学文网智能门禁篇1
关键词：WRTnode2R；Socket通信；门禁系统；物联网；Android
1 概述
门禁系统一般分为接触式和非接触式两种类型。传统的接触式门禁系统以控制器为核心，即门禁控制器先接收读卡器的信号，再根据信号来决定是否开门[2-3]；本设计结合物联网技术[1]实现非接触式的远程门禁控制，具有同步性、便捷化、成本低、推广性强等优点，解决了传统智能门禁存在的安全性低、成本高等问题。
2 系统的总体设计及工作原理
本系统可以分为硬件模块得搭建和软件程序的编写。硬件模块采用WRTnode2R作为可编程控制器，外接WIFI模块、电控自动锁、门铃和USB接口摄像头，实物模型采用木板和角铝搭建，如***1所示；软件程序部分包括刷写WRTnode2R固件搭建服务器，通过SPI-BRIDGE控制GPIO，使用USB摄像头推流，利用Android编机APP以及利用网络编程实现APP客户端与Linux服务器间的通信等[4]。
本系统以WRTnode2R平台为核心，其工作原理如***2所示，当门铃按扭被按下时，控制中心采集到这一信息，开启USB摄像头，摄像头通过MJPG-STREAMER技术持续采集门外***像信息，控制中心基于TCP协议将所采集的信息通过WIFI技术传至internet，手机APP客户端通过internet网络接收***像信息，并以声音或震动的形式提醒房主，房主接收信息选择是否授权开门，手机发送相关指令，通过internet的传输，控制中心接收到命令并解析，若授权开门则控制电控锁的动作，即使用SPI-BRIDGE控制GPIO引脚拉高电平，打开门锁，若未授权开门则不做开锁动作。
3 系统软件设计
3.1 服务器系统搭建
采用WRTnode2R作为控制器，搭建系统服务器，作为信息收集及发送的核心。WRTnode2R采用OpenWrtCC15.05，并嵌入华为Liteos，原生支持QQ物联、AllJoyn。WRTnode是基于WiFi AP-Soc的开源硬件开发板。它具有以下特点：体积小，功率消耗低，成本低；是开源硬件的OpenWrt，相当于迷你的Linux+Wi-Fi板；简单完整的IDE；拥有完整的I/O，高性能；支持300MBit/s的无线网络连接。WRTnode2R具有优越的物联网开发基础设施以及各种物联网云平台介入，且支持多种编程语言，便于开发，为本设计提供了有利条件。
3.2 信息采集及处理
采用mjpg-streamer推流使USB摄像头采集门外信息并推送，接收到手机APP的指令后采用spi-bridge控制GPIO引脚的电平高低，从而打开电子锁，完成开门的指令。
mjpg-streamer用于从webcam摄像头采集***像，并将***像以流的形式通过基于IP的网络传送到拥有浏览器的移动设备上，可利用webcam的硬件压缩功能降低对CPU的开销，为嵌入式设备和一些常规服务器提供了一个轻量且CPU消耗小的方案。
spi-bridge提供了对于Linux以arduino级别的接口调用实时操作系统中的资源，它能将STM32与MT7688连接起来，是一种双系统间的通信方式。
3.3 通信及授权处理
Linux中的网络编程技术，采用TCP协议，使由WRTnode2R搭建的服务器与手机客户端通信。TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议，经过3次握手后TCP建立连接，其全双工特性使得通信双方可以同时进行数据传输；在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制；在流量控制上，采用滑动窗口协议；在拥塞控制上，采用AIMD算法。基于此，本设计编写Linux下的TCP协议，可实现服务器与客户端间的可靠通信。
3.4 客户端搭建
基于Android编机APP，采用Eclipse开发平台，用java语言编程，实现各活动之间的Intent通信，通知多媒体，多线程编程，网络技术HTTP访问网络、Socket与服务器通信等。
4 结束语
本设计有两大亮点：采用双系统控制，STM32提供毫秒级的延时控制，WRTnode2R作为主控制器调用外设来实现其功能；通过Linux网络编程实现传输***像功能，用户在手机客户端远程控制电子锁的状态。整个系统便携化程度高、安全性好、运用广泛，走在技术发展的前沿。
参考文献
[1]孙其博，刘杰，范春晓，等.物联网：概念、架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010（03）.
[2]马可.智能小区车辆门禁系统设计[J].科技资讯，2007（24）.
智能门禁篇2
关键词:门禁系统 非接触式IC卡
1引言
智能门禁系统是一种综合性的多学科的高科技技术集合,它涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术等诸多新技术领域。随着信息化时代的到来,各企事业单位内部的管理手段及水平也将顺应潮流地发展而进入信息化时代,其中以智能卡为信息载体利用智能卡管理系统介入和参与企事业单位内部的管理,可以提高办公效率,加强安全防卫管理,避免诸多人为因素所造成的管理漏洞,使管理手段达到科学化、智能化。
本论文主要针对唐钢实际情况,提出了唐钢门禁系统整体设计方案,并最后实现了设计方案要求的全部功能。
2系统概述
唐钢已在南厂区东门、南门、西门、北门、滨河门、原料门、成品库门共七个厂门以及东门、南门、第二服务区、滨河门、北门共五个车场安装了通道闸机和智能门卫监控软件。利用非接触式IC卡作为信息存储交换、身份识别的介质,系统设计采用二级管理运营方式和三层应用结构的系统框架,系统由一个中心平台、多个应用网点以及多个应用系统构成,系统之间采用星形的网络逻辑连接方式。利用一卡通平台,搭建人员、车辆管理系统中心平台并开发卡务管理中心、人员出入管理系统、车辆出入管理系统三个应用子系统。在制证中心安装卡务管理系统和三个发卡器以及证卡打印机用于集中售卡。定制开发了查询软件,用于人员通行记录的查询和当前劳资部门的考勤。
3系统硬件设计
各类硬件及终端基于IP专网搭建了规模庞大的唐钢智能门禁系统,包括门禁控制器、读卡器、人员通道机、车辆通道机以及门禁终端、卡务终端、服务器。
3.1门禁控制器
门禁控制器是门禁系统的核心部分,门禁控制器的质量和性能优劣直接影响着门禁系统的稳定性。唐钢门禁系统选用清华同方的双向控制器,可以接入Wiegand 26/485协议下的一切读卡器,用户注册卡数可达6万,脱机数据存储也可达到6万条,数据保存方式为高速闪存设计,数据不会丢失。
3.2读卡器
读卡器是门禁系统的重要组成部分,是门禁系统信号输入的关键设备,唐钢门禁系统采用清华同方的符合国际标准的wiegand 26的DT26M读卡器,工作频率13.56MHz,读取时间为90ms,可以为系统的稳定性和以后更换读卡器、升级、维护带来很大的便利。
3.3人员通道机
人员门禁系统采用的是深圳捷顺智能化通道机。具有故障自检、声光告警、身份识别、方向指示及安全保护等功能。并且通过速度较快,通行速度可达30人/秒。人员通行的流程如***1所示。
3.省略客户端提供操作数据库或实现业务逻辑的Web服务。
Web查询系统以浏览器方式对门禁刷卡记录进行查询,人员基本信息查询,人员车辆刷卡信息查询,操作员密码修改等。
卡务管理系统功能包括人员信息和车辆信息的维护,人员部门和车辆部门的维护,人员卡和车辆卡的发卡、挂失、解挂、注销,人员卡和车辆卡的授权,操作日志的维护,系统操作人员维护。
人员出入监控系统可以监控人员出入情况、人员身份识别、人员进出权限验证。
车辆出入监控系统可以监控车辆出入情况、车辆识别、车辆进出权限验证。
门禁授权系统包括人员车辆权限维护,设置自动、手动下发权限,自动、手动提取控制器的刷卡记录,测试控制器网络是否畅通。
5结语
本论文基于计算机网络技术和智能IC卡技术,将企业管理和服务设施全面纳入计算机综合管理系统,系统软、硬件均采用模块化结构设计,充分考虑企业需求的变化,保证了系统扩充和升级的方便性和灵活性,具有标准、通用的信息接口,能与原有各部门的管理系统相兼容,可确保企业投资的长期效益,避免资源重复投资。
参考文献
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[3] 刘恩***,马明志,王克生等.校园一卡通系统的应用研究[J].齐齐哈尔大学学报,2007,23 (3):47-49.
