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摘要：在实验室中应用门禁系统可对其展开高效、安全的管理，限制实验室中的人员出入。本文简述门禁系统的功能和特征，分别从指纹系统、射频识别以及门卡门禁等技术方面，对实验室内门禁系统的典型应用加以分析。
关键词：门禁系统；实验室；指纹识别；射频识别
引言：实验室是开展各种科研工作的重要场所，其出入管理十分重要。使用门禁系统，可对实验室展开实时监控，控制相关人员的进入，避免未经授权的人员随意出入实验室，保障实验室安全。同时降低管理环节的人力投入，提高对实验室的管理效率。
1 实验室门禁系统的主要功能和特征
1.1功能
实验室的门禁系统可按照管理需求制定出人员的进出方式，如：制定出黑名单、白名单、黑白名单等对人员的禁止出入、允许通入以及特定条件下允许通入等进行限定。同时利用互联网对门禁系统展开实时监控，管理人员可灵活设置门禁开启和关闭的时间。门禁系统可对出入实验室的人次进行显示，生成日志记录，便于管理者的查询和管理。此外，门禁系统还能有效防止没有通过授权的人员随意出入实验室。当门禁系统受到破坏时，即可发出警报，将正常和非正常出入信息等自动储存在管理中心，便于后期查找。
1.2特征
在实验室中使用门禁系统，在管理方面具有便捷性优势。例如：使用指纹识别，可简化人员出入实验室的方式，只要人员将手指放到指纹区，即可开启实验室门。同时，系统的应用具有迅速性，门禁系统的识别效率较高，同时开关操作时间较短，展现出管理环节的实效性。此外，门禁系统还具备较高的准确性，保障使用过程的安全性。在系统中应用各类技术可准确识别进入者信息，保护实验室的器材安全[1]。
2 门禁系统在实验室中的应用路径
2.1指纹系统
2.1.1识别传感器
指纹识别传感器主要是使用探测技术，其具有图像清晰、消耗功率低、抗静电、耐用等特征。利用反射测量，从内部IC位置产生脉冲信号，当人手按压ABS到点框时，就会产生电压差，在A/D转化之后，形成高清的指纹图像。
2.1.2系统设计和应用
在门禁系统中，使用指纹系统时，其组成分为两部分，一是单片机，二是功能模块。单片机位于系统的中央位置，功能模块主要由电源、指纹识别、驱动、显示等部分组成。其中电源模块是利用电池向系统其它组成部分中提供电流，在电压不足的时候，可产生警报，管理者应立即对电池进行更换。识别模块主要是传感器，其内部具有灵敏的放大器，可将微弱图像进行放大，识别质量非常高。在应用过程，系统识别模块可对进入实验室人员的指纹先行采集，之后将图像信息传输到单片机中展开处理。系统的驱动模块主要是使用电机驱动机械结构。应用过程，驱动模块从单片机中获取驱动信号之后，即可驱动实验室门的开关动作，之后，将信息重新传递到单片机中，对门的开启状态展开确认。系统中显示模块主要是显示实验室门前的状态，同时当实验室门打开时，还能显示进入人员的信息和身份。
例如：实验室管理者可先行采集准许进入实验室人员的信息，主要对其手指的指纹展开采集和识别，之后将各种数据上传到单片机当中。当实验室的指纹门禁系统电源模块供电正常时，相关人员想要进入实验室中，即可将手指放入到识别区，识别模块识别指纹信息之后，和单片机储存信息展开对比，获取进入人员的身份，之后由显示模块作出确认。与此同时，单片机向驱动模块发出指令，驱动机械结构作出对应动作，从而完成开启或者关闭实验室门。
2.2射频识别
2.2.1硬件设计
