欧阳乾+严舒
摘 要：传统的高校实验室管理很难在大学生的动手能力、创新创业能力提高上得到满足，为了提高教师和学生的工作效率，研究一种基于互联网的高校实验室智能门禁系统。读卡器接受信息将数据在门禁系统上进行甄别，使用 TCP/IP协议实现计算机和网络交换机通信，经过无线路由模块实现门禁系统和手机app通信。实验结果表明，实验管理人员可以随时掌握实验室中设备和人员的情况，提高了实验室的利用率，实现了对高校实验室的无人智能化管理。
关键词：门禁系统 实验室 智能化 手机app 读卡器 互联网
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0150-02
高校实验室是培养当代大学生创新创业的重要实践基地，大学生有着较为丰富的理论知识和一定的创造力，但因为实践经验和能力的欠缺，往往在创业的初期就夭折，如何培养当代大学生的动手实践能力成为了国家十三五规划的重要议题。随着“互联网+”技术的发展，高校信息化和网络化的普及，企业对高校学生的动手能力的要求不断提高，提高实验室的利用率成为了迫在眉睫的问题，一种开放式的实验室管理成为了必然要求，对高校的实验室管理提出了智能化和人性化要求。
1.1 总体设计
1.1 系统总体方案设计
本系统主要由服务器（内网和外网），门禁控制器，读卡器，网络交换机，计算机，手机，报警模块等组成。其中门禁控制器是门禁系统的核心部分，它负责整个系统的输入、输出、处理、存储和控制等。读卡器采用8051单片机读取校园卡信息，内容包括人员信息，刷卡日期等。读卡器与门禁系统采用串口方式连接，读卡器将读取的信息通过RS-485传输到门禁控制器中，门禁控制器通过TCP/IP网络交换机信息发送到门禁系统管理软件或者手机APP。
2 硬件功能设计
2.1 门禁通信系统硬件设计
本文系统通过设计各通信模块，使用RS-485串口协议，TCP/IP协议，无线传输协议，完成主控制器和各个模块之间的通信。读卡器和门禁系统之间采用串口协议，门禁系统和服务器之间通过采用TCP/IP协议，服务器和终端采用有线或者无线传输协议，其中无线传输是一种短程无线技术，能够在数百英尺的范围内支持互联网接入的无线电信号，速率可达11MB/S，其无线电波的覆盖范围广，可以方便地为整栋安装门禁系统的大楼提供无线的宽带互联网接入，其中通信速度可达300MB/S，同时服务器还连接报警模块。
3 软件功能设计
3.1 门禁管理系统
门禁管理系统是教师通过互联网平台，进行智能化管理的软件系统，分为PC客户端和手机客户端，实现数据的采集，传输，处理，存储的综合性服务。根据ID号的不同权限授予不同的功能，操作者根据自己的操作权限在系统上进行各种设定。打开软件后，以管理员身份进入查询界面，可以查看所有登记注册的教师的工号，姓名，开门时间，关门时间，某间实验室的开门/关门情况，授权卡或者删除卡等记录信息。
3.2 预约系统
预约系统是专门为教师和学生设计的系统，教师和学生根据教学和实验的要求向实验室管理员申请实验室的使用预约，系统将在规定的时间内向教师和学生开放，做到有约则可用，无约则禁用。通过预约平台可以查看实验室的预约情况，实验仪器的使用状态包括维修，报废等。只要输入起始日期时间和结束日期时间即能得到授权，如果超出了这个时间范围，则系统将自动停止授权，需要重新申请预约。
3.3 数据库管理系统
所有的信息通过后台服务器将数据存储到本地计算机中，同时在进行数据存储和更新时，系统自动还同时生成一张EXCEL备份表格，当系统软件出现故障时，可以直接打开EXCEL表格查询到刷卡事件记录，门状态事件记录，报警事件记录等所有信息。当系统恢复正常时，通过软件中的导入按钮，也可以将EXCEL表格信息恢复到数据库中，保证了数据的完整性和统一性。
4 功能设计实现
4.1 注册登录
当用户想使用实验室时，第一次使用需要在网上注册并填写完整相关信息，注册成功后校园卡的卡号即是ID号。已经注册过的用户需要在登录页面输入ID号和密码，服务器验证通过后即可登录计算机客户端或者手机客户端。针对不同级别的操作人员分配多种不同操作级别的的权限，进入不同的控制界面可以看到实验室的详细信息，包括设备使用情况，其他用户使用情况等等，这样就可以合理安排自己的实验时间。另外由于本系统是高校专用系统，只有本校教工和在读学生才能注册和登录。
4.2 预约登记
注册用户登录高校实验室管理系统后，通过查看实验室使用时间安排，填写相关预约信息，并选择预约时间，如果是正常上班时间就可以在任何工作时间进行预约，如果遇到节假日或者寒暑假期间，则必须要写明使用原因，使用设备等，并经专用管理人员的授权才可进出。预约后就可以在约定的时间通知上课班级学生进行实验。当预约时间到了超出范围，则校园卡卡片授权信息自动停止，需要重新申请。
4.3 信息填写
预约成功后，教师则需要进一步写明要进行的实验班级，实验人数，实验室项目名称，要使用的实验仪器和设备，实验的重点和难点，实验注意事项，是否使用多媒体等，方便管理员提前做好准备。做完试验后，教师可以上传学生的实验成绩，并根据学生的实验情况重新作出实验任务的安排和调整。
4.4 信息反馈
实验结束后，教师可以根据学生的反馈将相关的设备使用情况告诉实验室管理员。管理员也可以通过门禁系统软件及时了解实验室的情况，方便安排人员及时维修设备，不需要管理员每天到每间教室查看设备损坏情况，学生课后也可以通过交流平台和老师进行在线交流，极大地提高了教师的工作效率，节约了学生在上课时提问题的时间。
5 结语
“互联网+”必将成为门禁系统的发展趋势，门禁系统的应用范围越来越大，在各领域中的作用已经越来越明显，门禁系统已经在智能小区，写字楼，企业，大型综合体得到广泛应用。正在飞速发展的生物识别技术和手机NFC技术为门禁行业提供了新的方向，视频智能分析技术和生物识别技术为门禁产品提供了新的动力。传统的门禁系统加上互联网的平台使得高校实验室智能门禁系统可以有效解决传统门禁行业工作效率低，实验室利用率低等弊病。
参考文献
[1]马锡坤.基于互联网的远程视频诊疗服务系统方案实现[J].计算机应用与软件，2013，30（4）：208-210.
[2]张佳宇，彭力.基于多重识别的网络型门禁系统设计[J].测控技术，2014，33（10）：60-63.
[3]姜元鹏，黄敏，姜淑娟，等.高校图书馆门禁系统的实现与应用[J].图书馆工作与研究，2011（181）：44-47.
[4]鞠凤娟.基于大型嵌入式系统的污水检测系统设计[J].现代电子技术，2016，39（22）：147.
[5]张小龙，刘书炘.基于级联支持向量机融合多特征的人脸检测[J].计算机应用与软件，2016，33（4）：151-154.
[6]宁方华，张彦伟.基于随机哈希锁的射频识别门禁系统安全方案[J].吉林大学学報，2012，42（1）：67-69.
[7]赵敏，高明芳.基于非接触式IC卡门禁控制系统的硬件实现[J].煤炭技术，2011，30（12）：115-117.
[8]杨世恩.智能电子门禁系统研究与设计[J].通信技术，2011，5（44）：68-69.endprint
