基于无线传感器网络的分布式门禁系统
基于无线传感器网络的监狱安防系统设计
２０ ０ ８年 第 ２ ７卷 第 １ 期
传感器与微系统 （ ｒｎｄ ｃｒ ｎ ｃ ｓｓ ｍ Ｔ ｃ ｎｌ ｉ ） Ｔａｓｕｅ ｄＭｉｏｙｔ ｅｈ ｏ ｇ ｓ ａ ｒ ｅ ｏｅ
９ ３
基 于 无 线 传 感 器 网 络 的 监 狱 安 防 系 统 设 计
和动态实时监测 系统设计方案 ； 讨论 ：安 防系统 ；无线网络技 术 ； 无线传感 器
中图 分 类 号 ：Ｔ ２２ ９ Ｐ １ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ － ７７ ２０ ）１ ０ ９ －０ ０ ０ ９ ８ （０ ８ ０ － ０ ３ ３
郝 晓弘 ，康 漪 ，王瑛辉
（ 兰州理工大学 电气工程与信息工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３ ０ ０
摘
要 ：随着安 防系统 的快速发展 ， 于安 防系统 的设计 也不断提 出了更 高的要求 。将无线 技术 引入 监 对
狱安防系统 ， 分析了无线 网络 技术在安 防系统 网络 中应用 的可能性和挑战性 ； 重点介绍 了现场执行层静 态
（ ｏ ｅ ｅ ｆ ｌ ｔ ｃｌ ｎ ｎｏｍａｉｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｌ ｎ ｈ ｕＵ ｉｅｓｙｏ Ｃ Ｈ ｇ ｅ ｒ ａ ａ ｄＩｆｒ ｔ ｎ ｉ ｅｉ ， ａ ｚ ｏ ｎｖｒｉ ｆ ｏ Ｅ ｃｉ ｏ ｎ ｎ ｔ
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｚ ｏ ３０ ０ Ｃ ｉａ ｅｈ ｏ ｙ Ｌ ｎｈ ｕ７ ０ ５ ， ｈｎ ） ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｗ ｉ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｎ ａｅｙ ｓ ｓｅ ｔ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｓ ｆ ｔ ｙ ｔ ｍ，ｔ ｅ ｒｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ｕ ｔ ｎ ｈ ｉ ｈ ｅ ｕ ｒ ｎ ｓ ｆ ｔｅ ｄ ｓ ｆｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｅ ｇ ｉ ｓ ｅｙ ｓ ｓｅ ｂ ｃ ｍｅ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｉ ｔｎ ｅ Ｔ ｈ ｉ ｌ ｓ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｎ ｕ ｔｄ ｉ ｔ ｅ ｕ ｉ ｎ ａｅｙ ｓ ｓｅ ｆ ａ ｔ ｙ ｔｍ ｅ ｏ ｒ ｎ ｒ ｎ ｅ ｓ ． ｔ ｅ ｗ ｒ ｅ ｓ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｉｄ ｃｅ ｎ ｏｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｓ ｆｔ ｙ ｔ ｍ ｅ ｔ ｆｒ ｐ ｉ ｎ， ｈ ｏ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｆ ｃ ｌ ｅ ｆ ａ ｏ ｔ ｇ ｗｉ ｌｓ ｅ ｈ ｏｏ ｎ ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｓ ｅｙ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｏ ｒ ｏ ｔ ｅ ｐ ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｈ ｉ ｉｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ｐ ｉ ｒ ｅ ｓ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｉ ｅ ｕ ｉ ｎ ａ ｔ ｙ ｔｍ ｒ ｓ ｉ ｆ ｉ ｎ ｅ ｙ ｔ ｆ ａ ａｙ ｅ ， ｓ ｅ ｉｌ ｈ ｅ ｉｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ｆ ｓ ｔ ｎ ｙ ａ ｃ ｒ ａ—ｉ ｎｔｒ ｓ ｓｅ ｉ ｅｄ ｃ ｎ ｒ ｌｌｙ ｒ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｅ ｐ ｃａｌ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｇａ ｏ ｔ ｉ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｔ ｙ ｇ ａｃ ｌ ｍｅ ｍｏ ｉ ｙ ｔｍ ｎ ｆ ｌ ｏ ｔ ａ ｅ ｓ ｏ ｉ ｏ ｉｔ ｄ ｃ ｄ， ｎ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｉ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔ ｏ ｋ’ ｏ ｅ ａ ｄ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｎ ｐ ｏｏ ｏ ｕｔ ｂｅ ｆｒ ｔ ｅ ｆ ｌ ｎｒ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｗ ｒ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗ ｒ Ｓ ｎ ｄ ｎ ｏ ｏ ｅ ｎｃ ｔ ｒ ｔｃ ｌｓ ｉ ｌ ｈ ｅｄ ｏ ａ ｏ ｉ ｃ ｎ ｒｌｌｙ ｒａ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ｔ ａ ｅ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｃ ｒ ｙ ａ ｄ ｓ ｅｙ ｓ ｓｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｕ ｔ ｎ ａ ｔ ｙ ｔｍ；ｗｉ ｌｓ ｅ ｗ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ；ｗ ｒ ｌｓ ｅ ｓ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｓｎ ｔ ｏ ｋ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｙ ｉ ｅ ｓｓ ｎ ｏ ｅ
基于ZigBee技术的门禁系统设计
是 省 电 、简 单 、 成 本 低 的 规 格 。８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 的物理层 （ Ｐ ＨＹ ） 采用直 接序 列展频（ ＤＳ Ｓ Ｓ，Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ
Ｖ０ Ｉ ． ２ ３ ＮＯ ． ４ Ｄｅ ｃ ．２ ０ １ ３
基￣ ＝ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 的门禁 系统设计
陈 文 清
ｆ 洛阳 理 工学院 电气工程 与 自 动化 系，河南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ２ ３ ）
摘 要 ：设 计 了一种 基于ｚ ’ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 的新型 智能 门禁系统 ，具有 无线智能识 别和 出入 记录 自动管理 功能，既可 以
Ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ） 技 术 ， 以化 整 为零 方 式 ，将 一个 讯 号 分 为多 个讯 号 ，再 经 由编码 方 式传 送 讯 号避 免 干
扰 。在媒 体存 取控 制（ ＭＡ Ｃ ） 层 方面 ，主 要是 沿用 ＷＬ ＡＮ中８ ０ ２ ． １ １ 系列标 准 的ＣＳ ＭＡ ／ ＣＡ 方 式 ， 以提 高 系统
收稿 日期： ２ ０ １ ３ － ０ ７ － ２ ３
作 者简 介： 陈文清（ １ ９ ７ ０ － ） ， 男， 河南光山人， 博士， 教授， 主要从 事 自 动化理论与技术方 面的研究． 基 金项 目： 河南省教育厅 自然科 学研究项 目 （ ２ ０ ０ ８ Ａ ５ ２ ０ ０ １ ７ ） ．
器 和 上 位 软件 构成 ，系统 的核 心是 无线 传输 模 块ＸＢ ｅ ｅ 和 微 处理 器 Ｍｓ ｐ ４ ３ ０ Ｆ １ １ ２ １ Ａ。该 门禁系 统 总 体结 构
基于无线传感器网络的智能小区监控系统设计
的系统芯 片 （ ｏ Ｓ Ｃ）Ｃ Ｓ解决 方案 。这种 解决方 ＭＯ 案 能够提 高性 能并满 足 以 Ｚｇ ｅ 为 基础 的 ２４ Ｈｚ ｉＢ ｅ ． Ｇ
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊ ｉｓ ． ０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ） ２ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ －０ ３ ． ０ １ １ 下 ． ３ ０ ｓ
０ 引言
随 着社会 经济 的发展 ，人 们 的生 活越 来越 好 。
人 们 在追 求 舒 适 生活 环 境 的 同时 ，更 为关 注 的还
大 的 外 围 模块 ，并 且 有 ３种 不 同 的版 本 ，他们 是
根 据不 同的 闪存 空 间 ３ 、６ ２ ４和 １ ８ Ｂ ｔ 来 优化复 ２ ｋ ｙｅ 杂 度与成本 的组 合 。
１ 硬件设计
无 线 传 感器 网络 是 由部 署 在监 测区域 内 的大
量微 型 传 感 器节 点 组 成 的 ，通 过 无线 通 信 方 式形 成 一个 多 跳 的 自组 织 网络 系统 ，其 目的是 协 作地 感知 、 采 集和 处理 网络 覆 盖 区 域 中感 知 对 象 的信
报 告 中，分 别被列 为 ２ ｌ世纪 最 有影 响 的 ２ 项 技 １ 术和 改变 世界 的 １ ０大技 术之一 。
传 感 器 节 点 是无 线 传 感 器 网络 的基 本 组 成单
位 。它 由传 感 器 模 块 、处 理 器 模 块 、无 线 通 信模 块 和 能 量 供 应 模 块 四 个 部 分 组 成 。 由 于 传 感 器
实验2 智慧门禁系统
实验2 智慧门禁系统一、实验目的1.了解智慧门禁产业应用场景。
2.了解视觉技术在智慧门禁中的应用3.掌握基于人体识别智能交互技术的智慧门禁系统开发。
二、实验环境硬件环境：PC机Pentium处理器双核2GHz以上，内存4GB以上操作系统：Windows7 64位及以上操作系统、AiLab-ubuntu开发软件：MobaXterm实验器材：人工智能边缘应用平台实验配件：无三、实验内容1.系统架构1.1 需求分析智慧门禁系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。
它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。
在数字技术网络技术飞速发展的今天门禁技术得到了迅猛的发展。
门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为完整的出入管理系统。
它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。
门禁系统又称出入管理控制系统是一种管理人员进出的智能化管理系统。
门禁系统近几年发展很快，被广泛应用于管理控制系统中。
智慧门禁系统的主要功能有：1）人脸识别开锁：首先注册人脸，再通过人脸验证通过则，包括：温湿度、光照度、空气质量、大气压力等，并可基于相关数据联动电器设备实现智能化的环境调节。
2）刷卡开锁：添加用户时绑定卡号，每次输入卡号即可开锁。
员工通过个人识别卡感应后，通过系统确认其身份和使用时段后，方能开门。
可以设置感应卡的使用权限和年限，每周的使用天数，每日的使用时段.可以禁用挂失一张个人识别卡或一批识别卡。
3）密码开锁：通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。
这类产品又分两类：一类是普通型，一类是乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化）。
a）、普通型：优点：操作方便，无须携带卡片；成本低。
缺点：同时只能容纳三组密码，容易泄露，安全性很差；无进出记录；只能单向控制。
b）、乱序键盘型：优点：操作方便，无须携带卡片，安全系数稍高缺点：密码容易泄露，安全性还是不高；无进出记录；只能单向控制。
浅谈高校智慧校园中的智慧安防建设
浅谈高校智慧校园中的智慧安防建设智慧安防建设是高校智慧校园建设的重要组成部分之一。
随着科技的不断发展，高校智慧校园中的智慧安防系统已经成为保障校园安全的重要手段。
本文将从智慧安防建设的背景、目标、关键技术和应用案例等方面进行探讨，以期为高校智慧校园的智慧安防建设提供参考和借鉴。
一、背景随着高校规模的不断扩大和信息化的快速发展，传统的安防手段已经无法满足校园安全的需求。
而智慧安防建设则是基于物联网、云计算、人工智能等新兴技术，通过将传感器、摄像头、智能分析系统等设备与网络相连，实现智能化、自动化的安防监控和管理，提高校园安全防范水平。
二、目标智慧安防建设的目标是提供全方位、全时段的安全保障，确保师生员工的人身安全和财产安全。
具体目标包括：1. 实时监控：通过高清摄像头和智能分析系统，实现对校园各个区域的实时监控，及时发现异常情况。
2. 预警机制：通过智能分析系统，建立预警机制，对异常事件进行自动识别和报警，提高反应速度和处置效率。
3. 数据分析：通过对安防数据的收集和分析，发现安全隐患和问题，为安全管理决策提供科学依据。
4. 整合资源：将校园内的各类安防设备和系统进行整合，提高资源利用效率，降低运维成本。
三、关键技术1. 视频监控技术：通过高清摄像头对校园各个区域进行监控，实时获取视频数据。
2. 智能分析技术：通过人脸识别、行为分析等技术，对视频数据进行智能分析，实现异常事件的自动识别和报警。
3. 无线传感技术：通过无线传感器网络，对校园内的温度、湿度、烟雾等信息进行实时感知，提前预警。
4. 云计算技术：通过云平台，实现安防设备和系统的集中管理和监控，提高管理效率。
5. 大数据技术：通过对安防数据的收集和分析，挖掘有价值的信息，为安全管理提供决策支持。
四、应用案例1. 智能门禁系统：通过人脸识别、指纹识别等技术，实现校园门禁的智能化管理，提高进出校园的安全性。
2. 视频监控系统：通过高清摄像头和智能分析系统，实现对校园各个区域的实时监控，及时发现异常情况。
INET 门禁系统资料简介
TAC I/NET TM Seven 安防系统2安防您可以依赖的高性能安防系统机场、医院、大学和国家级实验室-这些建筑都需要一个可以长期依赖、无缝连接， 并且100%有效的安防系统。
TAC 和I /NET 为全球要求最为苛刻的应用系统提供了功能强大且值得信赖的安防解决方案，其系统具有便于安装、操作、集成、扩展和维护的特性。
还没有其它的安防产品可以如I/NET Seven 那样功能强大，且拥有像TAC 一样信誉良好和业界领先的地位。
您可以依赖于TAC 实现您所有的安防需求。
强大高效的实用性首先， TAC 能够为您提供您所需要的最为简便的操作。
