensor network 的簡稱，即無線傳感器網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡就是由部署在監(jiān)測區(qū)域大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)

21、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)絡的三個要素。無線傳感器網(wǎng)絡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?；?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)絡賦予了廣闊的應用前景。這些潛 . . . 4 / 30的應用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災、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 是針對射頻識別應用的一個國際標準，該標準定義了工作在 13.56Mhz 下智能標簽和讀寫器

22、的空氣接口與數(shù)據(jù)通信規(guī)。ISO15693 是針對射頻識別應用的一個國際標準，該標準定義了工作在 13.56Mhz 下智能標簽和讀寫器的空氣接口與數(shù)據(jù)通信規(guī)，符合此標準的標簽最遠識讀距離達到 2 米。工作頻率圍為 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，標簽支持高速和低速兩種通信速度：表 1-1 ISO15693 標簽通信速率數(shù)據(jù)速率單副載波雙副載波低6.62kb

23、its/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)需求分析和概要設計系統(tǒng)需求分析和概要設計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行操作，普通用戶只能進行刷卡操作。系統(tǒng)主要功能如圖 2-1 所示： . . . 5 / 30圖 2-1 系統(tǒng)功能模塊圖2.2.2 系

24、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提示編號功能名稱功能描述輸入系統(tǒng)響應輸出2建立通道建立 T1 和 T2通道輸入 ip、端口號、appID、password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)點信息若成功則提示“Ping 指令成功”，若失敗則相應提示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)與設備之間的連接若刪除

25、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 / 306登記信息登記用戶信息、性別、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號在數(shù)據(jù)庫中修改卡對應的狀態(tài)若掛失成功提示“掛失成功”，失敗則提示“掛失失??！”8取消掛失若找回遺失的卡可以取消掛失號在數(shù)據(jù)庫中修改卡對應的狀態(tài)若成功則提示“取消掛失成功！”，失敗則提示“取消掛失失??！”9注銷若卡遺失后無法找回可以進行注銷號在數(shù)據(jù)庫中刪除對應的卡若成功則提示“注銷成功！”，若失敗則提示

26、“注銷失?。　?.2.3 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程如圖 3-2 所示： . . . 7 / 30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)集成工程設計所追求的主要目標，在系統(tǒng)設備選型、網(wǎng)絡設計、軟件設計等各個方面要充分考慮可靠性和穩(wěn)定性。在設計方面，要采用容錯設計和開發(fā)計算結(jié)構(gòu)。在設備選型方面，要保證軟件與硬件兼容性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定。（2）先進性工程的整體方案與各子系統(tǒng)方案將保證具有明顯的先進特征?？紤]到電子，信息技術(shù)的迅速發(fā)展，本設計在技術(shù)上將適度超前，所采用的設備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代表當前行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)水平。以便該系統(tǒng)

27、在盡可能長的時間與社會發(fā)展相適應。（3）標準化本系統(tǒng)設計與其實施將按照國家和地方的有關(guān)標準進行。我們所選用的系統(tǒng)手段和軟件將盡可能符合工業(yè)標準或主流模式。第三章第三章系統(tǒng)設計與實現(xiàn)系統(tǒng)設計與實現(xiàn) . . . 8 / 303.13.1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 studio 2010、SQL Server2008硬件：京勝世紀物聯(lián)網(wǎng)綜合實驗臺，如圖 3-1 所示：圖 3-1 京勝世紀物聯(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 . . . 9 / 301.IS

28、O15693Reader.cs 類說明：該類提供了與 ISO15693 讀寫器的串口連接方法、通訊方法以與對 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）CloseSerialPort()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 TagC

29、ount,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；TagNumber 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)庫進行增刪改查等操作的方法主要方法：（1）ReportTheLoss(string

30、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)都是字符串類型，CardNumber 參數(shù)用于傳遞卡號；Name 參數(shù)用于傳遞用戶；Sex 參數(shù)用于傳遞用戶；Identity 參數(shù)用于傳遞號；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

31、法，用于恢復被掛失卡的使用，參數(shù) CardID 是字符串類型，用于傳遞號。3.23.2 系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn) . . . 10 / 303.2.1 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 . . . 11 / 30本模塊需使用的數(shù)據(jù)庫表：管理員用戶表(tb_Administrator)，如表 3-1 所示表 3-1 管理員用戶表列名含義類型與大小是否允許為空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)登陸時進行驗證，只有用戶名和密碼與此表中的信息相

32、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： . . . 12 / 30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與大小是否允許為空U_CardNumber卡號VARCHAR

