基于开放管理的实验室智能门禁设计

连坚

摘要：本文中针对实验室开放的特点，采用嵌入式技术，设计了高校实验室智能门禁系统。该系统可以将进出实验室的用户信息进行登记，并可通过以太网口直接从上位机下载到本地存储器上，实现对进出实验室时间安排和人员权限的有效管理。

关键词：开放管理；实验室；智能门禁

一、基于开放管理的实验室智能门禁系统的功能分析

1.智能门禁系统的需求分析。高校实验室智能门禁系统的基本功能是实现人员的出入管理和时限管理，完成对进出实验室人员准确、快速且无障碍的识别。不同功能的实验室在开放时间上也存在差异，因此即使拥有授权的人员也需要在指定的开放时间内才可进入实验室。当进入实验室的人员满足准入条件后，智能门禁系统会存储刷卡记录并驱动门锁打开。此外，实验室异常情况的报警也是智能門禁系统需要处理的重要问题。当门出现长时间未关或出现非法闯入时会触发报警器。实验室设备都会贴有专属RFID标签，当设备被恶意带离实验室时会被门禁系统检测出，并发出报警警报。为了提高实验室智能门禁系统的可操作性，需要保证该系统具有计算机远程控制功能，以实现对出入实验室人员的远程控制。

2.智能门禁系统的运行模式。通过对智能门禁系统的基本需求进行分析后，需要确定实验室智能门禁系统的基本运行方式。由于实验室同时兼顾教学活动和科研活动的功能，因此智能门禁系统需要通过移动终端查询实验室的使用情况。实验室的技术人员可以通过摄像头查看实验室的实时状态。为了提高智能门禁系统的可操作性，可制作实验室专属的二维码，师生可通过扫描二维码，查询实验室的课程安排和开放信息。当实验室内正在进行教学活动时，智能门禁系统会拒绝学生进入实验室。在计算机实验室中，智能门禁系统可与机房上机管理系统对接，实现学生使用计算机的科学管理；同时该系统需要记录进入实验室的人员信息，以方便实验室管理人员对实验室的使用情况进行统计。

3.智能门禁系统的运行管理模式。智能门禁系统应用的目的是简化和提高实验室的管理水平。实验室的管理人员可以通过智能门禁系统实时监控每个实验室的当前状况，同时又可以根据出入实验室人员的刷卡情况对每一时段的进出人员进行统计，实现了实验室的便捷式管理。科学的实验室管理制度需要推进人性化的管理手段，以方便学生利用移动终端随时了解实验室的使用和预约情况。为了保证实验室开放情况的准确无误，在智能门禁系统的设计过程中，还需要设计相应的纠错模块，实现对错误信息的及时纠正。

二、基于开放管理的实验室智能门禁系统的设计方案

1.实验室智能门禁系统的应用前端设计。实验室智能门禁系统的应用前端设计包括电子标签和门禁控制器，通过电子标签可以实现门禁控制器与用户的有效互联。电子标签保证了门禁系统可以灵敏读取用户信息，实现对进出实验室人员的识别与控制，防止非法人员进入实验室。智能门禁系统的硬件设计主要包括控制模块、通信模块、供电模块、显示模块、数据采集模块、输入模块和警报模块。相比于单片机控制，嵌入式控制器在功能上实现了更大的延伸。设计方案中采用S3C44BOX为主控制器。显示模块选用FM12864M液晶显示模块，可以实现文字和图形的清晰显示。报警模块通过蜂鸣器实现。当控制器出现非法数据时，蜂鸣器会发出警报，不同节点的控制器与上位机之间的数据传输通过CAN总线实现。

2.实验室智能门禁系统的网络传输平台。实验室智能门禁系统的数据传输功能可以基于校园局域网实现。基于校园网搭建的实验室智能门禁系统网络传输平台，可以有效降低系统的开发成本和实施成本。本设计方案中采用三层网络传输结构，包括表示层、功能层和数据层。其中，表示层接收数据并解析用户端的请求；功能层负责处理智能门禁系统的核心逻辑；数据层则负责响应数据的插入、删除、查询和更新请求。

3.实验室智能门禁系统的信息管理平台。实验室智能门禁管理系统的信息管理平台主要包括系统设置、门禁管理、设备管理、人员管理、预约管理等模块。在设计过程中需要考虑到操作系统与数据库的兼容问题。本设计选用Windows 2000 Professional作为服务器的操作系统，选用SQL Server 2000 Personal作为数据库服务器。为了实现前台控制程序对后台数据的操作，采用ADO数据库访问技术。

三、结语

高校实验室的信息化和网络化管理是实验室管理发展的必然趋势。为了有效提高高校学生的实践能力和专业素质，需要借助现代化的信息技术，构建基于开放管理的实验室智能门禁系统。这种智能门禁系统与传统的机械门锁相比，可以有效降低管理成本，并可以提高高校实验室的使用效率。

参考文献：

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