基于嵌入式系统的图书馆门禁系统的设计

基于嵌入式系统的图书馆门禁系统的设计

[摘要]文章在长期实践的基础上，设计并实现基于嵌入式系统的图书馆门禁系统的基本任务和方法。

[关健词]嵌入式系统；ARM系统；图书馆门禁；

1基于嵌入式系统的图书馆门禁系统的意义

1．1嵌入式系统的简介

嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。

1．1．1嵌入式系统与传统PC相比具有以下特点：

1．1．1．1嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高，把PC中需要用板卡完成的任务集成到CPU芯片内部，因此有利与嵌入式产品更小型化，移动能力更强。

1．1．1．2嵌入式系统的可根据实际应用场合进行裁剪。去除冗余，能在相同硅片面积上实现更多的功能。

1．1．1．3，嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。

1．1．2嵌入式系统与传统单片机系统的区别如下：

1．1．2．1传统单片机系统的实现通常需要首先根据功能需要绘制原理图并生成PCB图，进行制版，然后调试，开发周期长，如需增加功能需重新制图并重新制版调试。升级换代困难。采用嵌入式系统的好处是，底层硬件平台成熟，仅需在成熟的操作系统LINUX，WINCE等平台上编制软件，开发人员的开发重心可集中在业务实现上。如产品需升级换代只需改进软件即可。升级换代快捷。

1．1．2．1一般都集成很多使用的接口，如键盘、鼠标、串口、显示接口、网络口、SD卡接口、音频口等，而如果采用单片机扩充这些接口将十分困难。特别是在实现多媒体类型的产品时，嵌入式系统更能体现它接口丰富的强大优越性。

1．1．3现有图书馆门禁系统解决方案的好处及弊端

嵌入式系统相对于传统PC和单片机系统的优越性，决定了它在现在和将来的应用集成产品中将发挥重要的作用。本文将要阐述的是如何采用嵌入式系统设计一套图书馆门禁管理系统。

嵌入式图书馆门禁管理系统是采用最新的网络通讯技术，光电技术、嵌入式技术来实现一套可安装在图书馆人口的电子身份认证系统，它由系统自动判断进人人员身份是否合格，合格者开闸敲入，非法者语音报警，拒绝开门。从国际上看。很多西方发达国家对门禁的现代化走的比较早，并形成了一种习惯，而国内数十万所图书馆中仅有绝对少数的图书馆实现了这一个过程，随着国内图书馆管理水平日益与国际接轨，引进先进门禁管理对提高图书馆管理有着迫切的需求，因此本文的研究具有一定的实用意义。

1．1．3．1采用嵌入式门禁系统的好处

随着知识经济的重要性被广泛认可。图书馆这个知识的专业获得场所，有着其他形式无可比拟的优势：图书分类清楚易于查找，藏量多；书籍之间具有一定的横向和纵向联系性，易于进行分析；图书馆管理先进，环境及氛围好；正因为这些优势，全国各地各城市建立了大量的图书馆。

图书馆有实施现代化门禁管理的必要性：图书馆的管理在经历了长期的发展后，近年来在书籍的电子化编目、电子化流通管理等方面已经有长足的进步，基本实现了书籍流通的现代化。市场上众多成熟的图书管理软件方便了图书馆进行书籍和读者的管理，改善了管理的效率，使得图书馆管理起来更得心应手。因此，最近几年来，图书馆管理的研究方向开始逐渐放到图书馆的门禁安全上来，图书馆作为一个人口较多并注重阅读氛围的公共场合，对进出人员的严格门禁管理，可起到以下作用：防止非法人员进入馆内进行破坏，保护图书馆内读者的安全；通过多个通道，对进馆人员进行有效的有秩序的分流，而且无须派专人看护，更现代化，更人性化；可对进馆人员进行电子化统计分析，方便制定更精确的管理方法，有助于提升图书馆管理水平，打破了传统的人工方式，使图书馆管理与国际接轨，迈上了信息化、自动化和智能化的新台阶。综上所述，图书馆确实有实施现代化门禁管理的必要性。

2嵌入式系统的图书馆门禁系统的准备条件

本文将要阐述的嵌入式门禁系统采用SAMSUNG2410芯片集成而来，操作系统采用WINCE。

2．1如果需要设计该系统需准备以下设备和工具。

2．1．1采用SAMSUNG2410集成的板卡。要求有音频口、320X240LCD 显示口、网络口、SDCARD口、串口、16位10口等资源。

2．1．2读卡机(提供串行接口)

2．1．3一套闸机，设置6组光电通道及电动旋转门。

2．2还需准备以下软件：

2．2．1 WINDOWS 2000或XP平台用于设备监控软件开发的操作系统。

2．2．2 WINDOWS NET用于监控软件及下位机设备软件的开发。

3嵌入式系统的图书馆门禁系统的原理关及键技术实现

3．1系统连接示意图：

3．2监控计算机：负责持卡人数据库的管理及通行数据的采集、查询及统计

3．2．1计算机采用WINDOWS2000SERVER操作系统配置SOLSERVER 2000桌面版本或WINDOWS xP操作系统配置SOL SERV-ER 2000个人版。数据库中定义以下表：

3．2．1．１持卡人信息表：存放持卡人信息。以卡号作关键字

3．2．1．2通道信息表：存放所有通道信息，包括IP地址，描述等

3．2．1．3通行记录表：存放已经上传的通行记录，包括卡号。通道号，通行时间等

3．2．1．4闸机参数表：存放闸机信息。包括待机信息，刷卡后超过设定时间没有通过自动关门，进门延时报警参数。

3．2．2计算机软件采用visual C#，NET编制而成，具体模块划分如下：

监控软件分为两个线程一个为主线程响应用户交互式操作，完成持卡人信息表、闸机参数信息、通道信息表的管理。并实现通行记录的检索和统计，这些功能属普通WINDOWS数据库编程，具体实现再此略去。除主线程之外，监控计算机还需要定义一个后台线程，进行通行记录的采集存档。后台线程定义如下：1)构造函数：public kj_seanthread(kjnet，Forml parent)执行线程初始化并启动线程。

2)侦听函数：public void StartIAsten ()执行TCP服务端口的初始化并起用侦听。

3)线程过程：public void Proc()检查连接服务端口的客户端IP，并判断客户端IP是否与通道信息表中各闸机定义的IP一致。如果一致，则表示该闸机已经启动，可以接受闸机数据，并将闸机连接状态显示到屏幕上。如果闸机已经连接并已经有数据发送到服务端口，则按约定协议解析闸机数据并存放到数据库中。

3．3嵌入式系统：负责卡片信息的验证、通行控制、通行数据的上传。

3．3．1模块划分如下：

3．3．2嵌入式接口定义