校园智能门禁电子门锁系统解决方案

文世敏 李 勃 李佐平 杨再友 杨卫东（云南机电职业技术学院 ，云南 昆明 650203）【摘 要 】本 文 设 计 了 网 络 化 高 等 学 校 校 园 智 能 电 子 门 锁 系 统 ，该 系 统 与 学 校 的 教 务 管 理 系 统 、校 园 一 卡 通 系 统 关 联 ，对 学 校 教 室 及 实 验 室 等 使 用 频 繁 的 场 所 进 行 门 禁 管 理 。

【关 键 词 】网 络 化 ；校 园 ；电 子 门 锁 ；方 案问 题 的 提 出卡 读 卡 器 ，读 取 卡 号 ，门 锁 控 制 器 MCU 对 读 取 到 的卡号与存储开锁授 权中的卡号进 行 对 比 ，并从时钟模块读入时间 ，如果是授权卡并满足 授 权 时 间 要 求 ，则 开 锁 ，对比不满足要求则 发 出 报 警 提 示 ，定 时 将 开 锁 记录上传到管理机 。

1 随着我国高等教育的不断发展 ， 高 等院校招生规模不断加大 ，在校生规模增长 速 度 快 ，各院校教学资源紧缺 ，教室及实验室使用频率高 。

多媒体教学的发展 ，投 影 机 、计 算 机 、展台等设备成为了高校教室中必不可少的设备 ，其 体 积 小 ，容 易 被 盗 或 被 人 为 损 坏 ，一 旦 有 损 坏 或 被盗将给学校带来较大的损失 ，同 时 又 影 响教学的顺利进行 。

现 在 高 校教室及实验室往往只能采用人工化管理 ，一种由专门的教室管理人 员 进 行 管 理 ，一个职工只能管理几个教室 ，人工成本非常高 ，另 一 种 上 课前由任课老师到指定的地点领取钥匙 ，下课后关好门窗又交回指定 的 地 方 ，浪 费 老师宝贵的时间 ，一旦中间有耽搁就会影响下一位任课 教师进教室教学 ，学生提前到教室任课教 师未到的情况下将造成楼道 堵 塞 ，存在很大安全隐患 。

钥匙丢失或者 管理人员的更换都得更换门 锁 。

管理人员需要携带大量的钥匙 。

因 此 ，构建一套网络化的智能电子门锁来对教室及实验室进行管理是非常有必要的 。

本方案是解决用于高校实验室及教室管理的新型智能电子门锁系 统 ，为学校提供一个管理方便 、安 全 、可 靠的智能电子门锁系统 。

本系 统 通 过 教室管理功能模块从教务管理系统获得一周的教室或实验室使用信息并生成动态时间授权管理队列 ，通过无线传输模块将该授权队列发送到相关场所进行授权 ，获 得 授 权的老师或学生可以使用自己 的 IC 卡在规定时间内自行开门 ，实现校园智能电子门锁管理 。

系 统 方 案 设 计系 统 硬 件 设 计 如 图 1 所 示 ，包 含 以 下 设 备 ： 44.1 4.1.1 管 理 机 PC ：功能是向门锁控制器发送信息 ，并 接 收 控 制 器 MCU 发送回来的数据。

4.1.2 CAN —RS230 通迅协议转换器 ： 为了降低布线成本 ， 上 位 网 络 使 用 CAN 总 路 通 信 技 术 ，可 使 用 电 话 线 传 输 ，CAN —RS230 通 迅 协 议 转换器的功能是完成电脑 RS232 接 口 与 CAN 通信网络的协议转换 。

系 统 需 求 分 析2 因教室的使用安排一般是按周重复 ，校园教室及实验室的使用频繁 ，本 着 方 便 管 理 、减小重复工作量 、门锁安全的原则综合考虑 ，系 统需要一次向全部或者部分教室发送一周或 一天的授权队列 ，也 可 以 单独向每一个或 几个门锁发送开锁授权队列 ；门 锁 内 设 时 钟 ，可 控 制 开门有效时间并可以由管理软件对时钟进行 设 置 ； 可采用非接触式 IC 卡 ，支 持 “一 卡 通 ”；在 紧 急 情 况 下 ，可 通 过 计算机控制门锁处于开启状 态或者关闭状态门锁可自动切换供电方式 ， 无论工作在那种模式下 ， 耗 电 都 极 低 ，系 统 稳 定 。

