1． 引言

　　智能門禁管理系統(tǒng)是智能大廈的集成化安全保護系統(tǒng)的重要組成部分，它是智能大廈內(nèi)工作、生活的人們創(chuàng)造安全空間的必要前提。它的基本功能是通過對門磁開關、防盜報警探測器及指紋掌形識別器等傳來的信息進行分析、識別，從而有效地監(jiān)視并管理門的開啟與關閉，保證授權出入門人員的自由出入，限制未授權人員的進入，對強行入侵的行為及其它異常情況予以報警；同時對出入人員代碼、出入時間、出入門位置號碼等信息進行存儲與管理，以實現(xiàn)對出入事件或人員的有效檢索管理。智能門禁管理系統(tǒng)的最終日的是保證防護區(qū)域內(nèi)的安全，實現(xiàn)門與進出人員的智能化管理。

　　2． 系統(tǒng)功能設計

　　根據(jù)當前的要求，本文設計的智能門禁管理系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下基本門禁功能：

　　(1)系統(tǒng)管理：包括管理員登錄、更改登錄者口令、設置ODBC數(shù)據(jù)源。

　　 (2)Site管理：包括添加新Site、激活、刪除、清空Site、設置Site屬性。

　　(3)用戶機構管理：包括機構管理、用戶管理。

　　(4)掌形儀管理：包括添加新掌形儀、清空、注冊用戶、注冊時間段、注冊節(jié)假日、刪除、關聯(lián)門、設置屬性。

　　(5)高級管理：包括設置節(jié)假日、設置時間段、組合驗證、管理員、數(shù)據(jù)備份、手動開關門、設置實時監(jiān)控。

　　(6)查詢報表：包括查詢用戶信息、節(jié)假日、時間段、系統(tǒng)日志等。

　　(7)門禁功能，主要有以下這些功能：靈活選擇和配置監(jiān)控門的數(shù)量，為監(jiān)控門進行命名；靈活設定門的自動開關時間；只有先驗證身份，經(jīng)系統(tǒng)認可方后才能開門；可以啟動或禁用一臺掌形儀或一個站點，靈活地設定某臺掌形儀在什么時間段可以打開哪些門；通過系統(tǒng)設置，將某些門設置為常開或常閉狀態(tài)，對于設置為常閉狀態(tài)的門，任何驗證都不能打開；實時顯示當前所有門的開關情況；對某些出現(xiàn)異常的門進行報警；記錄所有門和掌形儀的情況，這些將作為歷史記錄供以后查詢；對指定門或掌形儀在指定時間段內(nèi)的動作情況進行查詢統(tǒng)計；通過軟件系統(tǒng)控制某扇門或所有門的開啟，主要用于緊急疏散等特殊情況。

　　本系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡化管理，可以實現(xiàn)信息資源共享、遠程監(jiān)控以及各安全子系統(tǒng)聯(lián)動等功能，不僅著眼于整體安全性、可靠性的提高，而且使系統(tǒng)的維護更簡便，保證了維護的即時性和有效性，降低了系統(tǒng)運行成本。

　　3．系統(tǒng)技術設計

　　考慮智能門禁管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是分布的，因而需要對系統(tǒng)使用合適的技術來訪問和共享這些遠程的數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，以便數(shù)據(jù)在公司的各個部門之間合理地流動，我們可以在數(shù)據(jù)庫層次上共享數(shù)據(jù)或在應用的業(yè)務邏輯層上共享輸送數(shù)據(jù)，雖然用于實現(xiàn)該類應用的技術和解決方案有很多，但在這里針對本系統(tǒng)的特點來介紹技術需求。

3．1 分布式技術

　　與一般的信息管理系統(tǒng)不同，智能門禁管理系統(tǒng)的主要特點在于數(shù)據(jù)的分布性以及由此決定的系統(tǒng)的結構也將是分布的，而通常的信息管理系統(tǒng)只是管理本地的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)較為集中和便于管理。但本系統(tǒng)仍然具有信息管理系統(tǒng)的一些新的特點，我們在使用數(shù)據(jù)庫訪問技術時使用可遠程訪問數(shù)據(jù)的訪問引擎，使該系統(tǒng)實現(xiàn)類似于通常的信息管理結構。