智能门禁篇3
关键词：门禁系统；视频监控；手机控制
1 作品介绍
本作品的整体如***1所示。
整个作品包括防盗门、继电器和G***模块的电路板、电源、智能手机，其中防盗门上固定有两个电磁锁、摄像头和WiFi模块，智能手机中有两个应用软件。两个应用软件简单明了，即看即用。***2所示是本作品的软件截***。该软件的功能有以下几点：
（1）实时监控。用户可以通过智能手机视频软件，通过防盗门的摄像头，在手机连接室内或者室外WiFi下实时观察门口情况，再通过另一个软件随时随地控制两个电磁锁的开关，以实现近程或远程地控制门禁的功能，该功能不需要WiFi环境；
（2）主锁开或关。两个电磁锁中，一个是主锁，平时一般控制这个锁的开关；
（3）反锁开关。用户可以选择性控制反锁，比如晚上临睡前进行反锁，让门更加不易打开；
（4）定时提醒反锁。用户设置时间，手机定时提醒用户进行反锁。
该门禁可以根据用户需求分为几个套装，也可以只买门禁视频监控、电磁主锁、电磁反锁之中的几个或全部功能的套装。
2 工作原理
如果是在室内监控门口，需要把智能手机连上室内的WiFi，查看WiFi模块对应的IP地址和端口，打开视频软件，设置好IP地址和端口，会看到门口摄像头用WiFi把实时视频信息发到软件上。
如果是在室外监控门口，连上其Wi-Fi后，打开视频软件，设置WiFi模块的IP地址和端口，同样会看到门口摄像头用WiFi把实时视频信息发到软件上。
打开控制电磁锁的软件，当把主锁调到开时，会弹出发送短信窗口，短信内容已编辑好，直接发送，即可把短信发至G***模块里的SIM卡，之后G***模块输出信息，控制第一路继电器接通，第一路继电器接的是主锁，主锁一通电，锁里面磁铁产生磁性，吸附锁的卡头，让主锁打开。发送完这条短信后，弹出对话框发送第二条已编辑好的短信，给主锁断电，以让主锁恢复正常工作。
把反锁调到开，同样会弹出发送短信窗口，短信内容已编辑好，直接发送，即可把短信发至G***模块里的SIM卡，之后G***模块输出信息，控制第二路继电器接通，第二路继电器接的是反锁，反锁一通电，两块锁就会通过磁力吸附在一起，吸力有280 kg，很牢固。把反锁调到关，同样的原理让反锁断电，使两块锁间没有磁力作用。
定时关锁的功能是软件提醒用户关闭反锁，跟主锁没关系。到设置的时间后提醒用户反锁，并跳到发送已编辑好短信的对话框。可以设置一次提醒一次，也可以一次性设置后每天定时提醒。
3 创新点
该作品的主要创新点如下：
（1）将视频监控与门锁控制相结合，在带来便利的同时也兼顾了安全性；
（2）创新性的将门禁控制系统以APP形式嵌入手机，解决了现在多数门禁固定在墙上，并且需要安装配套硬件如话机的弊端，降低了成本，提高了易用性，扩大了用途；
（3）视频监控采用WiFi技术，只要防盗门上的视频模块连接上室内WiFi，且手机所处的网络环境允许，不管在室内或室外，随时随地能查看实时视频。门锁控制采用G***模块短信控制，有手机的信号覆盖的地方就能控制门锁开关；
（4）App可以设置到时提醒反锁门功能。已经爬上了床，实在懒得下床锁门，打开APP，发送一条短信即可。
智能门禁篇4
关键字：门禁控制系统；移动智能终端；蓝牙技术
中***分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-2163（2014）02-
Access Control System based on Bluetooth Technology
SU Yang ， SHU Jingchen， ZHANG Zhijia
（School of Software， Shenyang University of Technology， Shenyang Liaoning 110023，China）
Abstract： With the advent of information society and access control systems in people's lives increasingly widespread， the demand for people to secure access control system continues to expand， while the traditional access control systems are facing development bottleneck such as contact wear， low safety and poor maintenance. Meanwhile， the rapid development of the intelligence community to existing access control systems proposed new intelligence requirements. To solve the above problem， this paper designs and implements an intelligent access control system based on Bluetooth communication technology， this system is to achieve authentication and access control system via mobile intelligent terminal pseudo-random sequence encryption algorithm so as to realize the mobile intelligent terminal for access control systems. This system is easy to use， and no violence to copy， which presents a new solution for the development of intelligent access control system.
Keyword： Access Control Systems； Mobile Intelligent Terminal； Bluetooth
0引 言
在计算机软硬件进入高速并行发展的今天，门禁系统安全防护研究已经成为时下的焦点和热点。并且，随着计算机专业技术的发展，当传统的卡式门禁系统所暴露的安全问题日呈弊端的同时[1]，以生物识别技术为控制基础的门禁系统却因其运行维护成本很高，难以应用于智能化小区或其它人员流动频繁的常规社会活动场所。
智能小区是将计算机和自动控制等技术合理运用于住宅小区，并通过有效的信息传输网络、各系统的优化配置和综合应用，而向住户提供先进的安全防范、信息服务、物业管理等方面的功能，从而为居住者创造安全、舒适、便捷、高效的生活空间。其中，一个安全、便捷的门禁控制系统则是智能小区生活安全的最佳保障。而蓝牙通信技术的发展和移动智能终端的普及则为基于蓝牙的智能门禁控制系统发展创造了良好条件[2]。
本文系统即是以无线通信验证代替传统门禁的“刷卡式”验证。在众多无线通信技术中，蓝牙通信以其独特的技术优势赢得了生产厂家和消费者的长期青睐而形成了巨大的开发和生产能力。蓝牙通信技术具备如下特点，诸如工作频段开放；可实现多设备连接；低功耗；通讯安全性好；组网简单方便，蓝牙硬件设备普及等。
本研究即借助蓝牙通信技术，以移动智能终端替代传统门禁控制卡，设计了一套基于蓝牙的智能门禁控制系统。该系统具有控制简单，门禁控制系统客户端的零物理成本，多门禁系统集成控制，以及运行维护成本低的优势，可充分解决传统门禁系统因门禁卡的非法复制带来的安全问题。
1 系统总体设计
1.1系统总体结构
系统是由中央控制器、门禁控制器、蓝牙通信模块、系统键盘组成，并由中央控制器完成系统认证运算以及对设备的信号接收及控制。中央控制器控制蓝牙通信模块开关以及与其它蓝牙设备的通信操作，再由系统加密算法完成对已连接移动智能终端的认证工作。蓝牙通信模块的功能设定为主动搜寻附近可连接的蓝牙设备，而且需完成中央控制器与移动智能终端的信息交流。门禁控制器主要完成对门禁开启/关闭的状态控制，可将门禁状态信息反馈给中央控制器，并由中央控制器生成门禁控制记录。系统键盘则完成对门禁控制操作信号的接收、传递。系统结构***如***1所示。
