廖恩紅 羅冬林

摘 要 隨著考勤門禁控制系統(tǒng)得到廣泛使用，有源卡考勤門禁控制系統(tǒng)更具有優(yōu)越性，因此得到更廣泛應用，免去了近距離排隊刷卡的時間，但其存在無法有效地判斷實際動作是進門還是出門的弊端，文章提出一種實用新型有源卡進出門自動判斷裝置來解決相關問題，詳細介紹其設計與應用。

【關鍵詞】有源卡 進出門 自動判斷裝置 設計與應用

考勤門禁控制系統(tǒng)廣泛使用于學校、醫(yī)院、商城、公司等需要進行考勤記錄或門禁控制的場所門口，用于記錄考勤時間和開門狀態(tài)?？记陂T禁控制器由讀卡主板與感應讀頭配套使用，常見的讀頭有無源卡和有源卡之分。對于無源卡讀頭可通過軟件設置修改硬件參數，使在不同讀頭上的刷卡動作有效地記錄為進門或出門。而有源卡讀頭是采用遠距離射頻讀卡模式，在射頻范圍內，無論卡片從哪個方向進入感應區(qū)域，均能進行記錄。有源卡讀頭在實際投入使用時，能遠距離識別刷卡信息，免去了近距離排隊刷卡的時間，但其存在無法有效地判斷實際動作是進門還是出門的弊端。本文介紹了一種實用新型有源卡進出門自動判斷裝置的設計與應用。

1 新型有源卡進出門自動判斷裝置的設計思路

新型有源卡進出門自動判斷裝置的設計目的是提供一種感應范圍大，讀卡速度快，能有效判斷進出門的有源卡進出門自動判斷裝置。

為實現上述目的，采用的技術方案是：一種新型有源卡進出門自動判斷裝置，見圖1為本實用新型的結構示意圖。其特征在于：由讀卡主機1以及有源卡讀卡器2構成，有源卡讀卡器2成對設置，其兩者前后相隔一定距離設置；讀卡主機1與有源卡讀卡器2相連接，并接收有源卡讀卡器2的讀卡信號。

讀卡主機1包含主機外殼11、傳輸線12、主板13、網絡模塊14和數據處理模塊15；有源卡讀卡器2包含讀卡器外殼21、內置感應線圈22和信號傳輸模塊23；有源卡讀卡器和讀卡主機通過傳輸線12連接。主機外殼11上設有網絡接口、接線口和電源接口。讀卡器外殼21上還設有接線口和感應燈。兩個有源卡讀卡器2安裝距離>10M。有源卡讀卡器2通過信號傳輸模塊23與讀卡主機1連接，讀卡主機1通過網絡模塊14與網絡平臺連接。

裝置采用上述結構后，將兩個有源卡讀卡器組合，通過調整有源卡讀頭的感應區(qū)域擺放方向，與讀卡主板配合使用，不僅能充分運用有源卡遠距離感應，感應范圍大，及支持快速讀卡的特性，并且實現對進出門的有效判斷。

2 系統(tǒng)使用步驟

在實際使用中，實際的使用步驟如下：

（1）通過軟件設置讀卡主板的兩個有源卡讀頭接口的參數（一個標記為進門、一個標記為出門），在對應的接口接入有源卡讀頭硬件。

（2）將兩個有源讀頭分開>10m的距離安裝。

（3）人員進出時會先后進入兩個讀頭的感應范圍，被兩個讀頭先后感應到卡片，讀頭將卡片時間和卡片信息傳給讀卡主板。

（4）讀卡主機收到兩個讀頭的感應數據后，采集每5s時間段內兩個讀頭分別對該卡片的感應次數，并分析感應次數的變化趨勢，依此判斷兩個讀頭的感應先后順序。

（5）讀卡主機通過網絡模塊將最終判斷數據發(fā)給所需的網絡平臺。

在實際使用中，本實用新型進出門讀卡的判斷方法為：若在本次卡片的感應記錄中，兩個讀頭的感應次數變化是由A多B少逐漸變?yōu)锳少B多，則表示人員進出方向是先從A再到B，由此判斷為進門。若在本次卡片的感應記錄中，兩個讀頭的感應次數變化是由B多A少逐漸變?yōu)锽少A多，則表示人員進出方向是先從B再到A，由此判斷為出門。

3 系統(tǒng)實現的工作原理

進出門判斷的機制方式如下（重點是卡片每次被讀頭有效感應到時，卡片會把上次已存儲的讀頭號碼信息以及更新時間發(fā)給讀頭，并且讀頭會回復數據給卡片，更新卡片上存儲的信息為最新。）

圖2是進出門判斷的圖例，進出門判斷邏輯：卡片存儲的信息從門1變化為門2表示“進”，從門2變化為門1表示“出”。其他情況（門1變化為門1，門2變化為門2）為“未知”。每次生成的判斷結果，會上報服務器，服務器可對“未知”的結果值進行忽略。

圖例僅模擬了進出門5次感應的情況，實際使用時會存在在一個區(qū)域重復刷卡，及同事被兩個區(qū)域感應到的現象，故他們的調試軟件上有“同一個門的防重讀時間”，和“不同門的防重讀時間”設置選項。

運動過程中，卡片會和讀頭不斷交互數據，但在設置的防重讀時間內，讀頭不會更新卡片上存儲的信息。

但同時仍然要求：1.兩個讀頭的距離要遠（可根據單門的步行距離時長，設置“相同門的防重讀時間”，減少數據的刷新） 2.感應區(qū)域不要重疊，或重疊范圍要小（可根據重疊感應的時長設置“不同門的防重讀時間”）