　　本系統(tǒng)采用J2EE 的Struts+Spring+Hibernate架構。J2EE架構體系分為三個層次，分別是表示層(客戶層組件)、業(yè)務邏輯層(包括Web層組件和業(yè)務邏輯層組件)和企業(yè)信息系統(tǒng)。該架構具有跨平臺的特性，結構中的三個層次可以處于不同的平臺下進行協(xié)作應用。兇為表示層可以使用不同的客戶端程序，因此具有很好的分布性，可以適應分布式管理的要求；在后臺的應用系統(tǒng)集成中，可以把企業(yè)不同的應用系統(tǒng)集成到該結構中，因此可以有效地保護現(xiàn)有的資源不被破壞。

　　3．2 Struts+Spring+Hibernate技術

　　本系統(tǒng)采用標準的三層結構模式設計，具體選用了Struts+Spring+Hibernate，這種組合方式基于J2EE平臺的開源框架。其中MVC 采用Struts，業(yè)務邏輯層采用Spring，持久化層采用Hibernate。

　　 Struts+Spring+Hibernate(簡稱SSH)是目前國外眾多知名軟件企業(yè)基于J2EE架構的主流應用技術。通過使用SSH框架，使整個框架在每個架構層上以一種松散耦合的方式彼此作用，而不用管底層的技術細節(jié)。智能門禁管理系統(tǒng)采用SSH框架，不僅能夠進行快速開發(fā)，而且也非常方便系統(tǒng)的擴展以及同其它現(xiàn)有系統(tǒng)進行整合。下圖2是整個框架的組合示意圖：

圖 1 Struts+Spring+Hibernate框架

　　Struts作為前臺控制框架簡化了程序的開發(fā)，使頁面設計人員和JAvA程序員達到有效的分離，使項目可擴展性大大增強，提升了開發(fā)效率，降低了維護成本。

　　Spring作為一個應用于所有層面的綜合框架，具有強大的應用功能及靈活性，非常適合作為一些大規(guī)模軟件項目的底層平臺。

　　Hibernate作為后臺 ORM(Object Relation Mapping) 個持久層框架的輕量級組件，對持久層進行了輕量級封裝，降低了程序的復雜度，易于調(diào)試，減輕了程序員的負擔，具有很強的擴展性。并且API開放，可白行對Hibernate源碼進行修改，擴展所需的功能。

　　3．3 掌形識別技術

　　掌形識別技術利用每個人的手掌形狀具有唯一性的特征來識別人的身份，掌形儀具有識別唯一性、安全性、可靠性的。其基本原理是：通過辨認使用者獨一無二的手掌特征來確認其身份，主要特征是手的大小和形狀。它包括長度、寬度、厚度以及手掌和除大拇指之外的其余4個手指的表面特征。首先是獲取手掌的三維圖像，紅外線照在手掌上，通過CCD圖像排列系統(tǒng)獲取手掌圖像，然后分析確定每個手指的長度、手指不同部位的寬度以及靠近指節(jié)的表面和手指的厚度，最終分析得到9O多個掌形測量數(shù)據(jù)。接著，這些數(shù)據(jù)被進一步分析得出手掌獨一無二的特征，從而轉換成9 byte的模板進行比較。當系統(tǒng)新設置一個人的信息時，將建立一個模板連同其身份號碼一起存入內(nèi)存，這些模板是作為將來確認某人身份的參考模板之用的。當人們使用該系統(tǒng)時，要輸入其身份號碼，模板連同身份號碼一起傳輸?shù)奖容^內(nèi)存。使用者將手放在上面系統(tǒng)就產(chǎn)生模板，這個模板再與參考模板進行比較確定兩者的相似度，比較結果被稱為一 得分”，二者之間的差別越大，“得分”越高，反之差別越小，“得分”越低，如果最終 得分”比設定的拒絕分數(shù)極限低，那么使用者身份被確認，反之，使用者被拒絕進入。

4．系統(tǒng)邏輯實現(xiàn)