***1 系统结构***
Fig.1 System structure diagram
1.2系统控制流程
系统设备统一由中央控制器控制。系统开启后，蓝牙模块搜寻附近可通过蓝牙连接的移动智能终端，发现可连接终端并建立连接后，蓝牙模块向系统发送验证请求信号；系统将验证码传送至蓝牙模块，并由蓝牙模块发送给移动智能终端，如经移动智能终端处理后的验证码符合系统认证要求，中央控制器即向门禁控制器发送门禁开启信号。若验证失败，则与当前移动智能终端断开连接，并在尽短时间内将该移动智能终端加入系统连接黑名单。系统信息交互结构如***2所示。
***2 系统信息交互结构***
Fig.2 System structure of information interaction
2基于蓝牙的门禁系统认证
门禁系统认证过程包括门禁控制器与用户终端蓝牙配对，门禁控制器发送认证消息，用户端反馈信号接收，身份验证，系统控制端响应等。为了进一步保证系统的安全性，系统身份认证过程中的传输数据均应由数据加密算法实现加密[3]。
2.1认证模式
用户接近门禁系统时，移动终端将自动与门禁系统建立连接。门禁系统发送多次验证请求，经移动终端计算后返回结果，而门禁系统验证后即进行处理。正确验证后开启门锁，等待移动终端远离门禁系统后断开连接。若验证信息错误，系统记录该终端MAC地址，并断开连接，多次验证信息错误后，系统会将该MAC地址写入黑名单，禁止再次连接。
2.2认证算法
系统发送经过加密算法加密的数据对用户身份进行验证，系统身份验证算法采用基于现代密码学原理的流密码体制。密码学分为传统密码学和现代密码学，而传统密码学是通过置换等方式改变数据排列顺序，不能从根本上解决数据安全问题，而利用GF（28）上的有限域封闭计算能提供更高级别的安全保障，并且算法的身份验证采用流密码技术，具有一次一密的特点。
以流密码体制为理论基础的现代密码有助于实现快速、安全的身份识别。在流密码体制中，产生密钥有两种方式。一种是基于物理信息的真随机数发生器，一种是基于数学函数的伪随机数发生器。用伪随机数发生器来生成容易保存的非主观密钥，则利于不同设备间的信息同步，并且节省空间。根据伪随机数的性质，不同的种子将生成不同的随机序列。移动终端保存与门禁系统相同的范围[x，y]及种子s。若Ci为随机序列的第i项，那么当有固定种子和产生范围时，Ci为固定值。门禁系统通过向移动终端多次发送i值，移动终端返回计算结果后可由门禁系统来完成验证。
3系统硬件设计
系统门禁控制端包括中央处理器，蓝牙通信模块和电子锁三部分。对各部分设计分别如下。
中央处理器主要进行信号加密及用户身份验证。设计中，中央处理器采用ATmega128芯片为处理芯片，ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。由于其先进的指令集以及单周期指令执行时间，ATmega128的数据吞吐率高达1MIPS/MHz从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。Atmega128具有的主要特点如下：128KB的系统内可编程Flash存储器、4KB的EEPROM、4KB的SPAM、53个通用I/O日线、32个通用工作寄存器、RTC、4个灵活的具有比较模式和PWM功能的定时器/技术器T/C、2个USART、与IEEE 1149.1规范兼容的JTAG测试接口，以及6种可以通过软件选择的省电模式[4-7]。ATmega128处理单元系统结构如***3所示。
***3 Atmega128系统结构***
Fig.3 System structure diagram of Atmega128
本门禁系统认证通信采用蓝牙通信技术，蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准，其信号传输距离为10cm～10m不等，如增加功率或是添加某些外设便可达到100m的传输距离。蓝牙多是采用2.4GHz I***频段和调频、跳频技术，使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs，基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s数据传输，发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW，并使用全球统一的48比特的设备识别码。由于蓝牙采用无线接口来代替有线连接接口，具有很强的移植性，适用于多种场合，而且该技术功耗低、对人体危害小，因此应用简单、容易实现，同时也易于推广[8]。
本系统通信采用BLK-MD-BC04-B蓝牙模块作为系统通信模块，此模块内置8MbitPCB射频天线，支持SPI编程接口，通过REACH、ROHS认证，支持UART，USB，SPI，PCM等接口；进一步也提供了对主从一体和软硬件控制主从模块的支持。该模块主要用于短距离的无线传输领域，与PC机的蓝牙设备相连也简便可行，也可以进行模块间的数据互通，且能直接代替串口线。系统主机与蓝牙通信模块间的信息交互采用有线传输方式，蓝牙通信模块由系统统一供电，并由系统控制信号来完成对附近移动智能终端蓝牙信号的查找和通信连接。系统通信模块结构如***4所示。
***4 系统通信模块结构***
Fig.4 System communication module structure diagram
系统蓝牙通信模块由中央控制统一供电，当蓝牙通信模块检测与移动智能终端建立连接后，将连接信息通过中央控制接口传送给中央控制器，中央控制器根据系统认证算法将验证码反馈给蓝牙通信模块并由蓝牙通信模块发送给目标终端。系统多次交互验证通过后，中央控制系统向门禁控制器发送门禁开启信号，并指令系统通信模块断开蓝牙通信连接。如该移动智能终端未通过系统身份认证，则断开连接，隔段时间即将其加入系统通信黑名单，防止其恶意占用蓝牙通信接口，导致其它用户无法正常使用系统蓝牙通信。加入系统通信黑名单的设备系统将不与其建立连接，恢复搜索状态，重新搜寻其它终端设备。
4系统软件设计
门禁控制系统软件设计由用户终端和中央控制器两部分组成。其中，用户终端软件系统采用后台循环查找门禁设备并主动建立连接，用户终端系统软件保存与系统主机相同的随机序列范围和种子，并通过多次认证运行，确保认证的准确性。而在接收系统主机认证码后，即通过系统验证算法计算相应的反馈码并发送给系统主机。
系统主机软件流程包含对系统LCD的显示控制，在设备启动且检测系统设备工作正常后，键盘接口扫描系统键盘操作，同时蓝牙通信模块查找附近可连接的蓝牙设备。系统键盘接口接受到的键盘信号可直接传递给门禁控制系统主机，门禁控制系统主机再将其与系统保存的键盘密码进行校验，验证通过后向门禁控制器发送门禁开启指令。如键入密码校验失败，则不予开启门禁，并重置键盘接口，清空键盘输入流，重新接收键盘密码。蓝牙通信模块在寻找到附近可连接的蓝牙设备并与其建立连接后，系统将向目标移动智能终端发送认证序列，在多次验证通过后向门禁控制器发送门禁开启指令，并与蓝牙设备断开连接，如验证失败，则直接与其断开连接，如该设备继续与系统蓝牙通信模块建立连接并验证失败，则短期将该设备加入系统连接黑名单，处于系统连接黑名单中的设备系统短期内将不再与其建立连接。门禁控制系统软件工作流程如***5所示。
***5 软件系统工作流程***
Fig.5 Flow chart of software system
5 结束语
本文根据当今门禁控制市场需求，设计研发一套基于蓝牙通信的门禁控制系统，并对其软硬件分别进行了测试实验，本系统实现了对用户移动智能终端的连接和身份验证，其中伪随机序列认证加密算法的运用保证了门禁系统对用户身份的有效识别。而且，又通过系统黑名单机制防止不法分子恶意占用系统连接，有效加强了门禁系统的安全性。该系统具有成本低廉、操作简便的特性，其后台通信身份验证的门禁开启方式有效节省了系统用户通过门禁的操作时间，系统用户只需携带装有验证程序的移动智能终端，便可自由地通过门禁。此外，本门禁系统硬件结构简单，利于使用和维护，可广泛适用于公司，生活小区等人员流动场所的门禁要求，因此具有良好的应用前景。