对于每个人和每个入口，I/NET Seven 系统都能确保更本的安防和便利，更可适用于多设施、多读卡器的环境。
用户和卡的管理I/NET Seven 不仅让您可以设置普通组，还可以根据需要在一组门和用户中嵌入超级组。
用户自定义读卡格式的单用户多卡形式拥有经授权的无论是公用格式还是私人格式的卡，用户都可以无缝地在各个设施间行动。
图像辨识用户的图像和个人记录被同时存储在I/NET Seven 系统中，这使得操作员可快速对任何想要进入的人员进行身份确认。
采用Datacard ID Works TM 技术的视频标牌I/NET Seven 集成了视频标识系统，使其可更快速有效的建立雇员和访问者的信息和访问权限。
一旦标牌发放，系统自动在I/NET 中建立标牌持有者的所有信息。
完全的对等网络控制I/NET Seven 系统为分布式的网络结构，可扩充性好，控制网采用RS485 同部数据链路控制（SDLC ）令牌传递；子网采用RS485多点异部传输，环行轮询。
I/NET Seven 使系统内任何设备互相通讯。
例如：当警卫进入一个区域时，系统自动开启灯光，CCTV 能记录整个巡视过程，而警报此时暂时被关闭，且本地的读卡器会被切换至提供即时强制点。
功能强大的系统操作独立的警报客户端I/NET Seven 使您能将警报客户端隔离于其它配置的部分，这样就能对各个操作站进行独立的功能限定配置。
基于RFID无线传感网智能安防系统的设计
基于RFID无线传感网智能安防系统的设计作者：韩万强史少辉吴海滨张明轩来源：《物联网技术》2014年第03期摘要：利用RFID和无线传感器网络技术，构建了一种包括智能门禁管理、智能人员管理、智能巡检、智能安防等全方位、多功能的智能安防系统。
从系统功能和系统设计实现了基于RFID技术的智能门禁系统和基于传感器网络的信息采集系统，具体给出了从信息采集到智能化管理的实现过程。
关键词：RFID；无线传感器网络；智能安防；门禁系统中图分类号：TN393 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）03-0010-040 引言RFID技术作为二十一世纪最具发展潜力的十大技术之一，是物联网的核心技术。
近年来，它的发展带来了巨大的市场机遇。
RFID技术与应用已经形成一个具有强大生命力的新兴产业，它涉及信息、先进制造、材料、装备及工艺等诸多前沿和高技术领域的交叉融合技术群，涵盖面广、渗透力强，对诸多产业都带来重大影响。
特别是在企业软件领域，RFID将是继ERP、CRM、J2EE之后的又一新的增长点。
微机电系统（Micro-Electro-Mechanism System，MEMS ）、片上系统（System on Chip，SOC）、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。
无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络，是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景[1]。
研究利用各种安全手段保证信息的安全：利用RFID技术实现门禁管理的智能化和数字化；将职工信息写入电子标签实现人-电子标签-人员信息的匹配，从而实现对人员信息的动态管理；使巡检员方便快捷地对信息进行采集、管理和查询，从而实现智能巡检；将无线传感器网络引入到安全管理中，实现对环境信息的监测，设计使用活动消息模块实现信息的发送与接收，使用信息采集接口读取厂区环境的温度与湿度、烟雾等各种信息，使用低功耗监听模块实现节点节能，通过计算机USB接口完成对数据信息的采集和处理，实现人机对话，从而实现安全防护的智能化管理。
基于Zigbee的智能控制系统
基于Zigbee的智能控制系统摘要：本文研究主要基于硬件平台：nxp lpc1769（cortex-m3 微控制器），以zigbee无线传感器网络技术为基础，设计了智能系统。
主要以家居智能系统为例，包括智能门禁系统、自动窗帘、安防系统、可燃气体泄漏监测、居室内外温度检测.通过短信与用户交互，可以实时发现家居隐患以及简单的安防。
此次设计统秉承了无线传感器网络低功耗、低成本、分布式和自组织的优点，其灵活性和可靠性得到了提高，也方便用户进行无线和远程监测控制。
关键词：nxp1769zigbee无线传感器网络智能系统1 系统设计总体方案1.1 系统设计背景及环境zigbee是近年来提出的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信新技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，可以满足对小型廉价设备的无线联网和控制。
zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。
而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个zigbee“基站”却不到1000元人民币。
每个zigbee 网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。
除此之外，每一个zigbee网络节点(ffd)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(rfd)无线连接。
lpc1700系列cortex-m3 微控制器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。
arm cortex-m3 是下一代新生内核，它可提供系统增强型特性，例如现代化调试特性和支持更高级别的块集成。
基于网络的门禁系统的设计
点是一个电极 ，充当电容的～极 。
具 有更 高 保 密 性 、方 便 性 。 本 设 计
于 芯 片 并 口方 式 的时 序 与 处 理 器
ＡＴ ９ 的 总 线 读 写 时 序 吻 合 ， ８ Ｃ５ １
人的手指作为电容的另一极 ，传感器 的表面的损耗层作为电容的介质层 ，
采用 的处 理器 为ＡＴ ９ ，读 卡 ８ Ｃ５ １
Ｃ１ ７ １５ ｐＦ
采用总线方式 ，在 此方 式下 采集 速 率可达 ３ 帧／ ，完全 能满足 门禁的 ０ 秒
要 求 。 具 体 电路 图 设 计 如 下 ：ＣＳ ｌ 接 高 电平 ，Ｃ ０ ＡＲ Ｓ接 Ｍ的 ｎ ＧＣＳ ； １
地 址 线 、数 据 线 、读 写 信 号 线 直 接 与 ＡＲＭ 连 接 ，其 他 引 脚 按 照
ＲＣ５ ０Ｉ ０ ０ Ｒ ２
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Ｆ Ｓ ０ 的 数 据 手 册 连 接 即 可 。 另 Ｐ ２０
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外 ，为了方便调试 ，最好将Ｆ Ｓ ０ Ｐ ２０
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等场 被广泛应用。随着 物 别技
术 、射 频 圳 技 术 的发 袖 曰渐 成
熟 ，门禁 系统 也朝着安全化 、智能 化 、网络化方向发 ，出现了指纹ｒ ¨ １
禁 、射 ］ 禁等 。本 文设 计 了一种 ｒ 禁 系统 ，集 成了 以 ＿ － Ｉ ［ 两种 技水 ，即
牛物识别和射频识口技术 ，同时／扩 』 ＿ ， Ｉ 、 多种模块 ，如语音 、 示 、键盘等 ， 因此本门禁系统可以选择多种门禁模
华南理工大学“赛莱拉”第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛获奖作品
城市公共自行车运营现状及资源优化配置研究——基于佛山桂城的调查报告
高校志愿服务管理系统优化建设研究 基于Timmons模型的大学生创业能力研究
以华南理工大学为案例的高校校巴运营情况调研及数学建模优化分析
