矿山门禁考勤系统设计与实现

中国煤炭科工集团常州自动化研究院 罗袁龙 何 臻

1.引言

随着矿山企业的业务发展，矿山企业对信息化提出了更高的要求[1-3]。以往功能单一，信息孤立的门禁考勤系统存在以下问题：(1)系统独立，下井员工必须配备单独的考勤卡，携带独立的考勤卡容易在井下工作时丢失而且容易出现替刷现象；(2)需要专人值守，考勤时的画面无法再现和回查，不能实现考勤管理的数字化；(3)考勤数据不能实现共享，不能与人员定位系统集成，在增加矿山信息化建设成本的同时也给矿山的信息化管理造成业务流、信息流不通畅。在矿山精细化管理的今天，孤立的门禁考勤系统已经不能满足矿山企业的业务需求。本文设计并实现了一个门禁考勤系统，该系统包括以下功能：摄像实时显示，门禁自动抓拍及信息对比，人员查询等。该系统不仅能对比，审核人员信息而且还提供了强大的查询功能。除此以外，由于该系统和井下人员定位系统集成，人员刷卡信息会通过本系统自动同步到人员定位数据库，既方便了人员定位系统生成人员轨迹，考勤报表，同时该系统也可以查询人员定位数据库，实时显示井下人员状态。

2.系统组成

矿山门禁考勤系统由出入井闸机，接收器，门禁数据库服务器，人员定位数据库服务器，摄像头，客户端计算机，显示大屏组成，如图1所示。其中接收器选用KJF91A接收器，负责接收人员定位卡的有源卡信息。门禁数据库服务器，用来存储刷卡记录和抓拍记录，人员定位数据库服务器用于存储人员信息。摄像机选用深圳普顺达的H3型高清网络摄像机，用来实时显示井口考勤画面和抓拍考勤人员图片。

3.系统工作流程

矿山门禁考勤系统的工作流程如下：

待入井人员刷卡，接收器收到信号后控制门闸启开，然后接收器向上位机发送一条记录。上位机收到信号后，通过KJ07通信子系统向门禁数据库RegionReport表插入一条记录。触发RegionReport表的触发器，SQL Server将新增的数据同步到人员定位数据库。

客户端计算机每隔900毫秒扫描一次门禁数据库的RegionReport表，如果发现新数据，就提出卡号，并用卡号查询人员定位数据库，并返回查询结果。

如果这张卡没有信息，则禁止通行。也可按矿方要求，在一定时间内，多次换工种的卡可设置成黑卡，如果查询结果是黑卡，则禁止通行。如果返回的查询结果准确无误并且不是黑卡，则放行通过。

门禁考勤系统作业流程如图2所示。

表1 Picture

表2 RegionReport表

图1 矿山门禁考勤系统组成

图2 门禁考勤系统作业流程

图3 门禁考功能模块设计

4.系统设计与实现

矿山门禁考勤系统利用RFID技术，使用KJF91A接收器接收有源卡数据，软件采用CS结构，使用Sql Server 2000数据库[4]作为数据层，利用WPF技术[5]实现业务逻辑层，并选用.NET Framework 3.5类库。

4.1 硬件设计

门禁闸机控制电路经过改造后接入增加光藕模块的人员定位接收器KJF91A，且接收器功率可调，可根据矿山实际调整接收距离。接收器在接收到有源卡数据信息的同时通过光藕模块输出开关量将门禁控制电路导通，控制闸机打开，并将刷卡信息写入人员定位数据库中。

网络摄像机通过TCP/IP方式接入到局域网，调用配套类库实现摄像和抓拍功能。图像数据存贮在门禁数据服务器中，方便用户的查询。

4.2 数据库设计

系统需要用到两个数据库，一个是门禁数据库，另一个是人员定位数据库。本文主要介绍下门禁数据库。门禁数据库包括两张表，其中Picture表用于存储抓拍照片，RegionReport表用于存储刷卡记录。两张表的结构如如表1、表2所示

4.3 系统主要功能模块设计

门禁考勤系统包括六个功能模块：系统功能模块如图3所示。

（1）软件配置管理

由于该系统的配置信息比较多，为了方便维护管理，设计了一个程序配置界面。可以对系统需要用到的接收器信息，摄像头信息进行配置。配置信息存储在配置文件。

（2）摄像实时显示及自动抓拍功能

软件具有两路摄像头摄像显示功能，并分别实时显示在主窗体中。程序调用摄像头厂家提供的类库控制摄像头获得视频流，并显示在窗体上。

当职工刷卡后，程序查找人员定位数据库，返回查询结果。查询结果包括：卡号、姓名、部门、工种、上一次下井时间、上一次出井时间、当前通道和服务器照片。摄像头进行抓拍，并将抓拍的照片存入指定路径下，以当天日期为名建立的子文件夹中。抓拍照片显示在主界面上以便和人员定位服务器个人信息中的照片对比。然后将抓拍照片上传到门禁数据库，以便查询。

如果职工刷的是黑卡，软件会有声光报警。通过定时器控制主界面背景色闪烁变化。利用微软提供的文本语音转换功能[6]实现语音报警。

（3）数据同步功能

设置链接服务器，以便门禁数据库的SQL Server引擎可以不经过门禁考勤软件，直接操作人员定位数据库。在门禁数据库的RegionReport表上建立触发器和分存式事务。当有新数据时，会触发触发器，选择flag字段为0的记录，向人员定位数据库插入数据。如果插入成功，则更新记录的flag字段为1，如果插入不成功，事务回滚。在下次有新数据时，再将flag为0的记录插入人员定位数据库。

（4）查询功能

在查询窗体可通过输入人员姓名或卡号及时间区间，查找此人出入井记录，并显示卡号、姓名、部门、工种、服务器照片和入井时的抓拍照片。并可以导出照片。通过输入时间区间，查找人员出井记录，并显示抓拍照片。

查询人员定位数据库，在主界面实时显示入井总计人流量、井区最多人数、井区当前人数、井区状态等信息。

（5）出入井未刷卡记录查询

通过输入时间区间，选择井口，查找出入井未刷卡人员记录，并显示总人数及记录信息。并可以查询结果导出到Excel中。

（6）日志记录

生成日志文件记录系统的异常信息，方便软件的维护。

5.结语

本文设计并实现了一个矿山门禁考勤系统，该系统和人员定位系统紧密结合，具有功能齐全，反应速度快等特点。该系统已于2012年10月在云南昆钢集团大红山矿业有限公司投入使用，便利了矿方的门禁审核工作，使得矿方的日常考勤工作更加科学，信息化。

[1]WANG Zhi-qiang,GAO Wei-ming.The study of management information system for coal mine safety quality standardization[C].First International Symposium on Mine Safety Science and Engineering.Beijing：China academy of safety science and technology,2011.

[2]Enji Sun,Antonio Nieto,Zhongxue Li,Vladislav Kecojevic.An integrated information technology assisted driving system to improve mine trucks-related safety[J].Safety Science,2010(10)：1490-1497.

[3]Gao Na,Jin Longzhe,Wang Peng,Li Ling.The study and application of safety information management system of the coal mines[J].Procedia Engineering,2011(26)：2051-2058.

[4]Claude Seidman.Data Mining with SQL Server 2000 Technical Reference[M].U.S：Microsoft Press,2001.

[5]Matthew MacDonald.Pro WPF in C# 2010[M].3rd New edition.U.S：APress,2010.

[6]Adam Nathan.WPF 4 Unleashed[M].U.S：Sams Publishing,2010,664-667.