参考文献：
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智能门禁篇5
关键词：智能楼宇 对讲门禁 室内安防
中***分类号：TP2
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）003-071-021 前言
智能楼宇涵盖了网络通讯、建筑电气控制等方面的最先进技术，智能楼宇内的通讯、电力控制、安防、消防、视频监控等协调工作，能实现智能建筑物内通讯自动化、电力控制自动化、安全防护自动化和办公自动化。智能楼宇在我国还属于方兴未艾的新事物，要想智能楼宇的管理既节约成本又要很好的服务于大众，那么合理的设计智能楼宇的对讲门禁系统和室内安防系统是非常有必要的。
2 智能楼宇对讲门禁系统要求
智能楼宇对讲门禁系统是指把楼宇的入口、楼宇内的住户及楼宇物业管理部门通过计算机技术、通信技术、视频显像技术连接而构成的一个大的互联系统，其一般要求实现的功能如下：
(1)智能开门功能：本楼内的住户可以用楼宇物业管理部门分配的大门钥匙、智能IC卡或分配的开门密码等方式开门，可自由的出、入本楼；
(2)访客识别功能：当有本楼某住户的“客人”来访时，“客人”在楼外的对讲主机键盘上按分配给被访住户的门牌号，则可直接拨打被访住户室内的对讲分机，接通后，“客人”可与被访住户的主人进行普通语音对话或视频对话，当住所的主人通过对话或视频确认了“客人”的身份后，如果住户主人允许“客人”进入，按动对讲分机上的开锁键即可打开楼宇入口门上的电控门锁，来访“客人”便可进入楼内；
(3)实时监控功能：楼宇的物业管理部门通过小区对讲管理主机，能对小区内各楼宇对讲门禁系统的实时境况进行监控。假设有某楼宇入口的大门被强制打开或对讲门禁系统某处出现了故障，楼宇对讲管理主机会立刻发出报警信号并同步显示出警情的内容和报警的楼号及房间号，物业管理部门得到该信息后能快速出警处理。对讲门禁系统实时监控功能示意***如***1所示。
设计楼宇对讲门禁系统要求的主要设备有门前铃、联网器、电控门锁、用户分机、门口主机、对讲管理中心主机等相关设备。
3 室内安防系统要求
以前的室内安防控制系统一般仅有火灾监测、防盗监测、可燃气体泄漏监测等监测子系统, 防护功能不是很完善，警情的误报率比较高, 而且由于信号传输系统技术方面的原因常常不能实现实时远程报警，达不到最佳的防范效果。当前的室内安防系统是集通讯与网络技术、传感器技术、自控技术等多种技术为一体，利用智能信号传输技术，将室内家电控制、室内环境控制、室内视频监测、室内信息交流、室内安全防范、楼宇管理和服务集为一体而构成的智能系统。室内安防系统一般要求实现的功能如下：
(1)紧急求助功能：紧急求助按钮具有紧急求助的功能，一般安装在住户室内卧室床头或其它容易触摸到的地方，按动该按钮后楼宇管理中心会立刻收到该求助信息，随即对住户的紧急求助信号做出回应和救助；另外，如果遇到火灾、疾病等异常情况都可按动紧急求助按钮；
(2)实时报警及救助功能：通过安装各类探测器能防止非法入侵，当有入侵信号时，可自动打开室内的报警器，同时向外发出报警信息给楼宇管理中心主机，楼警得到信号后能快速接警处理；
(3)报警管理显示功能：住户离开居所时，如果设防进入防盗报警状态，那么当有非法入侵情况发生时，楼宇管理中心的管理系统可实时接收到报警信息，自动显示当前被非法入侵的房间号和报警类型，并自动进行实时信息存档；
(4)预设报警功能：智能楼宇室内安防系统还可以预设多种报警电话，通过特定的通讯格式与报警管理中心计算机联网，实现对应报警电话的自动拨打；另外，住户还可通过预先的设置发警报信息到住户设置好的某个手机上；
(5)设防、撤防实时反应控制：住户主人外出时如果启动了室内的安全防范系统，系统可实时的让室内某些家用电器联动停止工作；当主人回家后可手动调整安全防范系统为正常防护状态，进入居家撤防模式，此时，部分照明灯可自动打开，门磁和窗磁离线，但室内可燃气体探测器和感烟探测器仍处于报警模式。4 系统所需主要设备说明
系统所需主要设备如下：
(1)层间分配器
层间分配器用在每一层楼，起到系统解码、系统隔离等作用，保证系统的正常工作。每个层间分配器可接2-3个住户。层间分配器在每一层的弱电竖井内挂墙安装，安装高度一般以距地1.4-1.5米为宜；
(2)管理中心主机
管理中心主机可连接多台单元门口机，一般采用总线制布线，可呼叫各住户室内分机、各单元门主机及其它管理机，可接收住户紧急报警，并显示警情类别及住户号，可连接电脑，实现楼宇智能化管理；
(3)多功能室内分机
多功能室内分机主要控制探测器撤、布防，完成报警探测器的工作安排，并将实时警情传送到管理中心主机；
(4)联网器
联网器用来对管理中心主机和室外主机、室内分机、多功能室内分机之间起数据传输控制作用和保护作用，另外，还能对管理中心主机的下一层设备起链接作用；
(5)探测器
探测器是安防系统的“感知器官”，它的作用是监视楼宇环境中有无侵害信号发生。一旦有了侵害信号，就将侵害信号的特征物理量转换成电信号，然后将转换成的电信号传输给控制中心。楼宇中常用的探测器有红外探测器、可燃气体探测器、感烟探测器等；
(6)信号传输系统
信号传输系统是指探测器到报警中心的传输线路，包括有线传输和无线传输。
5 系统整体设计思路
本系统设计完成后要求实现的功能如下：
智能门禁篇6
关键词：人脸识别 Gabor滤波 LPP LDA
中***分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0001-01
在家庭安保系统中，有一项重要的工程―― 智能门禁系统。在这项工程中，关键技术是如何实现人脸的自动检测与识别，现有的人脸检测与识别基本依靠摄像机实时捕捉人脸***像，与系统中的数据库交互后实现门锁的控制。然而基于传统2D***像的人脸识别的不足之处在于在复杂的环境中，比如光照随时发生变化的场合、人脸处于不同姿态（表情）等情况，摄像机获取的人脸***像中人的面部外观也会随之发生变化，使得识别效果受到很大影响，影响到门禁系统的性能。
近年来，对***像灰度进行多尺度、多方向的Gabor小波变换受到广泛关注与研究，它的优势在于它可以提取出***像特定区域内的多尺度、多方向空间频率特征，这样，人脸***像中的眼睛、鼻子、嘴等其他部位的局部特征被增强并提取。但是Gabor小波的缺陷在于多尺度、多方向分解导致的数据维数的大量增加，因此出现了以***像特征匹配、PCA，MDS等为主的线性降维方法，以及以流形学习（LLE、LPP）为主要思想的非线性学习方法，流形学习的优势是在找出非线性高维数据的内部结构方面更为有效，且有助于数据分析和维数的降低。
该文首先利用Gabor小波变换提取***像的局部纹理特征，然后用流形学习思想进行数据降维，进而利用LDA线性判别准则进行人脸的识别，提高人脸识别的速度与精度。
1 Gabor滤波器
Gabor变换[1]属于加窗傅立叶变换，具有易于调谐的方向和径向频率带宽以及易于调谐的中心频率，利用Gabor函数扫描***像可以得到频域不同尺度、不同方向的纹理特征。另外Gabor函数与人眼的生物作用相仿，所以经常用作纹理识别上，并取得了较好的效果。
将Gabor小波看作母小波是Gabor函数的小波变换，并对Gabor函数进行适当的尺度和旋转变换，就可以得到自相似的一组滤波器，称为Gabor小波变换滤波器。将Gabor滤波器与***像进行卷积运算，即可提取实时***像中的纹理特征。
2 纹理特征提取
在对***像应用Gabor滤波时，除要确定滤波器的尺度和方向数，还需要确定的参数有：各个滤波器的中心频率，以及各个滤波器的二维标准差。
