0 引 言

    近年來(lái)，隨著射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的成熟和推廣，越來(lái)越多的領(lǐng)域出現(xiàn)了RFID的身影，各種一卡通系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，給人們的生活和工作帶來(lái)了很多的便捷。門(mén)鎖行業(yè)繼接觸式IC卡后又將13．56 MHz RFID技術(shù)應(yīng)用于電子門(mén)鎖中，從而實(shí)現(xiàn)了非接觸式刷卡開(kāi)門(mén)，這使電子門(mén)鎖使用更加方便、質(zhì)量更加可靠，各大酒店、賓館、寫(xiě)字樓等都已開(kāi)始使用非接觸式電子門(mén)鎖，有能力的還將其集成到了自己的一卡通系統(tǒng)中。除了開(kāi)門(mén)使用非接觸式IC卡外，電子門(mén)鎖的管理也是通過(guò)非接觸式IC卡來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種通過(guò)發(fā)行各種功能卡的管理方式是所有電子門(mén)鎖通用的管理方式。隨著電子門(mén)鎖的推廣，尤其是動(dòng)輒幾百把電子門(mén)鎖的安裝和使用，功能卡這種低效的門(mén)鎖管理方式已不能適應(yīng)電子門(mén)鎖的發(fā)展，因此，急需尋找新的產(chǎn)品或系統(tǒng)來(lái)取代現(xiàn)有的電子門(mén)鎖管理模式，這是提高電子門(mén)鎖管理效率的關(guān)鍵問(wèn)題。

    1 系統(tǒng)組成及原理

    為提高電子門(mén)鎖的管理效率，本論文提出了一種基于手持式讀寫(xiě)器的電子門(mén)鎖實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。如圖1所示，本系統(tǒng)主要由后臺(tái)管理系統(tǒng)、發(fā)卡機(jī)、手持式讀寫(xiě)器、電子門(mén)鎖、IC卡等部分組成。 

    系統(tǒng)工作原理是：后臺(tái)管理系統(tǒng)將各種數(shù)據(jù)通過(guò)USB下載到手持式讀寫(xiě)器中，使用手持式讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)行功能卡或串口有線(xiàn)通信的方式對(duì)電子門(mén)鎖進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入黑名單、校準(zhǔn)時(shí)問(wèn)、更改鎖號(hào)、修改門(mén)鎖參數(shù)、讀取或清

    除開(kāi)門(mén)記錄等功能，讀取到的開(kāi)門(mén)記錄通過(guò)USB口上傳到后臺(tái)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中；也可通過(guò)發(fā)卡機(jī)發(fā)行各種功能卡實(shí)現(xiàn)對(duì)電子門(mén)鎖的管理。

    2 工作原理

    電子門(mén)鎖實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)各部分功能及工作原理為：1)后臺(tái)管理系統(tǒng)是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置和管理，主要包括人員姓名、證件號(hào)、部門(mén)；門(mén)鎖編號(hào)、所屬區(qū)域(部門(mén)、樓層、清潔區(qū))；開(kāi)門(mén)卡授權(quán)、發(fā)行和異常處理；功能卡發(fā)行和管理等。后臺(tái)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理流程如圖2所示。將各種數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入功能卡或下載到手持式讀寫(xiě)器，并保存操作記錄以備查詢(xún)；采集到的開(kāi)門(mén)記錄經(jīng)過(guò)解析后保存并可提供條件查詢(xún)。 

    管理數(shù)據(jù)輸出流程：

    數(shù)據(jù)采集流程

    2)發(fā)卡機(jī)是與后臺(tái)系統(tǒng)配合使用完成用戶(hù)卡和功能卡的發(fā)行工作，并負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)卡采集到的門(mén)鎖開(kāi)門(mén)記錄讀到后臺(tái)系統(tǒng)中。

