門禁,，又稱出入管理控制系統(tǒng),，是一種管理人員進出的數(shù)字化管理系統(tǒng)。目前,，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展和人們對應(yīng)用需求的不斷提高,，門禁監(jiān)控系統(tǒng)得到了越來越多的應(yīng)用，但傳統(tǒng)的門禁監(jiān)控系統(tǒng)一般采用門禁控制和視頻圖片攝錄相分離的實現(xiàn)辦法,，這給現(xiàn)場布線帶來了很多的不便,，同時其成本也會大大提高。

　　在該方案中提到的基于ARM9與Linux的嵌入式門禁監(jiān)控系統(tǒng)集門禁控制和圖片攝錄功能于一體,，并詳細(xì)描述了其系統(tǒng)的軟件設(shè)計,。

　　本門禁系統(tǒng)使用B／S軟件架構(gòu)，采用嵌入式服務(wù)器boaserver,，結(jié)合CGI技術(shù),，嵌入式數(shù)據(jù)庫以及嵌入式圖形庫來實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的需求。

　　1 系統(tǒng)工作原理及組成

　　1.1 系統(tǒng)工作原理

　　本門禁監(jiān)控系統(tǒng)采用B／S架構(gòu)（Browser／Server,，瀏覽器／服務(wù)器模式）,，基于B／S架構(gòu)工作的門禁監(jiān)控系統(tǒng)首先是一個具有以太網(wǎng)接口的門禁控制器；其次,，這個門禁控制器內(nèi)置了以太網(wǎng)TCP／IP協(xié)議和WEB服務(wù)程序,；用戶在系統(tǒng)連接時可以把門禁控制器看作是一臺帶有寬帶網(wǎng)絡(luò)接口的計算機,，將其直接接入到網(wǎng)絡(luò)交換機上,。用戶進行門禁管理時不需要安裝任何附加的軟件，直接通過瀏覽器就可以實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的管理,，操作方便簡潔,。

　　1.2 系統(tǒng)組成

　　如圖1所示，系統(tǒng)服務(wù)器端由基于ARM9的門禁控制器,、讀卡器,、電鎖、前端攝像頭等組成，當(dāng)有人員進出大門刷卡時,，讀卡器就能感應(yīng)到有卡并將卡中的信息發(fā)送到門禁控制器,，門禁控制器進行卡合法性檢查，通過讀取用戶數(shù)據(jù)庫,，查看此卡號是否有對應(yīng)的持卡人信息,，如果存在的話，則檢查此卡對應(yīng)的權(quán)限信息,，一切匹配成功后,，決定是否進行開門動作。從而保證了系統(tǒng)的安全性,。此時門禁控制器進行的操作還有圖像攝錄操作,，即在開門動作的同時通過前端的攝像頭攝錄圖片，傳送到相應(yīng)的存儲設(shè)備,，供用戶訪問,。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

　　客戶端可以通過瀏覽器遠(yuǎn)程對門禁控制器即服務(wù)器端進行訪問及相應(yīng)的權(quán)限操作，可實現(xiàn)用戶信息錄入及授權(quán)管理,，硬件設(shè)置,，出入圖像監(jiān)控，房門開啟,，數(shù)據(jù)瀏覽等功能,。圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。

　　2 門禁控制器硬件設(shè)計

　　本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT91RM9200（以下簡稱9200）作為MCU,，該處理器基于ARM920T內(nèi)核,，工作主頻為180MHz，性能可達(dá)到200 MI／S,，系統(tǒng)采用開源的LINUX OS,。內(nèi)核版本為2.6.25，系統(tǒng)采用1片Nor-Flash,，容量為64 MB,，2片SDRAM，容量分別為32 MB,。如圖2所示,，本門禁控制器以ARM9200為核心，同時連接的還有LCD控制器,，可連接顯示屏,，方便用戶調(diào)試。另外,，本門禁系統(tǒng)最多可連接256臺讀卡器及對應(yīng)攝像頭,。系統(tǒng)硬件組成示意圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件組成示意圖

　　3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計

　　整個系統(tǒng)分為前后臺兩部分，后臺監(jiān)控程序會時刻監(jiān)控讀卡器是否有刷卡信息,，并對刷卡信息作出響應(yīng),，前臺則通過boa服務(wù)器調(diào)用CGI服務(wù)程序響應(yīng)客戶端訪問請求。系統(tǒng)功能模型如圖3所示,。