该文选取Gabor滤波器组的尺度和方向数均为4，则滤波器组中共有方向和尺度各不相同的滤波器16个，得到不同方向和尺度的16个Gabor滤波器以后，对***像进行Gabor滤波。由于滤波后输出的只是***像能量信息，没有位置信息，为解决这一问题，将***像划分为9个子块，对每一个子块分别进行Gabor滤波，计算出每个子块的能量，这样对每一幅***像就会得到169个纹理特征值。既确保了***像的能量信息，反映了纹理特征，又代表了***像的一定空间位置信息[2]。
3 基于流形学习的人脸识别
流形学习旨在发现高维数据集分布的内在规律性，其基本方法是：找到高维空间中的低维流形，并求出相应的嵌入映射，以实现维数约简或者数据可视化。LPP算法[3]作为LE的线性化是其中最早提出的算法，其主要思想是建立k近邻域***，使它能很好地表现数据流形的局部结构，然后根据建立的k邻***来获得***像的投影，最终在投影得到的子空间中进行特征识别。
该文先对Gabor滤波得到的纹理特征应用LPP算法降低纹理特征数据的维数，考虑到流形学习得到的只是从流形角度提取数据结构，没有利用类别的先验知识，因此本文对得到的低维数据进行线性判别分析[4]，进一步提升识别率。
4 实验
该文在表情、姿态、光照发生变化的情况下，对该文提出的算法进行实验。采用ORL人脸数据库，这些***像的变化主要在于面部轮廓及表情、人脸尺度位置、少许倾斜、少许遮掩和轻微光照变化。
实验步骤：首先，进行单次实验，选择每人的5副***像组成训练集，剩余的构成测试集，得到一组识别结果，然后进行不同训练数目的循环实验，每个实验***运行20次，每次都是随机抽取样本，最后结果取20次的均值；其次，随机选取规定样本数目的样本***像进行训练，并用其余***像构成测试集。通过对不同训练样本的反复实验，得到不同训练样本数目下的识别性能。
实验结果可见，文中的算法相比于Gabor滤波、LDA、NPE等传统人脸识别算法，取得了更优的识别效果，在样本数量充足的前提下，识别率达到97.6%，充分验证了算法对人脸特征的提取与识别能力。将该算法运用到智能门禁系统中，进行了300次不同的实验，系统响应平均时间（系统响应时间即从系统接收***像到输出人脸识别结果经历的时间）为1.2 s，正确识别率97.5%。可见，该文的算法识别率较高，且实时性好。
5 结语
该文在Gabor小波得到纹理特征的基础上，结合LPP算法与LDA线性判别，在一定程度上提升了人脸识别算法的检测与识别能力，ORL人脸数据库上的实验验证了该算法的有效性。最后将该算法与智能门禁系统相结合验证了算法的实时性，为基于Gabor滤波的人脸识别在智能门禁系统中的应用提供了可靠的现实意义。
参考文献
[1] 胡鹏，李建为.基于Gabor小波和流形的人脸识别研究[J].自动化技术与应用， 2009，28（7）：57-59.
[2] Arivazhagan S，Ganesan L，Priyal S P.Texture classification using Gabor wavelets based rotation invariant features[J].Pattern Recognition，2006，27（16）1976-1982.
智能门禁篇7
关键词：智能建筑；一卡通管理系统；智能化工程
中***分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）30-6912-02
智能建筑的一卡通管理系统是建立在计算机网络技术、通信技术以及最新感应IC卡技术，在计算机综合管理系统中将整个楼宇中心的管理及服务设施全部纳入，仅仅只依靠一张授权之后的智能卡，就能利用系统强大的软件功能组合以及配套的完善硬件设施，便可让工作人员进行识别身份、控制门禁出入、考勤、管理车辆、巡更以及专业设备使用控制等操作[1]。
1 智能建筑一卡通管理系统基本内涵
“一卡通”是指一卡多用，即利用同一张IC卡，不仅能够用来开门，还可以作为就餐。巡更、停车、娱乐、俱乐部消费、内部购物以及考勤等商务活动的操作方式。一卡通管理系统的软件及硬件均是采取模块化的结构方式，如此，用户能够依照自己的经济实力对系统功能模块的数量加以确定，并且该系统软件升级以及硬件的扩充均非常便捷。
智能建筑一卡通是指利用计算机以及通信技术，通过一张IC卡将智能建筑内部的各项设施连接为一个统一的有机整体，实现对考勤、资金结算、钥匙以及某些操作的控制等，从而完成一些就餐、娱乐、购物、会议、停车、办公、收费以及开启房门的活动等。可以根据需要对整个系统的各个部门加以监控管理和决策，同时各个局部系统以及终端能够自动归纳整理所收集的信息，以便为系统提供查询、统计、汇总的数据依据，从而方便系统进行管理和决策[2]。利用IC卡还能实现各个部分之间的相互沟通，一方面可以使得各个职能管理的***性得到满足，另一方面又能使系统整体管理的一致性得到有效保证。
利用智能建筑一卡通，可以给社会带来良好的社会效益及经济效益，该系统不仅能节省安保管理财***人员，还能进一步提高企事业单位的管理层次。此外，非接触式IC卡还具有防水、防尘、防静电、不需电源、避免接触、多重密码保护以及感应距离远等诸多优点【3】。
2 智能建筑一卡通管理系统方案
智能建筑一卡通管理系统由门禁管理、考勤管理、停车场管理、消费管理、***书管理以及一卡通发卡中心等几大系统，这些子系统的工作站利用以太网与上位机连接。并且采取最先进的控制网络作为子系统工作站与现场控制点之间分散的控制设备与数据采集设备的通信连接方式。
1）门禁管理系统。门禁管理系统主要硬件包括核心主控器、门禁控制器、出门按钮、读卡器、***的联动控制单元以及电控锁等。第一，门禁系统的核心主控器通常采用一台电脑为核心处理设备，其中系统程序与资料能够利用网络来进行更新；并且具有高速Internet网络接口，其通讯方式支持10/100BASE；同时该设备还提供全功能的门禁管制功能。第二，门禁控制器，其与核心主控制器及读卡器之间可采取TCP/IP网络、RS485等方式进行通讯。由于现代门禁系统的控制范围越来越大以及综合布线系统的广泛采用，越来越多的门禁通讯方式采用TCP/IP联网。该设备具有存储器，能够存储门禁卡的权限、刷卡以及按钮信息，且自动上传数据。第三，联动控制单元，该设备主要为系统提供信号输入/输出点、RS-485通讯接口、Watch dog功能。第四，读卡器，该设备直接连接控制器，采用普通超五类网线，传输距离可达100米，可以在不受干扰的条件下，最远距离地读取刷卡信息；并且该设备能够为系统提供多种输出格式信号（通常为WG26），因此可以多种主机进行搭配。
2）考勤管理系统。对于大型的考勤系统，可采用专用的考勤机作为考勤数据的采集设备，而小型系统可直接采用门禁点读卡器读取考勤信息，其与门禁系统之间能够联网，只需职工在门禁读卡器上进行刷卡，则考勤管理软件便能通过读取员工的刷卡卡号、刷卡时间等信息，通过考勤软件正确地处理每个员工的出勤、迟到、早退、加班、出差以及请假等情况。该系统通常具有定制的周、月以及年统计报表的功能，同时能够用户自定义报表边，能够利用系统中的定义字段，让用户根据需要任意组合成所要采用的报表。
3）停车场管理系统。停车场管理系统要求采取两秒以内的进口快速道闸，且道闸自身能够有效防止砸车；且停车场的读卡器可根据需要采取有效距离为10cm的Philip Mifare读卡器、有效距离为5m的远距离微波读卡器及更远距离的蓝牙读卡器等。该系统要求保持与一卡通门禁、就餐、考勤等在统一管理平台上互联；并且该系统应当拥有火灾联网接口，以便火灾发生时，可以实现道闸的全部自动打开；同时，该系统应当依照停车时间构建相应的自动计费标准，且具有相对比较完善的财务统计功能，能够自动完成班、日、月以及年报表等。此外，该系统还应具备严格的权限管理制度，明确各级操作者的职责。
4）消费管理系统。消费管理系统要求硬件具有存储数据的功效，其通讯接口TCP/IP、RS485/RS422等，并且内部设置液晶显示屏和Mifare one IC读卡器。该系统应当具有自动识别伪卡、与持假卡者自动报警的功能；并且该系统在联网时，应当由系统软件对时间、日期、卡型、消费时段、消费方式以及价格等进行设置；同时该系统的发卡、补卡以及卡的挂失与注销等业务应当相对比较完善。此外，该系统应当具有查询和打印任意时段的多种汇总与统计报表的功能。
