电子测试 浅谈智能门禁系统的探索与应用 李伟良 （武警杭州士官学校３１００２３） 摘要：智能门禁系统是一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施与一体，本文主要介绍目前比较 常用的远距离ＲＦＩＤ射频识别技术和生物识别技术两种智能门禁系统，并阐述了其各自特点及应用情况。 关键词：智能；门禁；射频识别；生物识别 １Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ０Ｉ ｒ’ ０ 一・ ＿ Ｉ‘ ●‘ ＾‘ｏｒ ・＇＇‘ｔｅ儿ｔｇｅｎｔ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ・ － ・ ｓｙｓｔｅｍ ・ Ｌｉ Ｗｅｉｌｉａｎｇ （Ａｒｍｅｄ Ｐｏｌｉｃｅ ｎｏｎ—ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｅｄ ｏｆｆｉｃｅｒｓ ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｏｄｅｒｎ ｓａｆｅｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｏｎｅ，Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ＲＦＩＤ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｗｏ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ． ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ：ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉ０ｎ：ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ １ 引言 ２．３ 特点 在日常生活中，普通门禁锁尚存在着一定的安全隐患，且存 污、防尘、防潮湿等恶劣环境，而且免刷卡动作、感应速度快，大多 在磨损大、寿命短、卡片信息易丢失等缺陷。因此，寻找～种更加 数情况下不到１００毫秒。除了方便外，更可避免卡片与读写器之 安全、方便、美观的智能门禁系统已成为人们心目中的一种期待。 间的摩擦，降低机器故障率及器材损耗；且感应式读卡系统能穿 透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签 ２远距离ＲＦＩＤ射频识别技术 （ＩＣ卡），具备隔墙感应的特性而且距离远，更能兼顾隐蔽性与 射频识别（即Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，以下简 装潢设计之美观。再者，由于非接触Ｉｃ卡的大容量读写存储特 称ＲＦＩＤ）技术是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合 性，使感应卡门禁与考勤、计费、停车场等功能相结合，提升了系 性科学技术，它是利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达 统性能及潜在价值，并能带来较高的工作和经济效益。 至０识另０目的。 射频识别系统最重要的优点是非接触识别，可以防水、防 ２．１ 工作原理 最基本的ＲＦＩＤ系统组成包括电子标签（ＩＣ卡）、阅读器和 天线三部分，以天线进行无线电波的传播。电子标签（ＩＣ卡）通 常是存有数据的小型芯片，具有智能读写及加密通信的能力。以 ＲＳ４５８总线传输方式和微处理器Ａｔ—ｍｅｇａ１２８芯片为例，其工作 原理是：电子标签（ＩＣ卡）进入天线磁场后，如果接收到阅读器发 出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储 在芯片中的产品信息（无源标签），或者主动发送某一频率的信 号（有源标签），微处理器Ａｔ－ｍｅｇａ１２８芯片获取射频识别读写 器读取感应式电子标签（ＩＣ卡）的信号，阅读器读取信息并解码 后，由主控制器通过４５８总线送至管理主机进行有关数据处理。 