　　為了解決傳統(tǒng)CIS的缺點，本系統(tǒng)在客戶端和服務器之間加入了一層應用服務程序，這種程序稱為“應用服務器”。將應用的業(yè)務邏輯放在中間層應用服務器上，與用戶界面分開。在保證客戶端功能的前提下，為用戶提供一個簡潔的界面。這意味著如果需要修改應用程序代碼，只需要對中間層應用服務器進行修改，而不用修改成千上萬的客戶端應用程序。從而使我們可以專注于應用系統(tǒng)核心業(yè)務邏輯的分析、設計和開發(fā)，簡化了應用系統(tǒng)的開發(fā)、更新和升級工作。本系統(tǒng)C／S部分的邏輯實現(xiàn)模型采用3層架構：表示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)層，如圖2所示。圖中的客戶端、應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器表示的是邏輯設備，并不表示物理機器，實際物理部署時，可以把它們部署在一臺物理機器上?？傮w來說，客戶端應用適用于局域網(wǎng)環(huán)境，客戶機相對固定，應用安全性高，響應速度快，性能好。

圖 2 智能門禁管理系統(tǒng)的體系結構

　　表示層(Presentation Tier)：處理與用戶的交互、交流。它要求盡可能的簡單，使最終用戶不需要進行任何培訓就能方便地訪問信息。

　　業(yè)務邏輯層(Business Logic Tier)：處理用戶所需要的信息?？梢垣@得表示層提供的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫層的需要對其進行處理；也可以從數(shù)據(jù)庫層獲取數(shù)據(jù)，并根據(jù)表示層的需要來對數(shù)據(jù)進行處理。

　　數(shù)據(jù)庫層(Database Tier1：存儲系統(tǒng)所處理的所有數(shù)據(jù)。

5．系統(tǒng)網(wǎng)絡結構設計

　　智能門禁管理系統(tǒng)的最小工作單位為掌形儀，由若干個掌形儀構成一個子系統(tǒng)，再由子系統(tǒng)構成一個大的系統(tǒng)，層層遞進，最終構成一個整體的分布式集門禁和考勤為一體的系統(tǒng)。

　　5．1 掌形儀連接方式

　　智能門禁管理系統(tǒng)的最小丁作單位為掌形儀，一個掌形儀就是一個自治系統(tǒng)。它可獨立完成門禁數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析以及在本自治系統(tǒng)內(nèi)對人員的出入管理等事務。這些門禁數(shù)據(jù)匯集到總部服務器，總部服務器進行分析、匯總處理后得到準確的統(tǒng)計結果。連接方式一般有422／485總線相連、以太網(wǎng)相連、Modem 相連三種。

　　5．2 網(wǎng)絡結構

　　由于系統(tǒng)中掌形儀處于不同地理位置，在安裝部署時為了就近對數(shù)據(jù)進行存儲和處理，系統(tǒng)將會按其地理位置進行劃分，這樣整個系統(tǒng)將被分為多個相互之間較為獨立的予系統(tǒng)。與完全獨立的多個系統(tǒng)不同，從屬于同一系統(tǒng)的多個子系統(tǒng)之問具有一定的聯(lián)系，它們可以使系統(tǒng)工作在更大范周內(nèi)。圖3所示的是系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構圖。

圖 3 智能門禁管理系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖

　　監(jiān)控計算

　　基于以上的網(wǎng)絡結構，系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，公司總部設囂主數(shù)據(jù)庫服務器，存儲整個公司所有數(shù)據(jù)，而在各個監(jiān)控計算機采用分數(shù)據(jù)庫，主要存儲和門禁業(yè)務相關的數(shù)據(jù)，平時各個分數(shù)據(jù)庫獨立運行，在數(shù)據(jù)同步時完成和主數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)。并且通過在系統(tǒng)L}J的主數(shù)據(jù)庫服務器和應用服務器之間引入中間件來降低建設和維護成本，并簡化管理，適應了大規(guī)模和復雜的應用需求以及新的業(yè)務需求。訪問異構數(shù)據(jù)庫，有效提高了系統(tǒng)并發(fā)處理能力和系統(tǒng)安全性。

　　6． 結束語

　　根據(jù)當前對門禁系統(tǒng)的需求，本系統(tǒng)集計算機技術、通信技術、掌形識別技術和數(shù)據(jù)庫技術于一體，設計了一個基于SSH和掌形識別技術的智能門禁管理系統(tǒng)，可應用于各種企事業(yè)單位的門禁監(jiān)控和考勤管理等。用戶通過掌形驗證后由掌形儀決定是否開門， 并且將結果反饋給監(jiān)控計算機。此外，可依據(jù)事先設定的排班規(guī)則對授權的人員進行考勤管理。系統(tǒng)具有實時、安全、可靠、易維護、易擴展等優(yōu)點。