指纹识别门禁系统在智能小区的应用研究

指纹识别门禁系统在智能小区的应用研究

陈康

摘要：在智能建筑科技不断发展和优化的背景下，智能化小区也引入了指纹识别门禁系统，在指纹锁替代传统的机械锁的智能化、高科技之下，智能化小区的智能化管理程度日益提升，以其唯一性和不变性的优势特点，极大地提升了智能小区的安全，满足了人们的使用需求。

关键词：指纹识别门禁系统；智能小区；应用

在现代科学技术日新月异的信息化、智能化的时代背景之下，智能小区也逐渐得到了人们的认同，原有的普通机械门锁已经逐渐为高科技、网络式的智能门禁系统所替代，由于指纹比对的算法日益成熟和普及，指纹识别门禁系统逐渐扩展到智能小区之中，成为智能小区认可的系统。

一、指纹识别门禁系统在智能小区的功能设计及应用

智能小区要为住户营造舒适、安全、方便、节能的环境，要采用丰富的现场总线网络拓扑结构的网络技术，为用户创设易于操作的界面，实现监测与控制一体化的服务。

系统的主要功能包括以下内容：（1）实现对用户的管理。依据采集的用户指纹信息，整理、编辑、划分和存储，并设定用户的访问级别。（2）权限管理。将管理员分级超级管理员、管理员、普通用户三个级别。超级管理员可以对指纹识别门禁系统的所有功能进行设定和管理；管理员仅能够对部分指纹识别门禁系统的功能加以设定；普通用户则只能通过已经存储的指纹信息开锁。同时，该系统还可以对出入时间、地点、用户实施三级管理权限的安全限制。（3）开门逻辑管理。可以将出入口的开门方式设计为不同的组合，以满足不同情形的开门需求，即：核查一个指纹即可；需同时核查两个指纹，两相比对成功方可；同时核查比对三个指纹才能通过。（4）实时监控。所有的出入口均有管理人员实施同步的终端查询和监控，并较好地应对紧急情况时的出入口开关状态，减少意外突发情况时的危害。（5）查询管理。管理员可以依据不同的查询条件，对所有的出入口进出情况进行存储、记录和查询。（6）报警管理。当异常情况的发生时，指纹识别门禁系统可以借由报警器报警，并与消防报警系统联动，以最大程度上保障人们的安全。

二、智能小区指纹识别门禁系统的网络拓扑结构

1、系统架构

智能小区的指纹识别门禁系统的现场总线采用星形拓扑结构，各单元控制器由CAN总线与主控制器相连，并最终与PC机相连，各指纹识别门禁单元的控制器主要是采用级联的方式，在硬件容错技术的支撑下准确无误地运行。如下图所示：

2、系统数据

指纹识别门禁系统的数据主要包括：用户数据、门禁与用户之间的关系数据、门禁设备数据，这三种不同的数据在与外部接口相连的情形之下，通过数据合法性检查，进行操作。其构成如下图所示：

其中：（1）用户数据。是采集用户的三个指纹（大拇指、食指、中指），并将其自然分组，与用户的基本身份信息相对应，并拥有各自的功能及权限，通常来说，食指对应正常开锁功能；中指对应备用开锁功能；大拇指对应胁迫开锁功能。（2）系统开门信息数据。它是由指纹智能节点开门后，由控制器传送开门信息时所记录的时间数据。

3、指纹识别系统中的门禁单元

在指纹识别系统中的门禁单元之中，主要包括以下两个部分：（1）指纹系统。利用指纹传感器将采集的用户指纹信息发送给现场控制器，提取指纹的个性特征，并比对存储的指纹信息。（2）对讲系统。这是对于外来的人员在进入智能小区时，要输入访客所在的楼层、单元及房间号，呼叫并通话方可开门。

指纹识别门禁系统的门禁单元主要是以AT89S52单片机为核心，构成设备包括有MO4模块、IMP810复位芯片、键盘、显示器、模拟控制器、CAN通信模块等。

4、指纹识别门禁主控制器

它主要包括硬件系统、软件系统两大块。其中：（1）硬件系统采用双CPU结构，由MO4指纹识别模块实现指纹采集、图像处理、指纹存储及比对等，由单片机AT89S52模块实现人机交互的功能，并以并行通讯的方式实现通信，具有速度快捷、效率高的优势特点。（2）软件系统包括有门禁监控主程序、指纹传感器控制程序、指纹识别算法程序、单片机程序等，可以比对、辨识指纹信息，并利用单片机存储更多的信息。

5、指纹识别门禁单元控制器

智能小区中的指纹识别门禁系统的单元控制器的硬件部分，主要包括以下内容：（1）指纹识别单元。采用MO4型指纹模块，内置标准通信接口，实现压感式指纹、光学指纹的采集与控制操作。（2）存储器接口硬件设计。为了更好地实现系统的扩展性能，可以采用24C256系列的存储器，以24C256系列的存储器的AO－A2为地址选择线直接接地，实现对串行数据的传输。（3）电磁锁硬件的接口设计。如果电磁锁是12V供电，则直接由电源供电；如果控制电路是5V，则要采用5V继电器控制12V供电。（4）液晶显示屏硬件接口设计。可以采用串行通信的方式，实现串、并行两种通信。

指纹识别系统的单元控制器的软件部分，主要包括有以下内容：（1）MO4指纹模块。将存储的指纹为正常ID存储的范围，利用该模块实现对数据的发送和接收。（2）存储器模块。在这个软件系统之中，通常是以6字节数据为一组，进行信息的存储。（3）应急开锁。在数据库中存储输入多个指纹ID，并实施密码管理权限，还设计了应对不同故障的应急开锁功能。

参考文献

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