华南理工大学“转型时期进城务工青年生存现状与发展前景”调研报告
听党的话，我们创业吧！——国家政策，家庭环境等相关因素对大学生自主创业观念和行为的影响调查研究报告
中国整车制造上市公司纵向整合与绩效关系研究 浅析网络购物商场品牌的建设
G、I、K 哲学社会教育
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 G-20 G-29 G-18 G-27 G-28 G-33 G-26 G-19
一种新型钙钛矿中空纤维膜的设计 大功率LED驱动电源及其集成控制系统 环保高效膨胀型无卤阻燃剂的制备及应用 阳极氧化铝光子晶体着色技术 便携式微型空气自呼吸直接甲酸燃料电池 水性环保集装箱涂料的制备和性能研究
聚丙烯酸酯水性粘合剂的制备及其在多层陶瓷电容器（MLCC）中的应用
银纳米线快速水消毒设备——一种新型生活饮用水快速消毒装置的设计
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
E-36 E-05 E-15 E-33 E-31 E-06 E-37 E-01 E-19 E-26 E-32 E-03 E-22 E-17 E-14 E-20
EC2071136 EC2081105 EC3041115 EC2071133 EC3071131 EA2091106 EC3071137 EC3141101 EA2041119 EC3031126 EC3071132 EC2141103 EC2031122 EA2041117 EA2041114 EA2041120
基于Zigbee的智能控制系统
据采 集和 监控 ，还 的数 使 ，转 发两 者之 间 的通信 数据 。 家居无 线控 制 中心 处理来
据 资料 。 除 此之外 ，每 一个 Ｚｉｇｂｅｅ网络 节点 （ＦＦＤ）还 可 在 自无 线协调 机构 的信 息 ，并且 为互 联 网 的连 接提 供接 口进
下 一代 新 生 内核 ，它可 提供 系统增 强 型特 性 ，例 如 现 代 化 调器 （协调 机 构 ）为中心 节点组 建一个 星 形家庭 网络 。
（上 接 第 ２７７页 ）
采集 数据并 发送 ，其软件 流程 图如 图 ３．１。
注册 。而 后信标 搜 索及本 地数据 采 集、发送 ，成功 后进 入睡
站 ”却不 到 １０００元人 民 币。 每个 Ｚｉｇｂｅｅ网络 节 点不仅 本 线 执 行机 构 负 责 向主 控报 警 ，窗帘 开合 和 ，模 式 开 启 电锁 身 可 以作 为 监控 对象 ，例如 其所连 接 的传 感器 直接 进行 数 开 关 ，等控制 功 能。 无线 协调机 构 是节 点和 控制 中 心 的信
基 于 Ｚｉｇｂｅｅ的 智 能控 制 系统
韩 刚 （西北工业大学电子信息学院）
摘要 ：本文研究主要基于硬件平台 ：ＮＸＰ ＬＰＣ１ ７６９（Ｃｏｄｅｘ—Ｍ３ 调 试特 性和 支持 更高级 别 的块 集 成。
微 控 制器 ），以 Ｚｉｇｂｅｅ无 线 传 感器 网络 技 术 为 基 础 ，设 计 了 智 能 系
ＬＰＣ１ ７００系列 Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３微 控 制 器 的 操 作 频 率 可
统 。主 要 以家 居 智 能 系统 为例 ，包 括 智 能门 禁 系统 、自动 窗 帘 、安 防 系 达 １ ＯＯＭ Ｈｚ。 ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３ ＣＰＵ 具 有 ３级 流 水 线 和
基于无线传感器网络门禁系统研究
来保护人员和财产安 全 的现 代化安 防手段 。 目前市场 上 流 行的门禁系统多为有线传输方式 ， 也就是说这类 的门禁系统 中的用户与控制单元 之间的信息 是通过 有线传输 的方 式进 行的。当系统需要扩展 、 增加新 用户 结点时 ， 线传输 的传 有 统门禁系统需要花费大量 的人力物力铺设新线路 ， 增设 新设 备， 耗时耗力 。为解决 上述 问题 ， 本文 提 出了采 用无线 传感 器网络构建门禁系统 的思想 。无线 传感器 网络 可 以看 成是 由数据获取 网络 、 数据 分布 网络 和控 制管理 中心三 部 分组
快速 、 部署方便等特点 ， 不易受到 目标环境的限制 ， 特别 适合 布置在 布线 困难 或人员不 易到达 的地方 ， 在环 境监 测 、 军事 侦察 、 医疗监护 、 智能小区 、 仓储管理等领域有着广泛 的应用
前 景 。
中心模块
图 １ 系统 硬 件 设 计
堕
微理Ｉ 歪西 处器 丽
成 。其 主要组成 部分是集 成有传感器 、 数据处理单元 和通信
模 块 等 节点 ， 节 点 自组 成 一 个 分 布 式 网 络 ， 将 采 集 来 的 各 再 数 据 通 过优 化后 经 无 线 电 波 传 输 给 中心 模 块 。它 具 有 构 建
耗及抗干扰能力强的优点 ， 它的特性如下 ：３／ ６／ １ ｚ ４ ３８ ８ ９５ＭＨ
多频道多频段 ，． ３ ６Ｖ低电压工作 ， １ ９Ｖ～ ． 待机功耗 ２ ；
１ １ 系统 结构 ．
表 １ 三种技术的比较 光学扫描技术 半导体传感技术 超声波 扫描 技 术
该系统分为 采集模 块 和中心模块 两部 分。 当指 纹识 别 模块 Ｔ Ｓ ＣＴ Ｉ Ａ完成 指纹识别后 ， Ｃ ３ ．ＣＭ２ 从机将从指纹识别 模 块上所采集 的信号通过无 线收发单元发送 给主机 ， 主机 收到 数据后 ， 将其 存储到存储器 中并与存储器 中已注册 的指 纹进 行匹配 ， 并将 匹配结 果发送给从机进而达到控制门锁 自动 开 启 的功能。系统硬件结构框 图如 图 Ｉ 所示。
基于物联网的智能安防系统设计
基于物联网的智能安防系统设计智能安防系统是一个基于物联网技术的创新产品，它将传感器、网络通信和云计算等技术融入到安防领域，通过实时监控和智能化分析，为用户提供全面、高效、智能的安全保护。
本文将探讨基于物联网的智能安防系统的设计原理、主要功能以及应用前景。
一、设计原理基于物联网的智能安防系统的设计原理是通过将传感器部署在不同的位置，收集环境和设备的数据，并将数据通过网络传输到云平台进行处理和分析。
传感器可以是摄像头、门磁、温湿度传感器等，它们能够实时感知环境的变化，并产生相应的数据。
首先，智能安防系统需要建立一个完善的传感器网络，通过对目标区域进行覆盖和布设，确保传感器能够全面感知环境和设备的状态。
在传输层，可以利用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等，将传感器与网络连接起来，实现数据的实时传输。
其次，传感器将采集到的数据通过网络传输到云平台进行处理和分析。
云平台作为系统的核心，具有大数据存储和计算能力，能够对收集到的数据进行实时处理、分析和挖掘。
通过使用机器学习和深度学习算法，云平台可以实现对环境和设备状态的自动识别和预测，提供有针对性的安全策略和决策。
最后，智能安防系统可以通过用户终端实现远程监控和控制。
用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备，实时查看监控画面、接收报警信息，远程控制设备的开关和调节。
同时，系统还可以将监控画面和报警信息通过短信、邮件、APP推送等方式发送给用户，以便及时采取措施。
二、主要功能基于物联网的智能安防系统具有以下主要功能：1. 实时监控：系统能够通过摄像头等传感器实时监控目标区域，实现对环境和设备状态的全面感知。
2. 报警与预警：系统能够通过分析传感器数据，实时检测到异常事件，并向用户发送报警信息。
同时，系统还可以通过预测分析，提前预警可能发生的安全问题，为用户提供决策支持。
3. 远程控制：用户可以通过终端设备远程控制安防设备的开关和调节，灵活应对各种安全需求。
4. 数据存储与分析：系统能够将采集到的数据存储在云平台中，通过大数据分析和挖掘技术，提取有价值的信息，为用户提供决策支持和数据报告。
基于NB-IoT技术的智慧楼宇管理系统设计