詳細解釋如下：

模擬進門：當A進入門1的感應區(qū)域時，門1把“當前時間+門1”這個信息發(fā)送給卡A，卡A記錄此數據。之后繼續(xù)感應門1，卡片A把存儲的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的門1信息，判斷為“未知”，并且門1再把“當前時間+門1”這個信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結果均為“未知”，因為主機接收的判斷結果信息都是門1-門1。

直到卡A感應到門2，此時卡片A把存儲的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的是門1信息，故主機判斷此次結果為“進門”，并且門2把“當前時間+門2”這個信息發(fā)送給卡A.之后繼續(xù)感應門2，卡片A把存儲的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的門2信息，判斷為“未知”，并且門2再把“當前時間+門2”這個信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結果均為“未知”，因為主機接收的判斷結果信息都是門2-門2。

模擬出門：因在出門前，卡A記錄的最后的信息是門2，當出門時，A進入門2的感應區(qū)域，卡片A把存儲的信息發(fā)給門2，門2得知上次卡A是記錄的門2信息，判斷為“未知”，并且門2再把“當前時間+門2”這個信息發(fā)送給卡A。期間的判斷結果均為“未知”，因為主機接收的判斷結果信息都是門2-門2。

直到卡A感應到門1，此時卡片A把存儲的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的是門2信息，故主機判斷此次結果為“出門”，并且門1把“當前時間+門1”這個信息發(fā)送給卡A.之后繼續(xù)感應門1，卡片A把存儲的信息發(fā)給門1，門1得知上次卡A是記錄的門1信息，判斷為“未知”，并且門1再把“當前時間+門1”這個信息發(fā)送給卡A。期后的判斷結果均為“未知”，因為主機接收的判斷結果信息都是門1-門1。

4 系統(tǒng)的應用優(yōu)勢和前景

新型有源卡進出門自動判斷裝置是一款用于停車場、大中型企業(yè)、幼兒園接送管理系統(tǒng)等對移動的車輛和人進行識別和管理的遠距離讀卡器。其遠距離讀卡門禁控制器是采用兩組高效2.4G藍牙卡識別電路與兩路門禁控制器組合設計而成，支持兩組Weigand輸出、3組繼電器輸出，采用RS232、RS485、TCP/IP等三種通信方式，支持存儲5.5萬張用戶卡與22萬筆讀卡器記錄。兩組讀卡電路在當讀到合法卡時，自動驅動對應的繼電器輸出，當讀到非法卡時，自動驅動報警繼電器輸出。可以輕松的實現停車場、大中型企業(yè)和幼兒園接送管理系統(tǒng)的出入控制要求。

新型有源卡進出門自動判斷裝置由讀卡器、天線和有源電子標簽組成，施工安裝簡單，便于維護，使用起來更加簡單。電子標簽即遠距離卡，讀卡器配合高增益的天線使用，在50米以上的距離就可以完成讀寫操作。系統(tǒng)設置了近、中、遠三個檔次，用戶可根據實際的情況來進行設置。

對于停車場用戶，新型有源卡進出門自動判斷裝置的讀卡器速度可達1000張/秒，并且最遠距離達50M以上。60時時速時可以不停車不減速讀卡，不停車讀卡，大大提高車流通過量，交通高峰期無需堵車排長龍，節(jié)省燃油費用。

對于大中型企業(yè)與學校用戶，在企業(yè)、學校等地方人員極多的時候，能進行快速精準的計算，確保不落人，不重復計算。出、入口選用一套讀卡器主機加載兩根天線，即可控制進口和出口的車輛或人，更加節(jié)約了企業(yè)、學校用戶門禁設施的投入成本。其次系統(tǒng)采用高頻傳輸信號，不受雨、雪天氣的影響，多組接口輸出，輕松的實現停車場、大中型企業(yè)和幼兒園接送管理系統(tǒng)的出入控制要求。

目前新型有源卡進出門自動判斷裝置經過設計生產調試已經實際投入使用，該系統(tǒng)已用于湛江2中港城中學、湛江市第21中學等多所學校。期中港城中學學生人數達5000人，21中學4000人，在用了該套系統(tǒng)后，學生進出校門只需要20分鐘，免去了近距離排隊刷卡的時間，且數據判斷準確率高，有效的緩解了上、下學高峰學生擁擠的情況，獲得了學校及家長的一致好評。未來一段時間，新型有源卡進出門自動判斷裝置將有著廣大的應用市場和發(fā)展空間。

5 結束語

本文所述的一種新型有源卡進出門自動判斷裝置經過設計生產調試，已經達到實際使用的階段，經過使用達到很好的效果，解決了很多大中型企業(yè)員工進出門控制以及上下班考勤的實際問題。而且系統(tǒng)經過檢測，申請獲得了專利局批準的專利證書，具有相當的推薦使用價值。

參考文獻

[1]楊涵.論校園一卡通系統(tǒng)的建設與實現[J]科技與經濟，2006（20）：12-13.

[2]王曉燕.淺析某高校校園“一卡通”系統(tǒng)[J]科技創(chuàng)新與應用，2013.

[3]楊海艷.基于數字化校園的校園一卡通構建研究[J].數字技術與應用，2014（04）.

作者簡介

廖恩紅（1975-），男，廣東省五華縣人?，F為廣東工程職業(yè)技術學院信息工程學院副院長、高級工程師、一級建造師，招標師，從事建筑智能化弱電工程項目招投標、學校網絡系統(tǒng)工程設計規(guī)劃、校園一卡通系統(tǒng)項目規(guī)劃建設與項目管理等方面的工作。

作者單位

廣東工程職業(yè)技術學院 廣東省廣州市 510520