5）***书管理系统。该系统要求利用门禁卡及门禁系统达到管理***书及资料借阅的目的，其主要硬件要求是将一个门禁读卡器安装在管理点，利用门禁系统提供的OPC接口，该系统能够从门禁系统中获得卡号以及相应的人员个人息息资料。
6）一卡通发卡中心。发卡中心要求具有专用的发卡软件，并且提供输入及修改人员账号密码的功能、卡片的充值及转账功能、卡片的挂失及解挂功能以及操作记录和预存款收费明细查询功能等。
3 智能建筑一卡通管理系统功能
1）门禁系统功能。门禁管理系统主要目的是对通道进出权限、进出通道的时段进行管理，并对出入记录进行实时监控，实现消防警报的联动、逻辑开门以及***控等功能。由于智能建筑一卡通管理系统的门禁点数较多，处于对系统运行效率和施工方便的考虑，通常情况下，要求系统采取以及以太网网络，门禁核心主控制器通常采用一台安装有一卡通控制软件的电脑，一卡通系统的数据库可根据系统的实际情况存储于本机电脑上或专用的数据服务器上，并且通过以太网接口直接接入以太网，与接入网络的门禁控制器互联互通。门禁读卡器与门禁控制器分别互联，考虑到节约投资的需要，，只要读卡器至控制器的距离不超过100米，通常一台控制器可控制多台读卡器（最多可达八台读卡器）。系统为实现对中心管理平台系统的控制，必须保证核心控制器的构建以TCP/IP为基础，并且实现与以太网的紧密整合，利用Internet/Internet实现远程终端控制、网络化和异地系统运作统一管理等目标。
2）考勤管理系统功能。智能一卡通可以替换传统的打卡钟，能够自动统计迟到及早退等情况，自动统计迟到早退次数以及时间长度等；利用IC卡可以有效管理一些异常出勤状况如事假、病假、婚假、产假、丧假、年休、补休、出差、工伤、外勤、旷工、探亲假以及护理假等；利用IC卡可以有效提供连班加班、不刷卡加班以及登记加班等功能，对周休加班、节假日加班以及平时加班的时间长度进行自动统计；利用IC卡还能为公司提供比较完善的考勤表，并能在任意时间段对考勤情况统计。此外，利用智能一卡通，还能对复杂的出勤情况加以处理，并为企业提供全面的人事管理。
3）停车场管理系统功能。利用智能一卡通可以实现对车辆的分类管理、自动统计停车场车位数并加以提示以及车位检索等功能；利用智能一卡通可以对所有车辆进出记录事件进行自动存储、识别并核对进出车辆的IC卡数据，从而有效控制车辆进出权限；智能一卡通还具有语音提示收费情况，并通过抓拍、存储以及对比车辆***像，有效防止一张卡通入两辆车的情况；此外，智能一卡通还具有比较灵活的数据查询及相对完善的系统备份及恢复功能。
4）消费管理系统功能。智能一卡通主要是通过软件设置，实现对消费硬件系统加以管理控制和设置调试，确定相应的消费类型、金额、键值，以及限制金额和黑名单等。通过对智能一卡通上的信息查询和提取，能够对用户或消费机的具体消费记录进行详细查询。并且利用智能一卡通还能实时地监控和刷新消费机的消费记录。
5）智能一卡通管理系统平台集成要求，实现统一整合门禁系统、考勤系统、消费系统以及停车场系统，统一将各个子系统的数据存在在统一数据库内，并通过整合管理客户端对所有基本资料（如权限信息、卡片信息、部门及人员信息等）加以统一管理。此外，可以对整合界面中的子系统项目进行自定义，且可以让各个子系统模块在不同计算机上分布。
4 结束语
智能建筑一卡通管理系统，作为建立在计算机网络技术、通信技术以及最新感应IC卡技术，仅仅只依靠一张授权之后的智能卡，就能利用系统强大的软件功能组合以及配套的完善硬件设施，实现对工作人员进行识别身份、控制门禁出入、考勤、管理车辆、巡更等的控制，该系统包括门禁管理、考勤管理、停车场管理、消费管理等功能。
参考文献：
[1] 王胜义，王春申，张静，等.如何在广电智能建筑中建立一卡通管理系统[J].中国有线电视，2007（14）：1380-1383.
智能门禁篇8
关键词：电气自动化；智能建筑；智能技术；智能控制
随着近年来我国经济发展水平的日益提高，公众对生活品质也有了更高的追求，智能化建筑在这一背景下应运而生，为了实现其功能的多样性和便捷性，电气自动化技术作为一个引进的要点倍受关注。
1电气自动化及智能建筑
1.1电气自动化技术及其特点
简单地说，“电气自动化技术”就是在不需要人工的条件下，通过控制电器元件装置或对象，使其按照一定的程序和规律运转的一种技术。这种技术具有很明显的识别、响应、动作等系统性；从工程角度分析，电气自动化系统以数学理论为基础，在系统构建完成后，反馈数据可以直接影响动态系统，输出值与设定值达到一定的对等区间后即可做出动作。这种技术“自动化”的特点，可以广泛应用于各种危险、繁琐的工作。电气自动化技术具有应用范围较广、对电子信息技术的依赖程度较强和专业化程度越来越高的特点。
1.2智能建筑及其特点
所谓的“智能建筑”是一个相对概念，相比于传统建筑类型而言，具有更加舒适、高效和便捷的人性化环境。智能建筑采用大量新型设备和系统来铺设信息系统、应用系统、管理系统和安全系统等，将多种需求融合一体。最明显的特点是依据“人性化”的要求，对大部分需要人工操作的繁琐过程用机械代替，形成了一个节能、环保、经济、健康的居住环境。
2电气自动化技术在智能建筑中的应用
智能建筑的本质是建筑体，也是电气自动化技术应用的平台，对电气自动化技术的有效运用，可以营造一个便捷性、舒适性较高的建筑居住空间。
2.1电气自动化技术在门禁系统中的应用
门禁系统是居民楼和写字楼等建筑的必要设施，是智能建筑中的安全防护电子系统，该系统主要由门磁、控制器、读卡器以及电控锁等设备构成，是一个很典型的电气自动化系统。其工作程序是：读卡器获取门禁卡信息，将信息传入门禁管理系统中进行比对，如果符合门禁管理系统中的预存信息，电控锁就会在电磁继电器作用下开放。因此，对于门禁系统而言，保证电力供应是最基本的要求。智能建筑中的门禁系统不需要人工值守，同时在安全性控制方面十分便捷。业主可以使用门禁卡进入楼内，能有效减少一些不法事件的发生。同时，门禁系统还具有报警功能、出入登记功能等。
2.2电气自动化技术在监控系统中的应用
监控系统是电气自动化安防系统中的重要组成部分，它实际上是一种先进的防范功能综合管理系统，以视频监控系统为主，通常也会包括一些人脸识别、聚集识别等功能。监控系统需要通过摄像头来捕捉信息，而摄像头想要完善地得到实时情况，需要一定的传感设备作为辅助，对监视对象的内容进行记录。控制摄像头以及其他辅助设备，同样是电气自动化技术的应用范畴，在实践中不难发现，其特点是实现防盗安防系统的联合，扩大防范规模和能力。
2.3电气自动化技术在报警系统中的应用
如果把智能建筑看作是整个城市的信号源，那么报警系统就是与公安、消防等部门连接的必要结构。对于智能建筑而言，防火防盗等系统主要是基于物理手段实现的，如电子监控、烟雾探测等，一旦发生安全问题就会及时做出反应，并通过报警系统直接与相关部门联系。即便是在业主不在家或无法及时反应的情况下，依然可以以最快的速度获得救援。此外，智能建筑对电气自动化技术的运用还包括防静电接地系统、防雷接地系统等，大多是基于安全角度的应用。很显然，电气自动化技术的应用可以规避人工反应慢的问题，同时在一些危险的环境中避免了人身伤害，反应速度和工作效率较高。例如在一些长期需要反馈信息的环节中，采用人工操作不仅成本高，而且存在危险性，而采用电气自动化技术，只需要通过总线控制的方式来实现各个部分的调节、重启、管理即可。
3结束语
我国的智能建筑发展还处于刚起步的阶段，在设计、建造、应用等方面还存在很多不足。要提高电气自动化技术的应用程度，一方面要加强智能建筑自身的发展水平，通过培养综合性人才来满足建筑行业的需要；另一方面，要不断开发适用于智能建筑的电气自动化产品，从整体性出发，改进该类产品中存在的问题。
参考文献：
[1]胡英清．浅谈电气自动化在智能建筑中的应用[J]．黑龙江科学，2013（10）：54．
[2]邢炜．自动化控制技术在智能建筑中的应用分析[J]．自动化与仪器仪表，2015（4）：3-5.