基于NB-IoT技术的智慧楼宇管理系统设计智慧楼宇管理系统是利用物联网技术对楼宇进行全面的管理和监控的系统。
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）技术是一种为物联网设备提供远程连接和通信的低功耗、低速率的无线通信技术。
它具有广域覆盖、大连接密度、低功耗和低延迟等特点，非常适合用于智慧楼宇管理系统。
一、系统架构设计智慧楼宇管理系统的架构设计主要包括传感器网络、通信网络、数据管理平台和应用平台。
1. 传感器网络传感器网络是系统的基础，用于实时监测楼宇的各种参数信息。
传感器可以包括温湿度传感器、烟雾传感器、光照传感器、CO2传感器等。
这些传感器通过NB-IoT技术连接到通信网络，并将采集到的数据上传到数据管理平台。
2. 通信网络通信网络是传感器网络和数据管理平台之间的桥梁，负责传输和转发传感器采集的数据。
NB-IoT技术提供了车载网络通信模式，可以实现楼宇内的全覆盖通信，并且支持大量的低功耗传感器设备接入。
同时，NB-IoT技术还支持设备到设备的直接通信，从而减少了网络的负担。
3. 数据管理平台数据管理平台负责接收传感器上传的数据，并对数据进行分析和处理。
数据管理平台可以包括数据存储、数据分析、数据可视化等功能。
通过数据管理平台，可以实时监测楼宇的各种参数信息，例如温度、湿度、烟雾浓度等。
同时，数据管理平台还可以结合机器学习算法，对大量的数据进行分析，提供预测和决策支持。
4. 应用平台应用平台是系统的上层应用，负责与用户进行交互，提供各种功能和服务。
应用平台可以包括楼宇能耗管理、安全监控、智能门禁等功能。
通过应用平台，用户可以通过手机APP或者网页进行远程操作和监控楼宇。
二、系统功能设计智慧楼宇管理系统的功能设计主要包括以下几个方面：1. 楼宇能耗管理通过智能电表和水表等设备，实时监测楼宇的能耗情况，并通过数据管理平台进行统计和分析。
系统可以提供能耗预测和优化调度功能，帮助用户降低能耗。
基于MSP430的无线门禁控制系统设计
片 转 换 成 ＋ ５Ｖ 后 供 给 Ｌ Ｄ１ ８ ４ Ｃ ２ ６ 。单 片 机 的 Ｐ １口作 为
控制 Ｌ Ｄ ２６ Ｃ １ ８ ４的控 制 口 ，２口作 为 数 据 口与 Ｌ Ｄ ２ ６ Ｐ Ｃ １ ８４
２ 系 统 硬 件 设 计
门禁 控 制 系 统 的 硬 件 设 计 包 括 中 央 控 制 中 心 设 计 和 门控模块设计 ， 面就各个部分进行详细介绍 。 下
２ １２ Ｌ Ｄ显 示 模 块 ． ． Ｃ
考 虑 到 设 备 低 功 耗 的 要 求 ， 选 的显 示 模 块 必 须 达 到 所 低 功 耗 的 目的 。本 系 统 采 用 了 Ｌ Ｄ１ ８ ４作 为 显 示 模 块 ， Ｃ ２６ 其 供 电 电 压 为 ４ ５ ５Ｖ 供 电 ， 作 电流 为 ３ｍＡ， 功 耗 、 ．～ 工 低
果 在 ６ Ｓ内无 任 何 操 作 ， 清 除 所 有 输 入 内容 。 如 果 某 个 则
门控 模 块 有 密 码 输 人 情 况 ， 控 模 块 内 部 的 Ｃ ３ Ｆ５ ３ 门 Ｃ４ ０ １ ５ 单 片 机 会 通 过 内 部 集 成 的 ＲＦ无 线 收 发 器 ， 有 人 输 入 密 将 码 开 门 的 信 号传 输 给 中 央控 制 中 心 ， 这样 中 央 控 制 中 心 就 能 知 道所 有楼 门 的 情 况 ， 央 控 制 中 心 通 过 一 个 Ｌ Ｄ 显 中 Ｃ
Ｗ ｉ ｅｓ ｏｒＣｅ ｔｅｌ ｒ ｅｌ ｓ Ｄｏ ｎ ｒ Ｓｙｓ ｅ Ｂａ ｅｄ ｏｎ Ｍ ＳＰ４ ０ ｔ ｍ ｓ ３
Ｌｉ ｉ ｇ ｅ ｇ，Ｈ ｕ ｅ ｕＪ ｎ ｐ ｎ ｉＷ ｉ
（ ｒｈ ａ ｔ ｒ ｉ ｅ ｓｔ ， ｈ ｎ ａ ｇ １ ０ ０ ，Ｃｈ ｎ ） Ｎｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ Ｓ ｅ ｙ ｎ １ ０ ４ ｙ ｉ ａ
基于物联网的智能家居门锁联动系统设计
基于物联网的智能家居门锁联动系统设计高绪国(上海祖程电子科技有限公司 上海 201619)摘要：随着科技水平的提高，智能化家居中的一种新型智能锁已经引起了广泛的关注。
随着社会的发展，在保证个人的财产安全的前提下，如何使门锁更加便捷和智能化，已经是一个十分重要的课题。
NB-IoT是一种新型的技术，能够在蜂窝网络中实现低功率器件的数据互联，在更长的等待和有效地接入需要更多的网络设备，并且可以在内部实现一个无缝的无线接入。
该文首先对窄带网络技术进行了简要的阐述，并对其优点和不足进行了比较；其次，针对智能门禁的需求，给出了相应的解决办法；然后详细介绍了系统的硬件设计和数据传输设计；最后，实现了各模块之间的数据收集。
在STM32软件的基础上，对智能门禁系统进行了分类，包括接收与解析、数据格式、GPRS远程数据传送。
通过对上述数据的采集和数据的处理，根据上述的设计需求，对数据的接收和传输性能进行了试验。
关键词：智能化 门锁 物联网技术 NB-IoT中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)15-0028-04Design of the Door Lock Linkage System of the Smart HomeBased on Internet of ThingsGAO Xuguo(Shanghai Zucheng Electronic Technology Co., Ltd., Shanghai, 201619 China)Abstract:With the improvement of the scientific and technological level, a new type of intelligent lock in the smart home has attracted extensive attention. With the development of society, on the premise of ensuring personal property safety, how to make door locks more convenient and intelligent has become a very important topic. NB-IoT is a new technology, and it can realize the data interconnection of low-power devices in cellular networks, can wait longer and effectively access to network equipment with more requirements, and can realize a seamless wireless access internally. Firstly, this paper briefly expounds narrow band network technology, compares its advantages and disadvantages, and gives corresponding solutions for the demand of intelligent access control. Then it introduces the hardware design and data transmission design of the system in detail. Finally, it realizes the data collection among modules. On the basis of STM32 software, intelligent access control systems are classified, including reception and analysis, data format and GPRS remote data transmission. Through the collection and processing of the above data, according to the above design requirements, the data receiving and transmission performance is tested.Key Words: Intelligence; Door lock; Internet of Things; NB-IoT智能锁是一种区别于传统的机械式锁，它采用了先进的信息技术，将无线、生物技术相融合，使其具有更高的用户识别、安全性能和管理便捷性。