圖3 系統(tǒng)功能模型

　　3.1 前臺設(shè)計

　　系統(tǒng)前臺主要由運行在門禁控制器上的boa Server服務(wù)器和CGI服務(wù)程序構(gòu)成,，boa server會時刻監(jiān)視是否有遠(yuǎn)程用戶的訪問，當(dāng)有客戶端訪問請求到達(dá)后,，會通過boa server配置文件到相應(yīng)目錄下去調(diào)用對應(yīng)的CGI服務(wù)程序,，在處理完成后，boa server將處理結(jié)果返回給客戶端,。

　　3.1.1 CGI簡介及工作原理

　　CGI全稱是“通用網(wǎng)關(guān)接口”（Colnnlon Gateway Interface）,，是一種基于瀏覽器的輸入并在Web服務(wù)器上運行的程序方法。

　　CGI的工作原理,，首先瀏覽器通過HTML表單或超鏈接請求指上一個CGI應(yīng)用程序的URL,。服務(wù)器接收收到請求后，執(zhí)行所指定的CGI應(yīng)用程序,。CGI應(yīng)用程序執(zhí)行所需要的操作（通常是基于瀏覽者輸入的內(nèi)容）,，并把結(jié)果格式化為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和瀏覽器能夠理解的文檔（通常是HTML網(wǎng)頁）。最后,，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器把結(jié)果返回到瀏覽器中,。

　　3.1.2 嵌入式服務(wù)器boa server

　　boa Server是一種小型單任務(wù)嵌入式服務(wù)器，支持CGI,，可執(zhí)行代碼只有60 kB左右,，體積小，速度快,，安全性好,，能夠滿足本項目的開發(fā)。boa服務(wù)器需要交叉編譯為可在ARM平臺下運行的程序,。在pc環(huán)境下,，運用交叉編譯器arm-linux-gcc對boa server進行交叉編譯后，需要修改其配置文件boa.conf,，關(guān)鍵配置有創(chuàng)建日志文件所在目錄,，創(chuàng)建HTML文檔的主目錄，將靜態(tài)網(wǎng)頁存入該目錄下,，創(chuàng)建CGI腳本所在目錄,，將cgi的腳本存放在該目錄下,。

　　3.2 后臺設(shè)計

　　當(dāng)系統(tǒng)運行后,，門禁控制器會一直運行主監(jiān)控程序，主監(jiān)控程序存在兩種工作方式，分別為調(diào)試模式和監(jiān)控模式,。

　　3.2.1 調(diào)試模式

　　在調(diào)試模式下,，可以對門禁控制器進行一些基本的設(shè)置：包括有門禁控制器的IP設(shè)置，系統(tǒng)管理員用戶名及密碼設(shè)置,，卡權(quán)限設(shè)置等操作,，在此部分，需要配合圖形環(huán)境方便調(diào)試,，本系統(tǒng)采用minigui嵌入式圖形庫,。

　　MiniGUI下的通訊是一種類似于Win32的消息機制，是由某公司開發(fā)的自由軟件,，遵循LGPL協(xié)議,，可以為嵌入式linux系統(tǒng)建立的一個快速，穩(wěn)定和輕量級的圖形用戶界面支持系統(tǒng),。

　　3.2.2 監(jiān)控模式

　　在工作模式下,，后臺駐留程序會時刻監(jiān)視是否有刷卡信息，在檢測到刷卡信息后,，后臺駐留程序通過訪問數(shù)據(jù)庫進行卡信息的比對,，只有當(dāng)比對通過后，方可進行門打開動作,。

　　由于在開門的同時,，需要保存圖片至數(shù)據(jù)庫，而此時,，可能會存在客戶端對系統(tǒng)存儲圖片的訪問,，這會造成對相同數(shù)據(jù)庫的訪問沖突，所以系統(tǒng)在接收到客戶端訪問系統(tǒng)存儲圖片請求的時候,，前端CGI服務(wù)程序通過命名管道的進程間通信方式和后臺監(jiān)控程序通信,，以獲得數(shù)據(jù)庫訪問句柄，在客戶端訪問結(jié)束后,，前端CGI服務(wù)程序會釋放數(shù)據(jù)庫句柄,。

