智能門(mén)禁控制器的軟件設(shè)計(jì)

智能門(mén)禁控制器的軟件設(shè)計(jì)智能門(mén)禁控制系統(tǒng)是保安監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。在機(jī)關(guān)單位、工廠、公司等多種場(chǎng)所，為了工作、生活的安全，需要進(jìn)行封閉式管理。傳統(tǒng)的方法是由警衛(wèi)人員對(duì)進(jìn)出口進(jìn)行驗(yàn)證或登記后才放行，這種方法效率低，而且占用人力。本文介紹智能門(mén)禁控制器的軟件設(shè)計(jì)。1系統(tǒng)組成

門(mén)禁控制系統(tǒng)是在建筑物內(nèi)的主要管理區(qū)的出入口、電梯廳、主要設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品庫(kù)房等重要部位的通道口安裝門(mén)磁開(kāi)門(mén)、電控鎖、讀卡器等控制裝置，系統(tǒng)框圖如圖1所示。由中心控制室監(jiān)控，系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)多重任務(wù)的處理，能夠?qū)Ω魍ǖ揽诘奈恢?、通過(guò)對(duì)象及通過(guò)時(shí)間等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以適應(yīng)小區(qū)、辦公樓的公共安全管理。Error!Filenamenotspecified.2控制器軟件的設(shè)計(jì)

門(mén)禁系統(tǒng)的主要工作過(guò)程是：先從讀卡器讀取卡號(hào)，并獲得讀卡器號(hào)，接著根據(jù)卡號(hào)和讀卡器號(hào)到持卡人信息表、讀卡器表、群組表里去檢索信息，然后根據(jù)門(mén)屏蔽字查門(mén)的時(shí)段表，再查門(mén)的時(shí)段屬性，最后根據(jù)所得信息發(fā)送命令并保存事件信息。為此，門(mén)禁系統(tǒng)可劃分為五個(gè)表：（以一個(gè)能容納20000人，1000個(gè)組，32個(gè)門(mén)，每門(mén)64個(gè)時(shí)段的控制器來(lái)設(shè)計(jì)）。

（1）持卡人信息表：

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其中，卡號(hào)為一個(gè)6位的十進(jìn)制數(shù)，卡類(lèi)型包括卡片種類(lèi)和卡片狀態(tài)。卡片種類(lèi)（級(jí)別）分為四種：

普通卡———受時(shí)限（日期或次數(shù)）、時(shí)段限制的卡片；

巡更卡———只記錄讀卡時(shí)間無(wú)其它功能的卡片；

超級(jí)卡——受時(shí)限（日期或次數(shù)）限制，不受時(shí)段限制的卡片；

維護(hù)卡——除具有普通卡的功能，還能用于解除控制器防拆報(bào)警使之恢復(fù)正常工作狀態(tài)的卡片。

卡片狀態(tài)有5種：

正?？ㄆ哂姓９πУ目ㄆ粧焓Эㄆ暶鬟z失的卡片；禁用卡片——被停止使用的卡片；失效卡片——超過(guò)使用時(shí)限的卡片；待用卡片——未到啟用日期的卡片。

群組號(hào)表示該持卡人屬于哪個(gè)群組。時(shí)限有限天、限次和既限天又限次3種。其中時(shí)限中的限次和持卡人當(dāng)前位置在程序中動(dòng)態(tài)變化，其它項(xiàng)在程序中固定不變。以上每個(gè)持卡人信息占用16個(gè)字節(jié)，按10000人計(jì)算，共占用160K字節(jié)。

（2）群組表：（平均10人為1組，共2000組）

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群組表主要是用于確定每一個(gè)組所能出入的有效門(mén)和有效時(shí)段。包括以下幾個(gè)部分：

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門(mén)屏蔽字節(jié)：每1bit代表1個(gè)門(mén)的屏蔽位，1代表此門(mén)有效，表示本群組能使用此門(mén)。0表示無(wú)效，本群組不能使用此門(mén)。共4字節(jié)。時(shí)段屏蔽字節(jié)：同上，每1bit代表1個(gè)時(shí)段有效或無(wú)效，每個(gè)門(mén)最大有64個(gè)時(shí)段，占用8字節(jié)。最多32個(gè)門(mén)，占用256字節(jié)。