无线传感器网络在智能城市中的应用案例解析
无线传感器网络在智能城市中的应用案例解析智能城市是指利用信息技术和物联网技术来提升城市管理和服务水平的城市。
在智能城市中，无线传感器网络扮演着重要的角色。
无线传感器网络是由大量的分布式传感器节点组成的网络，可以实时感知和采集环境中的各种数据，并将数据传输到中心节点进行处理和分析。
本文将通过几个案例来解析无线传感器网络在智能城市中的应用。
一、智能交通管理智能交通管理是智能城市中的一个重要领域，无线传感器网络在智能交通管理中发挥着关键作用。
传感器节点可以安装在交通信号灯、路面和车辆上，实时感知交通流量、车辆速度和道路状况等数据。
通过无线传感器网络，这些数据可以被传输到交通管理中心，从而实现实时的交通监控和调度。
例如，当某个路段的交通流量过大时，交通管理中心可以通过调整信号灯的时间来缓解交通拥堵。
二、环境监测无线传感器网络在智能城市中的另一个应用是环境监测。
传感器节点可以安装在城市的各个角落，实时感知环境中的温度、湿度、空气质量等数据。
这些数据可以帮助城市管理者及时了解城市的环境状况，并采取相应的措施来改善环境质量。
例如，在感知到某个区域的空气质量超过了安全标准时，城市管理者可以通过无线传感器网络发送警报信息，提醒市民采取措施保护自己的健康。
三、智慧能源管理智慧能源管理是智能城市建设中的一个重要方面，无线传感器网络在智慧能源管理中有着广泛的应用。
传感器节点可以安装在城市的电力设备和能源系统中，实时感知能源的使用情况和设备的工作状态。
通过无线传感器网络，这些数据可以被传输到能源管理中心，从而实现对能源的监控和调度。
例如，在感知到某个区域的能源供应不足时，能源管理中心可以通过无线传感器网络调度其他区域的能源供应，以保障市民的正常用电。
四、智慧安防系统智慧安防系统是智能城市中的一个重要组成部分，无线传感器网络在智慧安防系统中发挥着重要作用。
传感器节点可以安装在城市的监控摄像头、门禁系统和报警设备上，实时感知周围的安全情况。
基于物联网的家庭门禁系统的设计与实现
基于物联网的家庭门禁系统的设计与实现程慧君【摘要】随着物联网、无线传感、嵌入式单片机等技术的深入,生活开始变得智能化、专业化和整体化.文章研究设计了一种成本低且高效便捷的智能家庭门禁系统.该家庭门禁系统由上位机和下位机两部分组成.上位机主要是WEB网页端和APP 端,完成控制终端与中央服务器的通讯,下位机主要是中央服务器和ZigBee协调器.该系统还配备各种传感器和一键紧急按钮,可实时监控室内外环境和应对突发情况.经过测试分析,该智能家庭门禁系统可满足人们的生活需求,为新一代门禁系统的开发提供参考.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2019(021)004【总页数】3页(P27-29)【关键词】物联网;无线传感器网络;家庭门禁系统【作者】程慧君【作者单位】安徽财经大学,安徽蚌埠 233040【正文语种】中文【中图分类】TP271 背景及意义随着科技的发展，人们居住环境逐步变得智能化。
但家庭门禁系统尚未变得完全智能化，现在大多数家庭住户使用密码锁或磁卡钥匙锁，但密码容易被盗取，磁卡钥匙容易被复制，而最新的人脸识别锁设备较贵，普通家庭承担不起。
另外家庭中还存在火灾、水灾、煤气泄漏等隐患。
针对以上原因，本文设计智能化家庭门禁，通过无线网络和有限网络技术，实现识别、监控、报警等功能，使人们的居住环境更加安全和便捷。
笔者首先针对家庭门禁系统的现状，分析需求，设计智能门禁系统的总体方案，对每个板块的功能做出分析说明。
然后搭建系统的硬件，根据每个板块的功能，如识别、监控、报警等，选择合适的硬件，并编写主要驱动。
接着搭建系统的软件，研究安卓客户端App的设计与开发，方便用户使用。
最后对系统安全性进行分析，找出缺陷与不足，提出改进方法。
2 家庭门禁系统的总体设计方案本文主要从低成本、高稳定、以人为本的特点出发，使用物联网、嵌入式单片机等技术，提出基于物联网的智能家庭门禁系统的设计与实现方案，主要完成身份识别、环境监测与警报等功能[2]。
基于Esp8266的门禁系统
基于Esp8266的门禁系统摘要智能安全设备在技术和设计理念，以市场的最前沿，使人们的生活更加方便，更智能。
通过智能安全设备，远程用户可以更好地保护环境和信息意识，支持这样的安全设备将通过软件和数据交换，实现强。
越来越多的企业家，科技公司，传统厂商加入到安全和智能的开发设计的发展中来，但现在，根据发展，智能硬件设备，市场的早期阶段上的大多数产品都只是炒作空洞的概念，缺乏继续叠加在一个范围广泛的创新功能。
我们必须抓住缺乏在市场上现有的产品，将呈现给用户，当其情报能力，古朴典雅，和色调来确定功能为分界点，为客户用户需求，需求驱动，健康和安全设计有针对性的智能门禁系统。
本次毕设使用Ardruino UNO开发板、esp8266wifi模块和驱动模块来实现的。
开门方式有三种：一是由刷卡实现，将感应IC卡或钥匙卡放到RFID-RC522模块上，找到卡后，if 函数判断是不是验证过的卡，如果是，那么单片机告诉舵机开锁，舵机下拉，开门，当门打开时，门自动地通过开口5秒关闭控制。
二是门被打开通过输入正确的密码来启动，门被打开和关闭在5秒后，密码输入错误达到由显示模块警告三次。
三是用手机或电脑访问esp8266联网后的ip地址进行控制开门关门。
关键词：嵌入式门禁系统Arduino单片机1.引言1.1 背景和意义随着社会，科技和社会的经济，现在它已经深入信息技术的飞速发展，早在人们的生活中特别是需要住宅区的地区。
物联网技术掀起第三次浪潮是在计算机技术、互联网技术和世界信息产业技术之后的。
在现在，它完成了网络实现与现实中的基础设施的融合。
互联网的网络延伸、物联网的应用扩展、通信网的网络延伸、通信网的应用扩展都是以物联网技术作为基础的。
物联网具有很多功能，分别是整体的感知识别、互相连接传输、计算机技术处理问题，信息技术的完全集成以及信息技术的整体运用就是利用物联网技术的功能。
安全的网络视频监控应用是物联网时代的先驱，从某种意义上说，是因为具有实时感知、准确定位、安全、有效控制等基本要素的东西，它可能诞生的安全准备，将在安全性有显著的影响，东西安全的互联网，因此出现。