管理主机通过内部数据库里的信息检索，如查到相应的车辆记 录，数据匹配则开门按钮自动开启，并在显示器界面显示出用户 类型、车牌号码、车辆照片等信息，以便用户进行核对校验，但是 如果是非法用户，则系统将会产生报警提示。 ３生物识别门禁系统 ３．１生物识别门禁系统特点 （１）生物特征识别技术“真正”做到了判别用户本人的身 份，而传统的智能身份鉴别系统不能区分合法用户和持有合法 用户的磁卡、ＩＣ卡、电子标签（ＩＣ卡）或者口令的非法入侵者。（２） 生物特征识别技术能够提供更方便的用户服务。生物特征不会像 口令或者卡那样容易被遗忘和丢失，而且不易伪造和被盗，可 以“随身携带”，随时随地使用，可以说用户自身就是“通行证”。 （３）生物特征识别技术能够提供更高的安全级别。生物特征不存 在口令泄密和磁卡被盗问题，并且在一个活人身上伪造另一个 人的生物特征是非常困难的。（４）生物特征识别技术能够提供 主动监控技术。 ３．２．１指纹识别系统 指纹识别是目前生物识别技术中最重要的一种。人的指纹 ２．２系统的组成 各不相同并且终生不变，理论研究表明：指纹识别是准确性和 系统包括三个层次的设备。底层是直接与人有关的设备，包 唯一性最高的生物特征识别方法之一，侦察机关和司法工作者把 括读卡器、电子门锁、出入按钮、报警传感器和报警喇叭等。ＲＦＩＤ 它称为“证据之首”。用指纹识别门禁系统已经成为当今较为广泛 系统主要由主控制器、阅读器、电控锁、门磁传感器、开门按钮、识 的一种出入验证方法，具有普遍性、唯一性、永久性、可采集性等 别卡和通信管理器、管理主机、管理软件等组成，如图１所示 优点。如ＤＳＰ指纹识别系统其原理首先利用自身存储的指纹库对 指纹图像进行识别，如果识别成功则发出开锁命令，否则提交指 纹特征到ＰＣ服务器，然后由Ｐｃ服务器完成指纹匹配的任务，最 后将匹配结果回馈给ＤＳＰ指纹识别系统，ＤＳＰ指纹识别系统根 据比对结果来判定是否发出开锁命令。系统采用ＣＡＮ网络结构， 各个ＤＳＰ指纹识别系统单元分布于楼宇的各个角落，通过ＣＡＮ网 络相互联接，与Ｐｃ服务器进行通讯。指纹门禁所采用的是生物辨 ３．２常用生物识别门禁系统 （下转第１Ｏ８页） ・１０６・ 电子测试 具要向微型化方向发展。其工具的智能化体现在检测方面，主要包 括数据的检测、修井、通井等方面。这些环节的智能化可以保证石 油钻井的方向，可以对钻头和钻柱的方向进行固定，对钻井工具生 成导向力，智能化钻井工具是旋转钻井的重心，可以减少地层岩性 对钻井工具的影响。接近钻头的技术参数能够依靠传感器，对钻头 的实时工作情况进行监督，实现井下工作的安全、快速。 测井技术的使用，也就相当于在钻头上装上了眼睛，技术工程师 可以依据测量工具对信息资料的反馈，清晰的了解地质岩层的性 质、钻井轨道信息等。智能化信息传输技术通过传感器把信息转 化为振动信号，经过检波器的处理，对地层的信息进行解析。眼 下，钻井过程中使用的信息传递法主要是声波法、脉冲法、电磁感 应法等。 ２．３智能化钻井供电系统 各种不同的钻井工具，都需要耗费大量的电能，这就需要一 ３结束语 个功能强大的供电系统。在这里，这个钻井电力体系主要包括柴 石油钻井技术实现智能化以后，可以大大减少成本的投入， 油机发电机组和应急发电机组。井下钻井平台的用电体系主要包 减低安全事故发生的几率，减少石油钻井耗费的时间，提升钻井 括高压配电盘、钻井配电盘以及低压配电盘等，为井下工作和工 的效率，这为以后石油开采的发展指明了方向。 程施工提供电力照明。智能化管理体系（ＰＭＳ）对不同部门的用电 进行分配，对电力体系具有保护效果。现在，有三种比较可靠的供 参考文献 电方式：高性能电池、涡轮发电机组、导线电力传输。在不远的将 来，电池的发展将逐渐向微型化和大容量方向转变。 ［１］ 张吴湖等．关于我国石油钻机的发展建议［Ｊ］．石油矿场 机械，２００４（２）． ２．４智能化通讯网络 ［２］ 唐志军等． 自动化智能化钻井技术进展［Ｊ］．石油地质与 智能化通讯网络体系主要是指信息在控制中心和智能化调 工程，２００９（１）． 控平台之间实现双向传导，从而完成对钻井的调控与钻井资料的 ［３］ 张晓东等．智能钻井技术研究［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１０ 共享。