以上每個(gè)組占用260字節(jié)，1000個(gè)組共占用260K字節(jié)。

（3）時(shí)段表：（每天8個(gè)時(shí)段，8天（1周7天+節(jié)假日1天））

時(shí)段表用于記錄具體的每一時(shí)段的起始時(shí)間和終止時(shí)間，以及每一時(shí)段的屬性。包括以下部分：

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以上每個(gè)時(shí)段占用6個(gè)字節(jié)，每天8個(gè)時(shí)段，8天，32個(gè)門(mén)，共用12K字節(jié)。

（4）讀卡器表：（最大64個(gè)讀卡器）

讀卡器號(hào)用于讀卡器地址和門(mén)號(hào)的對(duì)照；物理源地址表示持卡人所在區(qū)的區(qū)號(hào)；目的地址表示持卡人要前往區(qū)的區(qū)號(hào)；邏輯源地址是在要防反傳時(shí)用的，表示持卡人可直接從這些區(qū)到該讀卡器讀卡。每1bit表示一個(gè)區(qū)，為1時(shí)表示有效，為0表示無(wú)效，最多可表示64個(gè)區(qū)。

（5）事件表：

事件表用于存放每一條事件信息。包括以下幾部分：

卡號(hào)（3個(gè)字節(jié)）門(mén)地址（1個(gè)字節(jié)）事件種類(lèi)（1個(gè)字節(jié)）讀卡時(shí)刻

其中，門(mén)地址一個(gè)字節(jié)可表示250個(gè)門(mén)（只用32個(gè)門(mén)）；

事件種類(lèi)可表示32種事件，現(xiàn)已定義的事件如下：

讀卡引發(fā)事件：1.介質(zhì)出門(mén)；2.介質(zhì)開(kāi)門(mén)；3.維護(hù)；4。超時(shí)限；5.巡更；6.掛失

非讀卡引發(fā)事件：7.非法開(kāi)門(mén)；8.遙控開(kāi)門(mén)；9.機(jī)箱打開(kāi)；10.機(jī)箱關(guān)閉；11.讀卡器防拆；12.讀卡器恢復(fù)；13.設(shè)防；14.撤防；15.電池失效；16.電池投入；17.市電掉電；18.進(jìn)入常開(kāi)；19.退出常開(kāi)；20.超時(shí)未關(guān)；21.關(guān)門(mén)。

每條事件消息將占用6個(gè)字節(jié)（不超過(guò)4min），或12個(gè)字節(jié)（超過(guò)4min）；

讀卡時(shí)刻的表示方法如下：

讀卡時(shí)刻字節(jié)存儲(chǔ)的是本次讀卡時(shí)刻和上一次讀卡時(shí)刻的差值，若差值大于254（4。2min），則將此字節(jié)置為255（FF），同時(shí)在下一個(gè)連續(xù)的6個(gè)字節(jié)存放本次讀卡的絕對(duì)時(shí)刻（年月日時(shí)分秒）。3軟件的實(shí)現(xiàn)

門(mén)禁系統(tǒng)的軟件主要由管理中心計(jì)算機(jī)上的軟件和門(mén)禁控制器上的軟件組成。為敘述方便，以下門(mén)禁控制器簡(jiǎn)稱(chēng)為門(mén)控器。

在門(mén)禁系統(tǒng)中，門(mén)控器上的軟件所執(zhí)行的主要功能有建表，添加、更改和刪除表內(nèi)容，對(duì)讀卡事件做判斷處理和存儲(chǔ)各種事件。與門(mén)禁系統(tǒng)有關(guān)的任務(wù)有門(mén)禁系統(tǒng)任務(wù)（也就是讀卡事件處理任務(wù)）、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收任務(wù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)、系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)任務(wù)，還有數(shù)據(jù)采集的中斷服務(wù)程序。另外，還有個(gè)根任務(wù)，它執(zhí)行硬件設(shè)備的初始化，定義幾個(gè)表的結(jié)構(gòu)數(shù)組，創(chuàng)建各任務(wù)、信號(hào)量、消息隊(duì)列、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩沖池。根任務(wù)完成這些事情后把自己刪除掉，使當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。3.1讀卡事件處理任務(wù)