智能门禁篇9
【关键词】人脸识别 职能门禁 OpenCV
随着经济的发展，人口流动性日益增大，安全入口控制应用的需求快速增长，生物统计识别技术得到了广泛研究开发，智能门禁系统作为安全防护系统中重要的组成部分，受到了研发人员的重视。生物特征具有唯一、稳定和普遍等特性，应用较多的生物特征有人脸、指纹、虹膜和视网膜等。其中，人脸的采集与识别相对于其他生物特征来说，具有采集方便、直接、安全和快捷等特点，适合应用于智能自动控制的场所。
人脸作为人类最重要的表达器官，可以向我们提供重要的信息，如性别、种族、情绪、年龄和性格等等，因此人脸识别技术也就必然成为人机交互的重要手段。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。利用人脸生物特征对人体进行识别的技术，能够很好地应用在智能门禁系统中。文中基于人脸识别的智能门禁控制系统设计，主要包括门禁系统设计和人脸采集检测识别部分。
1 职能门禁系统总体设计
基于人脸识别的智能门禁控制系统由前端采集控制系统和后台人脸采集检测识别系统组成。前端采集控制系统实现前端的信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；后台人脸采集检测识别系统实现人脸***像的采集、定位与识别，并通过串口发送控制信息给前端系统。系统框***如***所示。
热释电红外传感器检测大门口是否有人靠近；当有人靠近大门口时，光敏电阻检测是否需要开灯为人脸采集进行补光；通过串口发送信号给后台人脸采集检测识别系统，后台接收到信号后，驱动影像采集设备采集***像，经过预处理、检测、识别，判断人员的身份是否合法。对于无权限入内的人员，前端采集控制系统通过串口发送控制信号控制语音模块进行语音提示，对于合法的人员，前端采集控制系统发送信息控制继电器打开大门。
2 人脸采集检测识别系统算法
2.1 ***像预处理
***像采集设备采集到的人脸***像，因***像的采集设备、光照条件、人脸姿态位置等因素存在差异，所以采集到的***像可能会有各式各样的噪声，获取的***像若不经过处理，将干扰人脸识别的效果。因此，为了准确稳定地获取人脸特征，必须对***像进行规范化处理，消除噪声，修正失真。
人脸***像预处理主要包括：几何规范化及灰度规范化。几何规范化是指通过把两眼瞳孔之间的距离作为系数比对整个***像进行平移、旋转、缩放，形成符合训练集的人脸***像标准。灰度规范化是改善***像质量，并将其灰度统一到给定的标准，一般包括灰度变换、直方***均衡化两个步骤。
2.2 人脸检测
AdaBoost是典型的集成机器学习方法。是针对同一个训练集训练不同的弱分类器，弱分类器识别率好于随机猜测的学习算法，所有迭代得到的弱分类器，并按照―定的权值叠加起来，得到一个强分类器。将多个强分类器连接起来，得到Adaboost级联分类器。通过一组样本的学习后，能够达到理想的识别率的学习算法。其算法本身是通过改变数据分布来实现的，它根据每次训练集之中每个样本的分类是否正确，以及上次的总体分类的准确率，来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练，最后将每次训练得到的分类器最后融合起来，作为最后的决策分类器。
2.3 人脸识别
主成分分析法（Principal Component Analysis PCA）是一种常用的基于变量协方差矩阵对信息进行处理、压缩和抽提的有效算法。PCA算法在降维和特征提取方面优势突出，在人脸识别领域得到了广泛的应用。
PCA算法的原理是利用K-L变换抽取人脸的主要成分，构成特征脸空间，识别时将测试***像投影到此空间，得到一组投影系数，通过与各个人脸***像比较进行识别。利用特征脸法进行人脸识别的过程由训练阶段和识别阶段两个阶段组成。
2.4 OpenCV的应用
OpenCV的设计目的是执行速度尽量快，主要关注实时应用。它构建了一个简单易用的计算机视觉框架，帮助开发人员更便捷地设计更复杂的计算机视觉相关应用程序。它采用了优化的C代码编写，能够充分利用多核处理器的优势。OpenCV提供了 MLL（Machine Learning Library）机器学习库。MLL机器学习库侧重于统计方面的模式识别。MLL除了用在视觉识别相关的任务中，还可以方便地应用于其他的机器学习场合。
OpenCV主体分为四个模块，OpenCV的CV模块包含基本的***像处理函数和高级的计算机视觉算法。ML是机器学习库，包含一些基于统计的分类和聚类工具。HighGUI包含***像和视频输入、输出函数，CXCore包含OpenCV的一些基本数据结构和相关函数。
3 人脸检测识别门禁系统的实现
人脸检测识别门禁系统包括主界面程序模块、New User模块、User模块、Records模块、Help模块、Exit模块组成，其中New User模块、Authenticate模块均用到了OpenCV库中的一些变量和函数接口。
进入 New User 程序子模块，即调用recognizeFromCam（）函数，首先通过运行loadTrainingData（）函数判断facedata.xml 数据库中有无人脸***像数据，如果facedata.xml数据库中已有人脸***像数据则从数据库中读取之前保存在数据库中的训练集的人的名字、人的个数、训练脸的个数、特征脸的个数、特征向量、特征脸、平均脸等数据；如果facedata.xml数据库中没有人脸***像数据，则说明系统是第一次开启，还未进行人脸检测和识别。ecords 模块后调用recordview函数，输出训练***像的个数、识别可信度、检测用时、摄像头分辨率等信息。
论文对基于OpenCV的人脸识别算法进行了分析，并基于ARM芯片完成了 ARM 的移植，成功应用于智能门禁系统中。系统前端以单片机为中心实现了信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；通过摄像头采集人脸信息，借助几何规范和灰度规范实现人脸的规范化处理。通过Adaboost级联分类器实现人脸检测，采用改进的PCA算法进行人脸识别，用人脸作为身份识别控制门的开关；对不合法的来访者发出声音报警。经过测试证明，该具有人脸识别检测功能的门禁系统可以有效的减少非法闯入事件的发生，确保了智能家居的安全性。论文设计的基于 OpenCV 的智能门禁系统具有硬件配置简单，系统占用资源较少等优势，此系统在智能家居上的应用中具有良好的发展前景。
参考文献
[1]王红锐.智能门禁系统中人脸识别技术的研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.