在 市 电 停 电 时 ，锁 自动切换由内部电池供电 ， 门锁的开启功能不会有任何影响 ；计 算 机 可通过巡检功能检查门锁的 开 关 状 态 ，计 算机可以方便提取门锁的开门记录 ，对有效卡的开门时 间 进 行 查 询 ；在网络发生短路 、断 路 等 情 况 下 （包 括 电 源 线 ），门 锁 的 开 启功能不会受 到 影 响 ，保证教学正常进行 ；电脑可以向指定的门锁发 送 以 下 指 令 :1）设 置 和 取 消 某类卡的开门权限 ： 通知某个门锁在某个 时间段内允许或不允许某类卡片开门 。

2）中 心 控 制 开 门 ：电 脑 直 接 发 送 开 门 的 指 令 ，使门锁保持允许开门的状态 ；如果此时用卡读卡后 ，门锁 将 在 开 门后自动关闭或电脑发出锁门指令后恢复到禁止开门的状 态 。

3）电脑可以控制所有或部分 （整 楼 、整 层 、某 房 间 ）门锁处于封闭或 开 启 状 态 。

4）设置和读取门锁内部时钟 ：电脑可发送指令 ，校 对 门 锁 内 部 的 时 钟 。

5）读 取 门 锁 状 态 ：电脑可以随时读取门锁的状态 。

6）读 取 开 门 记 录 ：读取存储在门锁内的开门记录 ，包 括 卡 号 、时 间 。

在 不 修 改 卡 内数据的情况下实现 “一 卡 开 多 门 ，多 卡 开 一 门 ”。

图 1 系 统 硬 件 设 计4.1.3 门 锁 控 制 器 ： 用于接收管理机 的数据信息并存储在内存中 ，当 有 IC 卡读卡器传来开锁信息时 ，接收传来的卡号 ，并从时钟中读取时 间 ，在 存 储 的 时间信息表中找到对应时间片 ，如果读卡器传来的卡号 与对应时间片 中授权的某一个卡号一至 ，则发出开锁指令 ，并 定 时 通 过上位网络向管理机 PC 发送读卡器发送来的信息 。

4.1.4 IC 卡 读 写 器 ：与 管 理 机 PC 相 连 ，用于卡片的挂失 、补 办 等 。

4.1.5 IC 卡 读 卡 器 ：与门锁控制器相连 ，用于读取开门卡的信息 。

4.1.6 电 控 锁 ：带电控功能的电控阳锁或电控阴锁 。

4.2 系 统 软 件 设 计管理软件的主要功能是将由教务管理系统课表编排子系统中提 取到的每周各 教室的上课安排与作息时间表 、任 课 教 师 卡 号 、上 课 学 生班级班长卡号对应生成包含由教学楼 、教 室 门 牌 号 、起 始 时 间 、结 束 时 间 、有 效 卡 号 1、有 效 卡 号 2 组 成 的 数 据 表 ， 从 中 产 生 MCU 的 动 态 时 间 授 权 管理队列并启动无线网络将这些授权管理队列发送到门锁 系 统 上 ，并对各门锁开关门的时间信息及 开门所用卡号进行保存及查 询 。

本系统管理软件包括以下功能 ： 4.2.1 系统管理功能包括操作日志 、管 理 员 设 置 、管 理 权 限 设 置 、密 码修 改 、保 洁 时 间 设 置 、保 洁 卡 设 置 、门 锁 时 间 设 置 。

4.2.2 数据管理功能包括提取作息时间表 、提取课程安排表 、提 取 任 课 教 师 信 息 、提取上课班级班长信息 、导 入 教 职 工 信 息 、导 入 学 生 班 长 信 息 。