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2009年1月第1期浙 江 教 育 学 院 学 报JOURNA L OF ZHE J IANG EDUCATION INSTIT UTE January 2009N o.1收稿日期:2008-12-11作者简介:王治文(1950-),男,浙江杭州人,浙江教育学院信息学院教授;陈俊武(1985-),男,浙江建德人,杭州齐格科技有限公司工程师.基于无线传感器网络的分布式门禁系统王治文1,陈俊武2(1.浙江教育学院信息学院,浙江杭州310012;2.杭州齐格科技有限公司,浙江杭州310012) 摘 要:针对一般门禁系统需要布线,并且仅适合于集中式管理的局限性,提出分布式门禁管理系统的概念和设计方案.文中分析了zigbee 技术在门禁系统中应用的可行性,介绍了系统整体结构,论述了节点设计方案.节点采用CC2420作为无线通信模块,AT MEG A128L 作为MC U ,配合实现了zigbee 节点功能.系统的基本功能通过了实验验证.关键词:无线传感器网络;Z igbee ;门禁;分布式;智能建筑 中图分类号:TP393107 文献标识码:A 文章编号:1671-6574(2009)01-0082-061 分布式门禁管理系统的需求分析现代门禁管理系统(以下简称门禁系统)是建筑智能化技术的重要组成部分.这种系统以授权的智能卡替代传统的金属钥匙,以读卡器和电控锁替代传统的纯机械门锁,并通过单元控制电路加以控制,通过网络化通信方法实行后台的授权和监控管理.门禁系统的一般结构如图1所示,图中虚线框内部分代表了系统的通信网络部分,通常通过485总线、现场控制总线(C AN )等有线网络实现.图1 门禁系统的一般结构 门禁系统的优越性很明显,它使得权限的控制非常灵活,智能卡的授权可以实现多个门禁的一卡通,也可以限制卡的权限时段,或在人员变动或卡丢失的情况下调整或取消卡的权限,不必更换门锁.但以往的设计思路和技术路线,是集中式的管理系统和机制,即整个楼宇或建筑群统一布线,门禁管理中心(总台)实行集中的授权管理.这种机制在业主或经营者掌握全部使用权,集中式运营的情况下行之有效,也已经得到成功的应用,例如宾馆的客房门禁管理.但许多情况下,使用权和管理权实际是需要分割的.例如,写字楼同一楼层可能出租给不同的公司.大学同一实验楼的实验室由不同的系或学院管理,并且管理的模式可能不一样,有些实验室还实行了开放式管理,学生课外进入实验室的权限需要个别化.集中式的管理系统很难满足这些灵活的、个别化的管理需求,事实上这也是门禁管理系统在宾馆以外的智能建筑中推广应用的主要障碍之一.分布式的、可由集团用户(公司或部门)完全控制的门禁管理系统存在现实需求.文中所指“分布式”是相对于“集中式”而言的.通俗的解释,一个楼宇中可以存在多个分布式门禁系统,而只能存在一个集中式门禁系统.分布式门禁系统设计与施工中碰到的一个关键问题是布线问题,布线很麻烦,并且会破坏建筑结构或美观,通常也难以取得业主方的认可.况且,办公楼租户变动频繁,学校部门用房也会调整.所以基于经济实用的无线通信方案的分布式门禁系统存在很大的潜在应用空间.本文意在提出一种基于无线传感器网络技术的分布式门禁系统.2 Z igbee 无线传感器网络211 无线传感器网络和Z igbee无线传感器网络WS N (Wireless Sens or Netw orks )是指由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统.WS N 的底层(物理层PHY 和媒体访问控制层MAC )协议遵循IEEE 802.15.4,其主要目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者,当然也可对节点实施一定的控制.无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式信息处理技术等高新技术,成为近几年国际上研究的热点领域[1].无线传感器网络结构如图2所示,它通常包括传感节点和网关节点.大量的节点(传感节点)部署在监测区域内部,通过自组织方式构成网络.传感节点监测的数据沿着其他传感节点逐跳地进行传输,经过多跳后路由到网关节点,最后可通过互联网(IP/T CP )或其他移动网络(G PRS 、C DMA )到达监控中心.用户通过监控中心对传感器网络进行配置和管理,发布检测任图2 无线传感器网络WSN38 第1期王治文,陈俊武:基于无线传感器网络的分布式门禁系统 务以及收集监测数据[2].Z igbee 是在802.15.4底层协议基础上,针对应用和具体器件设计等发展起来的技术.Z ig 2bee 可以看作是WS N 的一种具体实现,也是一个涉及更多层的网络协议集[3].Z igbee 由于受到包括许多大公司的所谓zigbee 联盟的支持,技术和器件方面已经比较成熟,具备实现可靠的低成本应用的条件.目前市场上的CC2420、CC2430、MC13192等集成电路都在器件级上实现了zigbee 协议栈,并且具备较好的性价比.212 Z igbee 在分布式门禁系统中应用的可行性分析结合分布式门禁系统的技术要求,下文将讨论Z igbee 的几个重要技术特点.相比于蓝牙(基于IEEE802.15.1)[4]、无线局域网(基于IEEE802.11x )和G PRS 、C DMA 等无线广域技术,Z ig 2bee 技术的主要特点包括:21211 IS M 频率Z igbee 使用所谓IS M 频段,即工业(Industry )、科学(Science )、医用(Medicine )频段,一般不需要无线电管理机构的特别审批和分配.具体的IS M 频段分配各国有所不同,但2.4G H z 为各国共同的IS M 频段,无线局域网和蓝牙也都有使用这一频段.这一无线频段使用机制显然也很适合分布式的门禁系统.21212 DSSS 直接序列展频Z igbee 技术在信道编码方面采用了直接序列展频DSSS (Direct sequence spread spectrum )机制,能够提供门禁系统所需的必要的安全性和抗干扰性,也为多个不同分布系统在地理上的交叉配置提供了技术前提.21213 低数据率无线传感器网络通常只需定期传输传感器数据或控制数据,数据量小,采集数据频率低.这一点与门禁系统的要求非常符合,门禁系统中通信网络的主要作用是门禁单元有关权限的下达、修改以及操作日志信息的采集等,数据量有限,数据率要求不高.21214 近距离两个传感器节点之间的距离通常在几十米到几百米之间.对分布式门禁系统来说这一数据基本够用,但考虑到墙体阻隔、跨楼层甚至跨楼宇的情况,必要时需要考虑增加中继节点甚至结合有线网络.21215 低功耗无线传感器网络节点体积小,通常考虑室外使用和电池供电,因此节点通常要求极低的功耗.门禁系统建筑内使用居多,节点可以靠近控制单元,除电池供电外也可通过交流供电.这一点对门禁系统应用没有限制,但除节能外也没有特别的优越性.21216 节点容量大无线传感器网络能够容纳上千甚至上万的节点,zigbee 理论上能够达到216(65,536)个,远超出任何门禁系统的要求.21217 动态组网无线传感器网络设计目标上考虑了复杂的地理环境,环境干扰和能量的耗尽等均容易造成节点故障,因此尽可能的考虑具有自组织、自愈特性,即动态组网功能.对于分布式门禁系统而言,则提供了可靠性、灵活组网和可扩充性等方面的良好支持.21218 低成本这是无线传感器网络得以快速发展的基础,是相对于无线局域网、蓝牙、G PRS 、C DMA 等无线通信技术的一个主要优势,进一步降低成本也是无线传感器网络技术今后推广应用的关键48 浙江教育学院学报2009年 和继续发展的趋势.这一特点和趋势显然也为其在门禁系统中的应用提供了越来越好的保障.从以上分析中可以看出,zigbee 技术在门禁系统中的应用是可行的,而对于分布式的无线门禁系统系统而言,则提供了目前可用技术中最切实可行的技术路线.3 基于zigbee 的分布式无线门禁系统311 系统整体结构根据门禁系统结构图(如图1所示),容易看出,分布式无线门禁系统实现的关键是设计无线网络来实现虚线框内的通信网络功能.结合zigbee 技术,可以得到系统整体结构如图3所示.图3 Z igbee 的分布式门禁系统结构系统的其他部分采用比较经典的门禁系统方案[5],包括管理中心、发卡器、智能卡、读卡器、门禁控制单元、电控门(锁)等组成.电路、软件模块划分和系统物理结构设计尽可能与此逻辑结构相吻合.为增加模块重用性,门禁读卡器和控制器组装成一个单元,发卡单元与读卡单元的核心电路板也设计成完全一样,只是通信机制和软件不同.应用中读卡器多启用一个端口实现对电控门的控制.智能卡采用了目前使用日益广泛的Mifare1射频卡,工作频率为13.56MH z ,通信速率106kbps [6].注意,这里射频卡与读卡器之间也是无线通信,通过简单的电磁感应实现,不要将其和作为系统节点之间通信网络的zigbee 网络相混淆.Mifare1射频卡遵循IS O/IEC 14443T y 2peA 通信协议,作用距离仅为100mm.门禁控制单元选用TI 公司的MSP430F149作为主控MC U ,核心板上集成了读(写)卡电路,电子锁控制电路,上位机接口电路等.