[2]张鹏.高档别墅区智能门禁管理系统设计[D].济南：山东大学，2012.
智能门禁篇10
关键词：智能建筑；电气自动化；应用分析
中***分类号：TE08文献标识码： A
引言
近年来，我国智能建筑逐渐发展，特别是***的十报告中提出“坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路”。由于信息化是未来的发展方向，以及人们逐渐开始追求安全、便捷、高效、健康、节能、环保的建筑环境需求，更多的智能化运用到建筑当中。因此，用信息化带动建筑的发展，用智能化为建筑服务，这就更加推动了智能建筑在我国的发展。特别是智能建筑已经成为建筑业中新的经济增长点。
一、智能建筑设备的优势
从建筑行业的众多分析中来看，智能建筑之所以能成为热门的原因是由于机电设备自动化的发展，而自动化是现在人们对更加便利的生活方式的追求潮流。智能建筑的机电设备自动化运用的技术多种多样，综合了广泛分布的计算机技术、通信技术、多媒体应用技术、安全防范技术、互联网技术等等，以这些技术为支撑进行开发应用，实现自动化控制，让各种内部设备得到合理利用，节约各种成本，实现优势最大化。具体优势如下。
第一，自动化技术的应用能够及时有效地进行实时监控、发现故障和排除故障。近年来，高大建筑的蓬勃发展使得建筑结构也是愈加的复杂化了，复杂结构的出现同时也伴随着问题的出现，智能建筑的故障发生也成为了常态，而机电设备的自动化应用技术采用的采集-处理-反馈的模式能很好地解决这一问题，减轻楼层管理的工作负担。主要是通过对楼层的系统进行信息化监控及时反馈信息到监控中心，并且下达指令，以这样的方式进行24小时不间断监控和有效管理。另外，监控还能进行自动化判断，进行自行调节，启动应急预案机制系统，从而大大的保证了智能建筑的安全可靠性。
第二，高效的输出能力也保障了对设备的及时有效监控管理。各种网络渠道的应用使监控任务更好的落实，智能建筑的设计已经对机电设备自动化技术的系统功能进行各种量化分析，在智能建筑中，一套完整的信息监控系统必不可少，而且实现了设备与控制中心的完美链接，能够充分利用整个系统体系的调节，还能建立楼层远程管理系统和本地方的控制台，从而实现一种双重监控的管理模式，提高信息输出的能力。这样的自动化技术的应用也使设备的操作得到有力保障。
二、电气工程及自动化技术在智能建筑中的重要应用
1、智能建筑门禁管理系统
所谓门禁管理系统，即为现代智能建筑弱电安防子系统，其主要是通过安装门磁、控制器以及电控锁和读卡机等控制设备，利用前者的功能，对只能建筑物电梯厅、出入口以及重点库房和设备控制中心等重要进出通道口进行实时监控，从而实对主要通道口位置、通行方向以及通信时间的及时监控，并且设定相应的程序，以此加强对出重要入口位置的实时控制。实现进出通道的权限的管理，实时监控功能，出入记录查询功能，异常报警功能。同时，根据系统应用的实际情况，还包括反潜回、消防报警以及防尾随监控联动功能。对于门禁管理系统而言，组成如下：门禁控制设备是整个门禁管理系统的核心部分，可以实现整个门禁系统的信息输入、信息输出以及相关信息数据的处理与储存。对于门禁读卡器而言，其主要功能是读取卡片中的相关信息数据，对相关生物特征进行数据分析，并且将分析出来的相关信息数据及时传送到门禁控制系统之中。对于卡片而言，其作用和功能是门禁管理系统电子开门钥匙，将相应的门禁信息数据记录下来，通常是一个IC卡、或者磁卡、或者ID卡片。对于电控锁而言，其作为门禁系统的主要执行单位，通常在电源断开的情况下，将开门状态呈现出来，这主要是基于消防安全的要求和考虑。对于门禁软件而言，通过其可实现对整个门禁系统的网络监控、实时查询和管理。电源的作用非常重要，通过电源来实现门禁系统能源供给系统，是整个门禁系统中不可或缺的一部分。
2、智能建筑闭路电视实时监控系统
对于智能建筑中的闭路电视实时监控系统而言，它实际上就是一种较为先进、具有极强防范功能的现代综合管理系统，是整个智能电气自动化安防系统的重要组成部分。对于闭路电视实时监控系统而言，其主要是通过实时遥控摄像机、相关辅助设备（比如云台以及镜头等），直观地反映出被监视场所的实时状态和详细情况，其基本框架如***所示。对于电视实时监控系统而言，可将监视场所内的声音、***像等信息，全部或者绝大部分地记录下来，以便于日后处理相关事件时，可以提供准确、重要的依据。从电视实时监控系统的应用实践来看，其最大的特点就是可实时与防盗安防系统联动应用，可以广大防范范围，提高防范能力。
3、办公自动化系统的应用
智能建筑一般为项目比较大，其需要处理的事情也比较多，这就需要不少的人力、财力和物力，这无形之中就增大了成本。但若能实现办公自动化，那么将能有效降低成本。办公自动化就是利用先进的科学技术，逐步将人的部分办公业务活动物化到设备当中，促使这些设备和办公人员形成人机信息处理系统。其目的就是最大程度地利用信息资源，提高劳动生产效率和工作质量，并帮助提供决策依据。在具体的办公室中，主要以计算机为中心，利用打印机、传真机、复印机、电子信箱等现代化办公及通讯设备，广泛、全面和迅速地收集、整理和加工成能够使用的信息，从而为科学管理和进行决策提供服务和支持。因此，办公自动化系统的建立，能实现自动分析、采集信息，实现提供各种优化方案，协助决策者能够做出正确决定。
4、智能建筑防静电接地系统
在现代智能建筑群体中，有效的接地方法、屏蔽技术，可有效防范电磁干扰，防静电接地利用现代设备外壳、PE线连接，通常室内屏蔽利用更多一些，而且与PE线的连接更为可靠。在实践中，走步、设备运作等，若处于干燥、洁净的环境条件下，极可能因摩擦而产生静电荷。对于防静电接地而言，其主要是将带静电物体经导静电体、大地等，构成电气回路，从而最大限度地降低对电气设备的伤害。在接地工作中，一定要加强重视，防静电接地环境是干燥的、洁静的，全部电气设备外壳、室内设施应当通过PE线实现多点连接，这样才能确保防静电接的做好能够有效地发挥出来，从而实现智能建筑室内电气设备的有效保护。
5、智能建筑防雷接地系统
智能建筑内部存在着非常多的电子电气设备、布线，比如通信自动化、火灾报警以及消防联动系统，同时还包括楼宇自动化、保安监控、办公自动化以及闭路电视等系统，因此应当加强重视，做好防雷接地管控。实践中，无论是直击、反击还是冲击，都会导致电气电子设备受到一定程度的损坏或者干扰。基于此，智能建筑的所有功能接地，须以防雷接地系统为基础，建立健全严密的防雷结构体系，接闪器建议选用针带组合接闪器；与大楼柱头钢筋作电气连接，引下线利用柱头中钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接，有效防雷击损坏楼内设备、避免电磁十扰。
结束语
随着我国科学技术水准的不断提高，智能建筑逐渐将成为我国建筑行业的发展趋势，但智能建筑各项功能的实现都离不开电气工程及自动化技术。同时，电气工程及自动化还能大幅降低对人工的需求，增大测量的准确性和及时性，这样就能有效避免事故发生。因此，相关人员在智能建筑的电气工程及自动化设计中需要加强自动化技术的应用，切实提高智能建筑电气工程及自动化的运行效率。
参考文献