【導(dǎo)讀】隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)由于鑒別方式、速度和性能等方面的限制，很難滿足安全可靠和網(wǎng)絡(luò)化的控制需求。由于識別技術(shù)的不斷成熟，基于人體生理特征的身份識別系統(tǒng)逐漸被人們開始采用，目前，從實用的角度看，指紋識別技術(shù)要比其它生物識別技術(shù)更安全和方便，這是因為人的指紋具有唯一性、不變性以及貼身性的特點。傳統(tǒng)的門禁控制器常采用單片機開發(fā)，利用串行通信接口向遠程上位機傳送數(shù)據(jù)，多個門禁控制器一般組成RS485網(wǎng)絡(luò)，通信線路專用且不易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和遠程控制，而基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的門禁系統(tǒng)通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)，很容易實現(xiàn)遠程控制和分布式管理。然后，闡述了門禁控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計，指紋圖像采集、GoAheadWebServer的應(yīng)用以及系統(tǒng)運用TCP/IP實現(xiàn)系統(tǒng)門禁控制器和上位機PC之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

　　

【正文】 據(jù)報，其中包含一個確認序號，意思是希望收到下一個數(shù)據(jù)報的順序號。如果發(fā)送方定時器超時，那么發(fā)送方會重發(fā)該數(shù)據(jù)報。通常應(yīng)用程序通過打開一個SOCKET使用TCP服務(wù)，TCP管理到其它SOCKET的數(shù)據(jù)傳遞?？梢哉f，通過IP的源/目的可以唯一地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中的兩個設(shè)備的關(guān)聯(lián)，通過SOCKET的源/目的可以唯一地區(qū)分網(wǎng)絡(luò)中兩個應(yīng)用程序的關(guān)聯(lián)。因此，系統(tǒng)中門禁控制器作為服務(wù)器與外部的監(jiān)控客戶端的通信均可由SOCKET編程來完成。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計系統(tǒng)是通過SOCKET套接口來進行網(wǎng)絡(luò)編程，套接口地址的格式是一個IP地址和一個端口號，套接口是進程間通信的端點，每個套接口的名字都是唯一的，所以依靠套接口來確定整個以太網(wǎng)域中的一個網(wǎng)絡(luò)進程。SOCKET接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的API，SOCKET編程的基本模式是Client/Server。即由客戶機向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器執(zhí)行被請求的任務(wù)并將響應(yīng)的結(jié)構(gòu)返回給客戶端程序。SOCKET是TCP/IP協(xié)議傳輸層所提供的接口，供用戶編程訪問網(wǎng)絡(luò)資源，它是使用標準的Unix文件描述符(file descriptor)和其它程序通信的方式。SOCKET描述符是一個指向內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，可以將這個描述符看成普通的文件描述符來讀寫操作實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交流，這就是Linux設(shè)備的無關(guān)性。按其應(yīng)用，SOCKET套接口主要有流式套接字(Stream Socket)和數(shù)據(jù)報套接字(Datagram Socket)兩種，在系統(tǒng)中采用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，采用流式套接字。系統(tǒng)中的將門禁控制器作為服務(wù)器，以太網(wǎng)終端的上位機作為客戶端。系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議SOCKET編程流程如圖43所示?？刂破鞣?wù)端 客戶端 \圖43 TCP協(xié)議SOCKET編程流程圖在門禁系統(tǒng)控制端上運行的RedHat ，在其上通常有相應(yīng)的應(yīng)用程序進行管理，如Telnet、FTP、等服務(wù)，在門禁系統(tǒng)控制端通常移植服務(wù)器進行系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理，系統(tǒng)中門禁控制器作為服務(wù)器程序流程介紹如下：(1)調(diào)用s=socket(AF_INET，SOCK_STREAM，O)函數(shù)來創(chuàng)建一個用于通信的套接字，每個Socket都是一個數(shù)據(jù)通道，使用Socket描述符可以從套接口中讀取數(shù)據(jù)或向其它數(shù)據(jù)通道寫入數(shù)據(jù)。(2)設(shè)置套接字地址結(jié)構(gòu)，可對sockaddr_in進行初始化，以保存所建立的Socket信息。如下：bzero(amp。sin，sizeof(sin))； //清除舊的服務(wù)器記錄=AF_INET； //設(shè)置網(wǎng)絡(luò)類型=htons(myport)；//設(shè)置服務(wù)器監(jiān)聽端口(3)調(diào)用bind(s，(struct sockaddr*)amp。sin，sizeof(sin))函數(shù)將其與本機地址以及一個本地端口號綁定，若綁定其它地址則不能成功。另外，它主要用于TCP的連接，而在UDP的連接中則無必要。(4)調(diào)用listen(s，5)函數(shù)在相應(yīng)的Socket號上監(jiān)聽。(5)調(diào)用ns=accept(s，NULL，NULL)函數(shù)，睡眠并等待客戶的連接請求，當(dāng)accept函數(shù)接收到一個連接服務(wù)請求時，將生成一個新的Socket號，并通過新的socket號來發(fā)送圖像信息。(6)調(diào)用recv()函數(shù)接收客戶端的請求，調(diào)用send()函數(shù)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。(7)當(dāng)所有的數(shù)據(jù)操作結(jié)束以后：調(diào)用close()函數(shù)來釋放Socket。 GoAhead嵌入式Web服務(wù)器隨著Internet技術(shù)的興起，在嵌入式設(shè)備的管理與交互中，基于Web方式的應(yīng)用成為目前的主流。