    3)手持式讀寫(xiě)器通過(guò)USB口下載開(kāi)門(mén)卡和門(mén)鎖的相關(guān)信息。通過(guò)手持式讀寫(xiě)器對(duì)門(mén)鎖進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)卡掛失解掛、鎖號(hào)修改、區(qū)域設(shè)置、時(shí)間校正、開(kāi)門(mén)記錄數(shù)據(jù)采集和清除等門(mén)鎖的功能管理，手持式讀寫(xiě)器對(duì)門(mén)鎖的管理可以通過(guò)RS232串口與門(mén)鎖直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，也可以發(fā)行相關(guān)功能卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于簡(jiǎn)單的功能管理或少量參數(shù)修改如修改鎖號(hào)、校準(zhǔn)時(shí)間、卡片掛失解掛等，使用手持式讀寫(xiě)器發(fā)行功能卡然后在門(mén)鎖上刷功能卡的方式更加方便。手持式讀寫(xiě)器的工作流程如圖3所示：收到命令后檢驗(yàn)命令是否有效，如為有效命令則執(zhí)行相應(yīng)操作，無(wú)效則返回，并有報(bào)警提示。 

    4)電子門(mén)鎖的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示，MCU是核心，MCU外圍還有門(mén)鎖機(jī)械控制、卡片讀寫(xiě)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、聲光提示等功能模塊，并通過(guò)RS232串口與手持式讀寫(xiě)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 

    5)電子門(mén)鎖的工作流程如圖5所示。電子門(mén)鎖安裝在房間門(mén)或通道門(mén)上，使用開(kāi)門(mén)卡開(kāi)門(mén)，通過(guò)手持式讀寫(xiě)器或功能卡將數(shù)據(jù)在后臺(tái)系統(tǒng)與門(mén)鎖之間傳輸，實(shí)施對(duì)電子門(mén)鎖的管理和控制。電子門(mén)鎖在與手持式讀寫(xiě)器進(jìn)行串口通信時(shí)，采取的是串口狀態(tài)監(jiān)控的方式，電子門(mén)鎖對(duì)串口狀態(tài)進(jìn)行輪詢(xún)，一旦管腳被置為低電平說(shuō)明有串口信號(hào)。 

    3 管理方式

    電子門(mén)鎖管理系統(tǒng)對(duì)門(mén)鎖的管理主要有3種實(shí)現(xiàn)方式(如圖1所示)：功能卡、手持式讀寫(xiě)器各自獨(dú)立管理以及二者互相配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電子門(mén)鎖的管理工作。

    在后臺(tái)系統(tǒng)中將與電子門(mén)鎖相關(guān)的管理信息如門(mén)鎖編號(hào)、區(qū)域、黑名單、系統(tǒng)密碼、時(shí)間等信息通過(guò)發(fā)卡機(jī)寫(xiě)入相應(yīng)功能卡內(nèi)，使用功能卡對(duì)各個(gè)門(mén)鎖進(jìn)行設(shè)置和修改從而實(shí)現(xiàn)門(mén)鎖的安全管理。門(mén)鎖內(nèi)的卡和鑰匙的開(kāi)門(mén)記錄也可通過(guò)大容量的數(shù)據(jù)卡來(lái)直接提取，然后通過(guò)發(fā)卡機(jī)將數(shù)據(jù)卡內(nèi)保存的開(kāi)門(mén)記錄讀出并保存到后臺(tái)軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

    后臺(tái)系統(tǒng)也可將與電子門(mén)鎖相關(guān)的管理信息如門(mén)鎖編號(hào)、區(qū)域、黑名單等信息通過(guò)USB口下載到手持式讀寫(xiě)器中，使用手持式讀寫(xiě)器通過(guò)RS232串口將各門(mén)鎖的參數(shù)進(jìn)行修改，以及從鎖中讀取開(kāi)門(mén)卡和機(jī)械鑰匙的開(kāi)門(mén)記錄，然后通過(guò)USB口上傳給后臺(tái)系統(tǒng)。