4.2.3 通信管理功能包括门锁数据通信 、基 本 信 息 查 询 、开 锁 记 录 查系统工作流程分析 3 校园智能电子门锁系统工作流程 ：由 智能电子门锁管理系统从教务管理系统中提取出相 关 信 息 ， 从管理机上接连的 IC 卡 读 卡 器 读 入 与教师及学生班级班长信息对应的卡号 ，生成每一个门锁的动态时间 授 权 管 理 队 列 ， 通过上位网络将授权管 理队列传输到门锁控制器 ，门 锁控制器根据教室使用时间安排将一周分 成若干个时间段 ，每 一 个 时 间 段 中 存 储有此时段能开锁的 IC 卡 卡 号 ， 当 有 IC 卡 靠 近 时 起 动 IC 询 、教室授权情况查询 。

（下 转 第 2 页 ） ※项 目 基 金 ：此文为云南省教育厅科学研究基金项目研究成果 ，项 目 编 号 09SJK04。

作 者 简 介 ：文 世 敏 （1978—），云 南 机 电 职 业 技 术 学 院 ，讲 师 ，主 要 研 究 方 向 为 计 算 机 技 术 。

42013 年 第 13 期 SCI E NCE & TECHNOL O GY I N FORM A TI O N ○本刊重稿○ 科技信息工业化离不开项目 工 业 化 发 展 ，离不开项目带动 ，项目是工业的支撑 。

一 个 大 项 目 能 造就一个大产业 ，带动一方经济快速发展 。

推进新型工业化 ，必 须 抓 好 一批重点工业项目 ，培育发展一批市场前景好 、投 资 额 度 大 、税 收 贡 献 高 、辐射能力强的大型工业项目 ，使 之 成 为 区域经济崛起的脊梁 ，带 动 相关产业的发展 ，发 挥 联 动 效 应 。

成功的项目可以推动工业在空间上的 结 构 调 整 ，摆脱布局分散的 发 展 桎 梏 ，同 时还可以推动工业的产业结构调整和优化 ，增 强 工 业 发展 动 力 ，促进工业化水平的全面提高 。

据自己的资源和技术禀赋条件发展自己有 比较优势的行业 ，生 产 自 己有比较优势的产品 ，这样才能更好地促进 本地区经济的发展 。

要 发 挥 比 较 优 势 ， 做大做强传统产业 ， 加大技术改造力度 ， 促进产品优化升 级 ，应重点围绕特色项目 、优 势 项 目 展 开 。

大力发展循环经济 ，注 重 资 源 节 约 利 用 ，提高产品附加值 ，走出一条具有县域特色的新型工业化 发 展 路 子 。

3.1.1 3.3 工业园区是项目的平台工业园区是在政府作用下外生的产物 。

工业园区是区域经济尤其 是城市经济发展到一定阶段必然出现的集约型发展模式 。

工 业 园 区 为项目搭建了一 个 平 台 ，在新型工业化的时代背景下 ，园区已经成为了承 接 区 际 、国 际 产 业 转 移 ，调整和升级区域 产 业 结 构 ，集约发展工业的最 佳 载 体 。

工业园区要以新型工业化为引领 、园 区 化 为 载 体 、科 技 进 步为 动 力 ，推进县域工业向特色化 、专 业 化 、规 模 化 发 展 。

科 学 规 划 ，合 理 布 局 ，集中物力财力加快工业园区建设 。

建 立 市 场化 运 作 体 制 ，运用多种经营方式 ，加 大 资 金 投 入 ，完 善 园 区 道 路 、供 水 、供 电 、供 热 、电 信 、绿 化 、环保等公共服务设施 ，建 设 环 境 优 美 、和 谐 文明 的 工 业 园 区 ，增强对项目的吸引力和承载力 。

根 据 区 位 特 点 、资 源 禀赋 和 产 业 现 状 ，对县域工业园区的主体产业 、土 地 利 用 、环 保 设 施 等 进行 充 分 论 证 ，科学编制发展规划 。