嵌入式Web服務(wù)器是指將Web服務(wù)器引入現(xiàn)場測試和控制設(shè)備中，在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，使傳統(tǒng)的測試和控制設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆淞艘訲CP/IP為底層通信協(xié)議和以Web技術(shù)為核心的基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)測試和控制設(shè)備。目前用得較多的Web服務(wù)器主要有td、sd、boa、appweb以及goAhead等。在嵌入式系統(tǒng)中，由于處理器的運行速度、存儲容量和內(nèi)存等的限制，使用嵌入式Web服務(wù)器可以節(jié)約系統(tǒng)資源，為用戶遠程訪問、管理和控制提供支持，并可以實現(xiàn)用戶的分級訪問。系統(tǒng)采用goAhead作為Web服務(wù)器，用戶可以通過Form、CGI等應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)交互。GoAhead Web Server是GoAhead公司推出的一個功能強大源碼免費，并可以運行在多個平臺上的嵌入式W曲服務(wù)器。GoAhead Webserver的主要功能特點有：很小的內(nèi)存消耗、支持安全的通信、支持動態(tài)Web頁面，如ASP頁面、可以使用傳統(tǒng)的C語言編程定制Web頁面里的HTML標簽、支持CGI、嵌入式的JavaScript腳本翻譯器以及獨特的URL分析器。當(dāng)前的最新版本是GoAhead WebServer 。GoAhead無須安裝，只需要將GoAhead的源碼軟件包拷貝到Linux文件系統(tǒng)中的任何目錄中即可，修改Makenle的相關(guān)內(nèi)容，通過交叉編譯，在源代碼目錄中的LINUX文件夾下已經(jīng)存在了GoAhead的可執(zhí)行文件webs，在門禁控制器服務(wù)器端運行./webs就開戶了系統(tǒng)的服務(wù)器。系統(tǒng)在PC機客戶端的Windows平臺上基于TCP/IP協(xié)議用VC++開發(fā)了客戶端的程序，通過客戶端程序可以通過以太網(wǎng)與門禁控制器的GoAhead Web Server通信并實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的管理。隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，智能門禁系統(tǒng)是未來安防監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。安全可靠、方便易用的門禁系統(tǒng)在企業(yè)銀行、智能小區(qū)等門禁和考勤領(lǐng)域具有較強的實用價值和推廣性。本課題設(shè)計開發(fā)了一種基于ARM9處理器和指紋識別技術(shù)的以太網(wǎng)門禁控制系統(tǒng)。在ARMLinux的基礎(chǔ)上，研究了指紋采集和視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及自動指紋識別算法?？偨Y(jié)起來，本文主要做了下面的一些工作：(1)論述了門禁系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其在未來的發(fā)展方向，指出了本課題的研究背景和意義，介紹了一種基于ARM的指紋識別以太網(wǎng)門禁控制系統(tǒng)。(2)給出了聯(lián)網(wǎng)型指紋識別的門禁系統(tǒng)的總體設(shè)計原則、功能特點和總體硬件框圖。重點論述了系統(tǒng)使用的各個重要模塊設(shè)計的硬件資源，主要包括USB攝像頭；LCD顯示模塊；網(wǎng)絡(luò)通信模塊；指紋識別模塊等。(3)研究了指紋識別算法，包括指紋圖像預(yù)處理以及指紋圖像的特征提取和匹配兩部分。文中主要對指紋圖像分割做出了一些改進，結(jié)合指紋圖像灰度方差和梯度設(shè)置一個合適的局部閾值對指紋進行分割，提出了一種指紋圖像的局部閾值分割方法，該算法提高了指紋分割的精確度和適應(yīng)性。然后參考其它的算法介紹了一個整體的自動指紋識別算法。 (4)闡述了門禁控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計，然后分別闡述了系統(tǒng)中軟件編程中重要的幾個方面：使用Video4Linux編程采集圖像、指紋圖像的采集、GoAhead web server的應(yīng)用以及系統(tǒng)運用TCP/IP實現(xiàn)系統(tǒng)門禁控制器和上位機PC之間的網(wǎng)絡(luò)通信。參考文獻[1]王汝琳．智能門禁控制系統(tǒng)．北京：電子工業(yè)出版社，.[2]陳偉利，韓成浩．基于指紋識別技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)式門禁系統(tǒng)設(shè)計．吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2008，24(3):7880.[3]榮鋒，厲彥峰．基于網(wǎng)絡(luò)的門禁系統(tǒng)的設(shè)計．天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，27(1)：5659.[4]求是科技，蘇彥華等．Visual C++數(shù)字圖像識別技術(shù)典型案例．北京：人民郵電出版社，.[5]盧雪賢．指紋識別技術(shù)門禁應(yīng)用解決方案．中國防偽報道，2007，(8)：2730.[6]鄭李明，徐鶴生．安全防范系統(tǒng)工程．北京：高等教育出版社，.[7]祝恩，殷建平，張國敏，胡春風(fēng)．自動指紋識別技術(shù)．長沙：國防科技大學(xué)出版社，.[8]李吳，傅曦．精通Visual C++指紋模式識別系統(tǒng)算法及實現(xiàn)．北京：人民郵電出版社，.[9]劉少聰．新指紋學(xué)．合肥：安徽人民出版社，.[10]柴曉光，岑寶熾．：人民郵電出版社，.[11]肖俐平，孫巖，陳桂生．基于ARM的嵌入式系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)．測控技術(shù)，2007，26(8)：5860.[12]鄭冰，賈紅云，趙立本．基于ARM的指紋識別門禁系統(tǒng)設(shè)計．微計算機信息，2007，2(2)：140141.[13]杜明芳．ARMamp。Linux架構(gòu)下智能門禁控制器以太網(wǎng)接口開發(fā)．計算機工程，2007，33(16)：234235.[14]Samsung Electronics．S3C24lOX 32Bit RISC Microprocessor User’s Manual，2003，3lO.25