在数据资料传导的过程中，有很大的集成性特点，比方说强 （１） ． 大的储存量、快速的传导性、方便的交流性以及广大的延伸性和 高度的稳定性。同时，这些通讯技术还具有强大的资料解析能力 ［４］李秋忙，李庆，云庆，等．油气田地面工程标准化设计历 和帮助决策能力。智能化钻井技术可以完成数据的实时传导、以 程回顾及成果［Ｊ］．石油规划设计，２０１２，２３（３）：４－６． 及井下数据资料的检测和传导，实现井下和地面之间的通信连 ［５］ 何秀云，说油田地面建设工程施工技术员的培训［Ｊ］．石油 教育．２００８．（０１） 接，既能够实现井下信息的传递，也可以完成井上指令的下达。 ［６］ 魏丽，郭丽，魏诗琦，任彦新．油田地面建设工程的质量监 ２．５智能化信息传输技术 督管理［Ｊ］．油气田地面工程，２００９（０８） 智能化导向钻井技术的使用，可以是井眼轨道检测和随钻 （上接第１０６页） 识之高科技系统，辨识率高达９９．９９％以上，全天候维护您在家 ３）隐马尔可夫模型 和办公室等场所高度安全。利用指纹唯一的生物辨识特性，自己 对于人脸模式，可以把它分成前额、眼睛、鼻子、嘴巴和下巴 的手指就是门的钥匙。 这样一个序列，那么人脸模式就可以通过对这些区域进行有序 ３．２．２人脸识别系统 的识别和检测，提取要识别人脸的观察向量序列，然后计算此 人脸识别是目前最常用的生物特征识别手段之一，但因 人脸的观察向量序列与人脸数据库中各个人脸的隐马尔可夫模 识别的条件受外界环境影响较大，如光线、表情、姿态等，在生 型相似的或然率，相似或然率的计算可以通过前向一后向算法 物认证的初始阶段发展较慢，现技术日趋成熟，利用各种算法 或者Ｖｉｔｅｒｂｉ算法得出。相似或然率反映了待识人脸观察向量 已能较好解决此类问题。其识别一般分为两个过程，一个是人 序列与数据库中的人脸隐马尔可夫模型的相似程度，在ＨＭＭ中， 脸的检测，即是否存在人脸：另一个是人脸的识别，即是否 如果值最大，那么就是与待识人脸最接近的人脸隐马尔可夫模 是某个人，需要提取视频或图像中的人脸作为模板进行匹配。 型，最终完成识别。 １）ＡｄａＢｏｏｓｔ检测算法 ＡｄａＢｏｏｓｔ算法是采用一种“积分图像”的图像表示方法， ４总结 这种表示能够快速计算出弱分类器快速用到的特征，把这些弱 通过以上所述，远距离非接触式ＲＦＩＤ射频识别技和生物识 分类器集合起来，就构成一个强分类器，从而检测出类人脸。 别技术已成为目前较为人们所青睐的门禁识别系统。但是无论是 这种方法检测速度快、灵敏度高，可以在设计的时候增加自己 哪种识别技术都还是有它的局限性的，如：ＲＦＩ９射频识别技术，当 想要的人脸模型，并进行检测，最终生成ｘｍｌ文件，提高识 非本人持卡进入时，门禁系统往往认为是合法人员，不会报警；指 别效率。 纹识别系统中，人员的指纹出现意外划破或受伤势必将影响系统 ２）肤色检测 识别；人脸识别系统中，当人员的面貌进行化妆或出现破损后也将 在人脸识别系统中，光线是影响识别率之重要因素，通过 影响系统识别，所以在实际应用当中，在一些重要场所可以将两者 Ａｄａｂｏｏｓｔ检测出来的类人脸区域中大多数还是有非人脸存在， 识别系统结合起来，从而进一步提高系统的安全性和稳定性。 只是形状上酷似人脸，而肤色在色彩空间中聚类比较稳定，且 与其他色彩容易区分，彩色图像中肤色是人脸最为显著的特征 参考文献 之一，可以选择￣ＣｂＣｒ作为肤色分布统计的映射空间，该空 ［１］ 王伯淇．智能门禁系统分析与研究［Ｊ］．科技资讯， 间的优点是可以将亮度和色度分开单独处理，实现亮度和色度 ２０１１．８：２５． 分量比较彻底的分离，能较好地限制肤色分布区域，肤色点 ［２］ 程艳艳．基于人脸识别的高校无阻碍门禁系统设计研究 能够形成较好聚类，从而从图像中分离出肤色区域，再进行 ［Ｊ］．电脑开发与应用，第２４卷１２期，２０１１．１０：１７—１９． Ａｄａｂｏｏｓｔ检测，最终可确定人脸位置。此外，现门禁系统中还可 作者简介 多采用单纯之光源，如红外线、紫外线而摒弃可见光，由于在室内 环境单纯光源相对于其他光源来讲，其含量较低，如采用红外或 李伟良，武警杭州士官学校信息技术教研室讲师。男，１９８０ 年出生。 紫外辅助光源，光线之稳定比较容易实现，相对降低人脸识别难 赵洪福，武警杭州士官学校信息技术教研室讲师。男，１９８１ 度，增加识别之精准率。 年出生。 ・１０８・