基于物联网的智能门禁系统在移动互联终端的研究与设计

刘 杰 ，程俊华，冀虹颖

(太原工业学院)

0 引言

物联网是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络现代无线通信技术.它是一个基于互联网、传统电信网等信息的承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络.它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征.其应用前景广泛，已经在工业、生活、仪器等方面应用，有着深远的影响.［1-2］笔者将介绍一种将物联网应用在移动互联终端的门禁系统中，运用android平台，结合手机功能，设计此款智能门禁系统.

1 设计思路

移动互联(ANDROID)终端运行程序，通过蓝牙或GPRS发出数据，门禁系统终端接收信号，对接收数据处理.非法开启，门禁系统终端发出防盗警报，系统结构如图1所示:

图1 系统结构图

2 设计原理

2.1 蓝牙控制原理

蓝牙技术已获得了全球认可，世界各地的蓝牙设备都可以与其邻近的蓝牙设备连接.它是一短距无线通信的技术规范，具有以下特点:全球范围适用;同时可传输语音和数据;建立临时性的对等连接(Ad-hocConnection);体积小、易集成.该设计利用蓝牙的这些特点并使用RFCOMM协议来实现其功能.RFCOMM协议层是依据ETSI标准TS07.10在LZCAP上仿真九针RS-232串口功能的协议，通过RFCOMM蓝牙可以在无线环境下实现对高层协议，如PPP、TC邢P、WAP等协议的支持.RFCOMM是一个简单的串行线性仿真协议，此协议提供RS232控制和状态信号，也就是一个串口(COM)传输协议，波特率为9600，8位数据，所以Android移动终端蓝牙可以与另外的蓝牙设备进行通信.若两个设备进行通信，需要建立一个客户端和一个服务端，客户端连接上服务端之后，就可以收发数据.

2.2 门禁系统接收模块

门禁系统最典型的应用，一般都具有多出入口控制的功能，在现场连接方式上，每个出入口的设备都包含控制设备、识读设备和执行设备.门禁系统应能根据建筑物的使用功能和安全防范管理的要求，对需要控制的各类出入口，按各种不同的通行对象及其准入级别，对其进、出实施实时控制与管理，并应具有报警功能.

图2 BLK-MD-BC04-B蓝牙模块应用电路图

该项目在门禁系统接收终端使用的是博陆科电子BLK-MD-BC04-B蓝牙模块来实现接受信息.通过对数据进行接收处理，完成记录用户信息、存储用户数据后使电动机进行工作，实现门禁系统的基本功能.蓝牙模块连接串口的输出输入，PCM数据处理，复位等功能实现数据处理.蓝牙模块的应用电路图如图2所示.

具体管脚功能描述见表1.

表1

3 遥控及传输部分的设计和实现

3.1 系统总体功能设计

设计智能门禁系统的无线控制时，作者用到的是移动互联技术.无线控制包括两个方面:近程蓝牙控制和远程SIM卡控制.移动互联终端，采用的是ANDROID平台.门禁系统接收端，收到相应的信号，做出处理.当门禁系统受到非正常打开，移动互联终端发出警报，实现系统的智能化.系统工作框架如图3所示.

图3 系统框架图

3.2 蓝牙通信部分的设计及实现

具体在Android上的实现，可以分为以下几个步骤:

一型腹中线是女性色素代谢异常的表现，常伴有乳晕、口唇、外阴、腋窝等处发黑，常见原因有三种：第一是原发性的，皮肤本身色素活跃，与妊娠或疾病无关。第二是部分肝病或内分泌异常患者，促进黑素合成的雌激素或垂体促黑素(MSH)分泌增加或肝脏对激素的灭活机能发生障碍。第三是孕妈在妊娠期间垂体促黑素(MSH)分泌增加，雌激素与孕酮又有加强MSH功能，即直接促进皮肤黑色素细胞活性的作用，部分孕妈在妊娠晚期皮肤色素加深而可能出现腹中黑线。有内分泌异常者通过治疗黑线可缓解或消失，孕妈在生育后色素因相关激素水平回落而恢复，当然对于残余黑色素还可以通过激光治疗配合美白药物促进其消退。

(1)在AndroidManifest添加权限.

(2)通过 BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()方法获取本地蓝牙适配器对象.

(3)通过调用getBondedDevices()得到绑定的蓝牙设备，可以获取相关信息.

(4)建立与其他设备之间的连接，一般用本地ANDROID终端设备搜索其他蓝牙设备时，本地终端可以作为一个服务端，接收其他设备的连接.

(5)设备间的数据交换，主要是InputStream和OutputStream实现.

3.3 远程SIM卡控制

使用ANDROID设备终端的打电话或发短信功能，作者使用的是发短息功能，在实现上分为两步:

(1)在AndroidManifest添加权限.

(2)直接调用系统本身的短信发送方法.

3.4 用户界面的设计及实现

对于软件来说最大特点是界面是面向用户的.所以开发者开发的应用软件要易于使用.此软件在设计时坚持一致性，界面简单直观，用户易操作.

3.5 硬件接收端

使用硬件AVR开发板、蓝牙模块、GPRS模块进行开发，采用嵌入式C语言编程，主要有两部分，分别是蓝牙数据传输模块和GPRS数据传输模块.两个模块的工作内容都为三项:初始化，数据交互，数据处理.从外接设备表现来看，当蓝牙模块或者GPRS模块接收到信号时，对数据进行处理，使连接的电动机工作，控制门锁开关.非正常开启门禁系统，触发外设的红外感应装置，GPRS模块自动向远程移动互联终端发送短息，达到报警的目的.

4 移动互联终端程序部分代码的实现

//得到本地蓝牙适配器

BluetoothAdapter bluetoothAdapter= BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

//得到已经绑定的蓝牙设备，并放到set中保存

Set＜BluetoothDevice＞ pairedDevices=bluetoothAdapter.getBondedDevices();

//创建 Socket，并连接

BluetoothSocket clientSocket;

clientSocket= device.createRfcommSocket-ToServiceRecord(MY_UUID);

clientSocket.connect();

//得到输出流，往外写数据

OutputStream os= clientSocket.getOutput-Stream();

os.write(msg.getBytes());

5 结束语

该系统在综合测试过程中运行稳定，数据信息等能够准确高效的通过移动终端发送到门禁系统，使其能根据信息完成如下操作:

(1)能够同过蓝牙控制在有效范围内对门禁系统实现开、关门功能.

(2)通过SIM卡发出GPRS信号实现远程控制，能在较远范围对门禁系统实现开、关门功能.

(3)能够实现报警功能.

现在该项目已通过山西省大学生创新项目审评，基本实现总体功能，达到预期效果.

［1］ 李宁.Android应用开发权威指南.北京:邮电出版社，2011.

［2］ 赵霄.基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现［J］.北京交通大学学报，2008(8).

［3］ 邓荣华，范赣军.基于 BlueCore2-External蓝牙芯片的USB接口的设计和实现［J］.现代电子技术，2005(6).