读写卡电路选用NXP 公司的MF RC522芯片作为核心,满足了IS O/IEC 14443协议.系统的PC 机集控软件采用了工控组态软件作为框架,便于实现实时监控[7].系统后台数据库选用了S Q L Server.312 Z igbee 无线网络如上所述,作为分布式无线门禁系统,与以往系统的关键区别在于节点(门禁控制单元和监控中心等)间的通信网络.门禁控制器(包括读卡器)的对应节点相当于普通的传感器节点,PC 管理中心对应的节点则相当于网关节点.随着系统规模、分布地域和复杂程度的增加,也可能需要添加专门的路由节点(或中继节点).应该说,zigbee 作为无线传感器网络,在分布式门禁系统中的应用算不上经典.虽然也有门禁控制单元的动作和状态信息上传,但最主要的功能58 第1期王治文,陈俊武:基于无线传感器网络的分布式门禁系统 目标是通过PC 管理中心实现对门禁控制单元的(授权)控制.为了体现更好的模块化,我们在实验方案中尽可能将无线单元加以独立.为此,设计了单独的无线传感器节点,节点内部配置单独的MC U ,而没有与门禁控制单元中的MC U 合用.这样做资源上虽有所浪费,但结构化和灵活性得以大大提高.例如,门禁控制单元也可以直接用于有线模式或混合模式.4 Z igbee 网络节点设计实际的zigbee 网络系统模块设计中,zigbee 节点设计是关键,包括关键器件选择,接口设计等.411 CC2420无线通信模块Z igbee 网络节点设计中,我们选择了Chipcon 公司的CC2420作为核心芯片构建无线通信模块.CC2420工作于IS M 的2.4G H z 频段,集成了zigbee 底层协议栈,即兼容了IEEE802.15.4协议.CC2420无线收发方面采用Chipcon 公司的SmartRF03技术,使用C MOS 工艺生产,工作电压低、能耗低、体积小,输出强度较大,收发频率可编程.CC2420虽有48个引脚,但外围电路较简单,只需晶体振荡器(16MH z )及负载电容、输入/输出匹配元件和电源去耦电容等少量外部元件即可正常工作,最大收发速率为250kbps.图4 CC2420与MCU的接口图5 Z igbee 节点的硬件与PCB 实体CC2420有33个16位配置寄存器、15个命令选通寄存器、1个128字节的发送FIFO 缓存区、1个128字节的接收FIFO 缓存区、1个112字节的安全信息存储器.CC2420与MC U (处理器)的连接也比较简便,如图4所示.图中上面一组(31～34引脚)构成四线制SPI ,实现与MC U 的数据交换和命令下达.其中CSn 为片选端,SC LK 为同步时钟端,SI 和S O 分别实现输入和输出.下面一组(27～30引脚)供状态控制.节点模块中CC2420采用单独的PC B ,与MC U 所在的PC B 叠合.天线可采用单极天线或PC B 天68 浙江教育学院学报2009年 线.本实验中为简便采用了F 型的PC B 天线(如图5所示),实用中考虑到安装条件及墙体的阻隔衰减,也可考虑穿越墙体的天线方式.412 AT MEG A128L 微控制器节点模块中MC U 选用Atmel 公司的AT MEG A128L.AT MEG A128L 为8位微处理器,具有128k 字节的系统内可编程Flash ,采用先进的RISC 结构.AT MEG A128L 有64个引脚,高性能、低功耗的.节点与上位机的通信均使用了串口.门禁单元节点和网关节点的主要硬件结构类似.门禁单元节点通过UART 与上位机通信.网关节点的上位机是PC (RS232),所以增加了MAX3232作为电平转换.设计和实验的节点硬件实体如图5所示.5 结 语设计的系统原型经过了测试,实现了预定的门禁系统基本功能,包括发卡,PC 监控中心对门禁控制单元下达有关卡的权限信息,授权卡开门动作,现场监控、日志记录等.其中,PC 机对权限信息的传达、现场监控和日志记录信息上传都是通过zigbee 网络实现的.实验测试中无线通信工作稳定.规模化的系统,尤其是多个分布系统在交叉覆盖区域的同时运行尚有待于进一步研究和实验,节点的成本还期待进一步降低.参考文献:[1]凌志浩,周怡廷页,郑丽国.Z ig Bee 无线通信技术及其应用研究[J ].华东理工大学学报:自然科学版,2006,32(7):801-805.[2]Abusaimeh H.Balancing the P ower C onsum ption S peed in Flat and Hierarchical WS N[J ].International Journal of Au 2tomation and C om puting ,2008(10):366.[3]Carcelle X ,Heile B ,Chatellier C ,et al.Next WS N Applications Using Z ig Bee[C]//International Federation for In forma 2tion Processing ,2007:243.[4]金纯.Z igbee 与蓝牙的分析与比较[J ].标准与技术追踪,2004(6):17-20.[5]张令通.基于门禁系统的开放型实验室的管理模式[J ].大理学院学报,2005(1):39.[6]杨永辉.智能卡技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.[7]蔚俊兰,丁振荣.组态软件与单片机的通信方法[J ].工业控制计算机,2004,17(10):58-59.The Distributed Access Control System B ased on WSNWANG Zhiwen 1,CHEN Junwu 2(1.School of In formation ,Zhejiang Education Institute ,Hangzhou 310012,China ;2.Hangzhou Qige Science and T echnology Limited C om pany ,Hangzhou 310012,China ) Abstract :A concept of distributed Access C ontrol System (ACS )is proposed to break the limitation of the typical ACS which needs wiring and can be only applied to the centralized management mechanism.The system schema em ploys the zigbee WS N as its communications netw ork to realize the distributed wire 2less ACS that is wiring free and m ore allocation flexible.The features of zigbee and its applying feasibility in the ACS situation are discussed ,and briefed als o are the system structure and its main m odules.The zigbee netw ork and its node design are described and introduced as well.The zigbee node adopts CC2420as RF chip and AT MEG A128L as MC U and the prototype system and its basic functions are tested.K ey w ords :WS N ;zigbee ;access control ;distributed ;intelligent building 78 第1期王治文,陈俊武:基于无线传感器网络的分布式门禁系统 。