讀卡事件處理任務(wù)的過(guò)程：首先。采集數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)程序發(fā)來(lái)的事件標(biāo)志激活該任務(wù)，從緩沖池中讀取卡號(hào)和讀卡器號(hào)，或者還有密碼；其次。根據(jù)卡號(hào)、讀卡器號(hào)和當(dāng)前的讀卡時(shí)間，到持卡人信息表、讀卡器表、群組表里去檢索信息；然后，根據(jù)群組表里的門(mén)屏蔽字去查門(mén)的時(shí)段表、門(mén)的時(shí)段屬性；最后，根據(jù)所得信息執(zhí)行命令并保存事件內(nèi)容、修改使用次數(shù)和人員位置數(shù)據(jù)等。該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)為200，用獲取信號(hào)量的辦法與網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)任務(wù)互斥開(kāi)。因?yàn)樵撊蝿?wù)涉及到幾個(gè)表，數(shù)據(jù)量比較大，所以堆?？臻g較大，為500K。通過(guò)發(fā)巡更事件與巡更任務(wù)通信。超級(jí)卡程序比普通卡的程序少一項(xiàng)時(shí)段判斷的過(guò)程，其它的與普通卡程序一樣；維護(hù)卡程序?qū)崿F(xiàn)解除門(mén)控器防拆報(bào)警使之恢復(fù)正常工作狀態(tài)；巡更卡程序發(fā)送巡更標(biāo)志給巡更任務(wù)。關(guān)于是否違反防反傳規(guī)定，要視具體工程和客戶(hù)的要求而定。3.2巡更任務(wù)

操作員在監(jiān)控管理中心設(shè)置巡更路線和巡更時(shí)間表，而后下傳到門(mén)控器上。巡更任務(wù)通過(guò)接收讀卡事件處理任務(wù)發(fā)來(lái)的巡更事件標(biāo)志，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間和巡更時(shí)間表，判斷巡更是否到位，并向監(jiān)控管理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送信息，決定是否報(bào)警。巡更站就是讀卡機(jī)，在規(guī)定的時(shí)刻和誤差范圍內(nèi)讀卡，表示巡更到位，否則表示巡更不到位。巡更任務(wù)的優(yōu)先級(jí)較低，取100，堆棧取6000，該任務(wù)可搶占，時(shí)間片為50ns。3.3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收任務(wù)

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收任務(wù)的功能為接收管理中心計(jì)算機(jī)或其它門(mén)控器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)和命令，根據(jù)這些命令和數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的建表、添加、更改、刪除、維護(hù)和讀事件等操作。該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)取190，堆棧設(shè)為600K，可搶占。采用客戶(hù)/服務(wù)器的通信模式，接受數(shù)據(jù)的門(mén)控器為服務(wù)器，發(fā)送數(shù)據(jù)的管理中心計(jì)算機(jī)為客戶(hù)。為了通信方便，我們自己定義了一套數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?，具體格式如下：

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因?yàn)椴荒軐?duì)flash存儲(chǔ)器進(jìn)行單個(gè)字節(jié)的擦除和改寫(xiě)，只能一個(gè)一個(gè)模塊整塊擦除，再重新寫(xiě)，所以門(mén)禁控制器上的數(shù)據(jù)表只采用新建和重建兩個(gè)命令（flash的擦除次數(shù)可達(dá)100萬(wàn)次）。3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)和系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)任務(wù)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)的主要功能是定期把SDRAM里的事件數(shù)據(jù)保存到flash存儲(chǔ)器和管理計(jì)算機(jī)上。系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)任務(wù)主要是響應(yīng)其它系統(tǒng)的要求，比如火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警時(shí)要求把有關(guān)的門(mén)打開(kāi)，而安全防范系統(tǒng)在遇盜時(shí)，需把