33、(40)否U_NameVARCHAR(20)否U_Sex性別VARCHAR(2)否U_IdentityVARCHAR(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 searc

34、hCard()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、性別、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。 . . . 13 / 303.2.3 掛失和取消掛失模塊掛失和取消掛失界面設計如圖 3-7 所示：圖 3-7掛失和取消掛失界面設計本模塊流程圖如圖 3-8 所示：圖 3-8 掛失與取消掛失功能流程圖本功能實現(xiàn)流程如下：輸入號，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 sqlHelp

35、er 類中的 ReportTheLoss 方法進行掛失，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）。 . . . 14 / 303.2.4 刷卡開門模塊刷卡開門界面如圖 3-9 所示：圖 3-9刷卡開門界面設計本模塊流程如圖 3-10 所示： . . . 15 / 30圖 3-10 刷卡開門功能流程圖本

36、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與大小是否允許為空O_CardNumber卡號VARCHAR(20)否O_Time 時間DATATIME(20)否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 . . . 16 / 30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，建立反饋命令響應通道：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（

37、T2)來回傳給系統(tǒng)；命令與命令響應之間實行同步操作，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，并且上報節(jié)點信息。注：通道是使用 Socket 套接字進行建立的，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

38、()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 Connect 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

39、）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 Ping 是否成功，若成功則提示“Ping 指令成功！”，失敗則提示“Ping 指令失?。　睂崿F(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”。 . . . 17 / 30（2）串口成功打開后程序開啟線程，在

40、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?。　?。（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，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 IsExist

41、ed()方法檢測數(shù)據(jù)庫中是否有與說輸入號對應的記錄，若存在記錄，則調(diào)用 sqlHelper 類中的 . . . 18 / 30CloseAccount()方法進行注銷，注銷成功提示“注銷成功！”，注銷失敗提示“注銷失?。　薄１灸K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期功能唯一有效的方法。其目標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

42、要編寫規(guī)化的程序代碼，而且要對程序代碼進行單元測試，即模塊測試或部件測試。之后，再由測試人員進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

43、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)境準備SQL Server2008、Visual studio 2010編號測試方法測試步驟預期結(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?。　疤崾尽暗卿浭?！”通過A0002黑盒測試輸入正確的用戶名和密碼登錄成功，并進入門禁管理界面登錄成功，進入門禁管理界面通過 . . . 19 / 30A0003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“登錄失敗！ 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

44、 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)境準備SQL Server2008、Visual studio 2010編號測試方法測試步驟預期結(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“刷卡失敗！”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“刷卡失敗！”提示“刷卡失敗！”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“刷卡失敗！”提示“刷卡失??！”通過B0004黑盒測試（1）正

45、確連接 PC 和網(wǎng)關(guān)（2）建立通道（3）PING（4）選擇門（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)境準備SQL Server2008、Visual studio 2010 . . . 20 / 30續(xù)前表編號測試方法測試功能測試步驟預期結(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

46、 15693 讀器（2）單擊登記信息提示卡號、性別、號、權(quán)限都不能為空!提示卡號、性別、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、性別、號（5）單擊登記信息提示卡號、性別、號、權(quán)限都不能為空!提示卡號、性別、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、性別、號并選擇權(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號單擊掛失提示

47、“號不能為空！”提示“號不能為空！”通過B0005黑盒測試掛失功能（1）輸入號（2）單擊掛失按鈕若該號在數(shù)據(jù)庫中已被登記，有與之對應的記錄則掛失成功，否則提示“掛失失??！”若該號在數(shù)據(jù)庫中已被登記，有與之對應的記錄則掛失成功，否則提示“掛失失?。　蓖ㄟ^B0006黑盒測試取消掛失功能不輸入號單擊取消掛失提示“號不能為空！”提示“號不能為空！”通過 . . . 21 / 30續(xù)前表編號測試方法測試功能測試步驟預期結(jié)果實際結(jié)果是否通過B0007黑盒測試取消掛失功能（1）輸入號（2）單擊掛失按鈕若該號在數(shù)據(jù)庫中已被登記，有與之對應的記錄則掛失成功，否則提示“掛失失??！”若該號在數(shù)據(jù)庫中已被登記，有與之對應的記錄則掛失成功，否則提示“掛失失??！”通過B0008黑盒測試注銷功能（1）輸入號（2）單擊注銷按鈕若數(shù)據(jù)庫中不存在該號對應的記錄，提示“無法注銷不存在的記錄！”，若存在則將該號對應的記錄刪除并提示“注銷成功！”若數(shù)據(jù)庫中不存在該號對應的記錄，提示“