　　本系統(tǒng)中由于涉及到頻繁的數(shù)據(jù)庫存取操作，基于ARM9的硬件平臺,，選用數(shù)據(jù)庫為Berkeley DB數(shù)據(jù)庫,，Berkeley DB是歷史悠久的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要應(yīng)用在UNIX／LINUX操作系統(tǒng)上,，其設(shè)計思想是簡單,、小巧、可靠,、高性能,，滿足本系統(tǒng)的需求,。

　　4 系統(tǒng)軟件功能模塊設(shè)計

　　4.1 用戶信息錄入及授權(quán)管理

　　用戶信息錄入及授權(quán)管理由具有管理員權(quán)限的用戶設(shè)置，在客戶端,，具有管理員權(quán)限的用戶通過瀏覽器輸入管理員用戶名及密碼,，發(fā)送至門禁控制器，門禁控制器在接受到請求后,，通過調(diào)用相應(yīng)的CGI服務(wù)程序,，檢驗權(quán)限是否合法，確定合法后,，進入下一級頁面,，在此頁面可以完成用戶信息錄入及授權(quán)管理。

　　主要完成的功能有錄入用戶個人信息,，及與特定卡綁定,，同時授予其卡的權(quán)限，在用戶刷卡開門的時候,，首先檢查卡是否有對應(yīng)的持卡人信息以及持卡人信息是否與系統(tǒng)定義的格式吻合,，這樣可以防止非法卡的使用。如果這一步匹配成功的話,，接下來檢查的是卡所對應(yīng)的權(quán)限信息,，包括有此卡可以控制哪些大門的開啟及在哪些時間段可以控制。

　　4.2 數(shù)據(jù)瀏覽

　　系統(tǒng)注冊用戶可以在客戶端瀏覽系統(tǒng)授權(quán)信息,，同時只有管理員權(quán)限的用戶才可以對系統(tǒng)注冊用戶進行刪除,。

　　4.3 硬件設(shè)置

　　管理員用戶可以在客戶端對門禁控制器系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程測試和設(shè)置。分別為根據(jù)門禁控制器地址檢測控制器狀態(tài),，對門禁控制器設(shè)置當(dāng)前時間和星期,，讀取當(dāng)前控制器時間，開門延時,，手動開門,，編輯和讀取設(shè)備名稱，清空授權(quán)文件,，清空刷卡記錄等功能,。

　　4.4 圈像監(jiān)控

　　當(dāng)持卡人在進行大門開啟的時候，門禁控制器會將合法的刷卡信息記錄如數(shù)據(jù)庫,，并將刷卡瞬間的圖像保存為jpg圖片存入門禁控制器的存儲設(shè)備中,，系統(tǒng)注冊用戶可以在客戶端通過瀏覽器，對門禁控制器所保存的圖片進行瀏覽,。系統(tǒng)日志界面如圖4所示,。

圖4 系統(tǒng)日志界面

　　4.5 后臺服務(wù)

　　門禁控制器啟動后，通過持續(xù)檢測讀卡器是否有信號以驗證是否需要進行大門的開啟,，當(dāng)檢測到讀卡器有刷卡消息時,，通過讀取卡內(nèi)信息,，調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)庫進行匹配，若匹配成功,，則一方面攝錄此刻圖像，保存到數(shù)據(jù)庫相應(yīng)目錄,，房門打開,；若不成功，則發(fā)出報警信號,，操作者無法打開房門,。

　　5 結(jié)束語

　　門禁監(jiān)控系統(tǒng)有效保障了企事業(yè)單位的安全?；贏RM9與linux的嵌入式門禁監(jiān)控系統(tǒng)具有穩(wěn)定,、可配置的特性，支持基于Internet的數(shù)據(jù)傳輸,，系統(tǒng)采用B／S架構(gòu)體系,，用戶通過瀏覽器訪問系統(tǒng)的工作方式。該方案詳細(xì)敘述了實現(xiàn)此門禁監(jiān)控系統(tǒng)的軟件思想,，并對實現(xiàn)過程進行了詳細(xì)的描述,。目前，該方案在生產(chǎn)和科研中已經(jīng)投入使用,。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,，門禁監(jiān)控系統(tǒng)的性能會得到更進一步地提高。