    功能卡和手持式讀寫(xiě)器配合使用是手持式讀寫(xiě)器的優(yōu)勢(shì)。后臺(tái)系統(tǒng)將與電子門(mén)鎖相關(guān)的管理信息如門(mén)鎖編號(hào)、區(qū)域、黑名單等信息通過(guò)USB口下載到手持式讀寫(xiě)器之后，通過(guò)手持式讀寫(xiě)器可對(duì)非接觸式卡片進(jìn)行讀寫(xiě)的特性，將各種信息寫(xiě)入功能卡內(nèi)，然后通過(guò)刷卡的方式將數(shù)據(jù)寫(xiě)入門(mén)鎖。門(mén)鎖的時(shí)間校準(zhǔn)則直接將手持式讀寫(xiě)器的系統(tǒng)時(shí)間寫(xiě)入校時(shí)功能卡內(nèi)，使用卡片直接將時(shí)間刷入鎖內(nèi)，使電子門(mén)鎖的管理更具時(shí)效性。開(kāi)門(mén)記錄亦可使用大容量數(shù)據(jù)卡采集后，使用手持式讀寫(xiě)器從數(shù)據(jù)卡中讀出并存人手持式讀寫(xiě)器內(nèi)自帶的小型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)解析之后就可從手持式讀寫(xiě)器中很直觀地查詢(xún)到：某段時(shí)間或某個(gè)時(shí)間點(diǎn)誰(shuí)打開(kāi)過(guò)門(mén)鎖進(jìn)入房間，為房間的安全管理提供第一手資料。

    4 測(cè)試及應(yīng)用實(shí)例

    本系統(tǒng)研發(fā)出來(lái)之后經(jīng)過(guò)了嚴(yán)密和大量的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

    表1 電子門(mén)鎖測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比 

    注：本測(cè)試的所有電子門(mén)鎖與管理用的計(jì)算機(jī)在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。

    從表中可以看出：使用功能卡更新一把鎖數(shù)據(jù)的時(shí)間與本系統(tǒng)所用時(shí)間相同，但更新兩把鎖或者更多時(shí)，本系統(tǒng)使用手持式讀寫(xiě)器和功能卡相結(jié)合來(lái)批量更新電子門(mén)鎖數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)就得以顯現(xiàn)，而且數(shù)量越多優(yōu)勢(shì)越明顯。這是因?yàn)槊繌埞δ芸ㄒ淮沃荒芨乱话焰i的信息，只用功能卡的時(shí)候需要管理人員每次返回管理室更新功能卡內(nèi)的數(shù)據(jù)，而使用手持機(jī)后就可直接將數(shù)據(jù)下載到手持機(jī)中通過(guò)手持機(jī)更新功能卡的數(shù)據(jù)。

   本系統(tǒng)于2008年正式應(yīng)用于航天信息園的辦公大樓。樓內(nèi)原有非接觸式電子門(mén)鎖約300套，配備各種功能卡1O余張。公司將300套電子門(mén)鎖一次性更新為本公司研發(fā)的最新款電子門(mén)鎖，在保留部分原有功能卡的基礎(chǔ)上配備2臺(tái)自主研發(fā)的手持式讀寫(xiě)器，使用手持式讀寫(xiě)器和功能卡相互配合對(duì)300套電子門(mén)鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，包括系統(tǒng)參數(shù)、密碼、門(mén)鎖編號(hào)、黑名單、區(qū)域定義、當(dāng)前時(shí)間等數(shù)據(jù)信息，2名管理人員僅用1天時(shí)間完成所有門(mén)鎖的數(shù)據(jù)更新工作，這比當(dāng)初安裝門(mén)鎖時(shí)只使用功能卡更新數(shù)據(jù)的方式快了將近2天的時(shí)間，經(jīng)過(guò)一年的管理使用，電子門(mén)鎖的相關(guān)管理人員普遍反映新的管理系統(tǒng)比原有系統(tǒng)更加方便快捷、省時(shí)省力。

    5 結(jié) 論

    通過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電子線(xiàn)路研制、手持式讀寫(xiě)器研發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、卡片類(lèi)型設(shè)置、管理功能設(shè)計(jì)等技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)，使基于手持式讀寫(xiě)器的電子門(mén)鎖實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)可靠、安全、方便、實(shí)用、靈活，經(jīng)過(guò)大量的測(cè)試和應(yīng)用實(shí)例證明，本系統(tǒng)比以往的管理系統(tǒng)和模式工作效率都有大幅提高，更加符合電子門(mén)鎖更新?lián)Q代的要求。

    (作者單位：航天信息股份有限公司）