应用射频识别的门禁系统在硬件设计方面，主要包括：门控器、区控器、上层软件以及中央控制器等。使用TCP将上层软件以及中央控制器等相连接，使用RS485连接区控器以及中央控制器。在门禁系统中，应用射频识别时，门控器的应用涉及到射频器、控制电路以及电控锁等元素。将三者之间互相连通，读取相关信息，进而完成验证。验证通过之后，指挥门锁开启。此外，还可形成门禁出入等事件记录信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于门禁系统的上属区域的控制方面，在硬件设计过程，主要使用的是单片机，利用外接形式，完成上层控制区域和存储器之间的运行连接。这种控制方式，可实现对控制区域控制器，对实验室下层门控器展开供电，同时还可自动生成记录数据，开展循环储存数据作业。针对系统中央控制器来说，其在门禁系统整体运行中有重要作用。可通过和下层控制器内的储存记录展开连接，访问储存数据，同时对数据进行转化处理，形成TCP协议数据格式，之后通过网络将处理数据信息传输到上层管理软件中。这样，控制器就能同时开展对处于不同层的软件数据信息的接收，并执行对应操作指令。通过RS485连接中央控制器以及下层控制区等，完成指令操作，并将各指令分别传输到控制器当中。
2.2.2具体应用
此系统在门禁系统中的应用过程，能实现数据的实施交互。在空间通道内部，构建事件模型，交互模型，实现实时有序的数据交换。构建事件模型时，利用电子标签读取阅读器，从而获取运行能力。电子标签脱离射频识别的标签范围时，不能接收到来自阅读器的能量，进而无法激活对应运行功能。当电子标签处于射频识别范围之内，即可接收阅读器发出的射频波能量，从而激活标签电路，这样电容内部可储存射频波变化产生的电能，进而完成数据的交互。针对无源性标签，主要是利用阅读器，将电子标签唤醒，从而激发其运行功能。有源标签，可通过同步识别，使电子标签产生运动，完成功能传递。
例如：在实验室的管理过程中，自动化的实现离不开射频识别在门禁系统中的应用。当人员要进入到实验室当中时，可通过应用射频识别技术，核实进入者的身份，通过检验之后才可进入。如果未能通过检查，门禁系统可立即采取报警方案，以远程的方式控制相关人员采取相关措施。在RFID的应用下，使用数据处理，结合网络技术，共同完成对进出实验室人员身份的识别和验证。在应用RFID技术的门禁系统中，上层软件为系统功能实现的重要载体。在应用过程，需要完善以下几点功能：第一，上层软件具备多级密码的设计和登录等功能；第二，上层软件具备注册密码的功能；第三，上层软件具备设置门禁卡号的权限功能；第四，上层软件具备管理数据库的功能；第五，上层软件具备自动报警的功能。此外，在应用过程，还应将控制软件、控制器二者之间的连接，使其基于网线连接，促使控制器内的IP地址唯一，这样系统安装之后，可实现安全管理[2]。
2.3卡门进系统的应用
当前，社会上使用的IC卡门禁属于非接触类型的门禁系统，其在应用过程的安全性比较高，同时便于操作。对比于生物识别门禁系统，此类系统建设花费的成本较低，因此，受到了各行业的广泛应用。应用这种门禁系统，具有管理实验室出入人员身份、权限设置等各项功能，便于相关人员开展实验室门禁管理工作。在应用过程中，主要是对实验室周边各个进出要道进行控制，防止没有经过授权的人们随意进出，同时还能根据人员的进出数据，展开分析，形成记录，便于后期的查找和管理。
例如：某实验室基于IC卡数据平台，按照实验室人员进出的限制条件和管理要点，对实验室的门禁进行控制，实现了对实验室开放管理。在门禁系统中，使用IC卡、控制器、读卡器、电子门锁以及主机等结构，在出入门禁环节主要使用IC卡代替钥匙开门。在具体应用过程，通过读卡器实现终端设备以及进入者之间的互动，当读卡器识别IC卡信息之后，将信息传输到控制器当中，展开对电子门锁的开启控制。同时读卡器还具备防爆装置，一旦遇到未授权人强行开启情况时，则可迅速发出警报信息。在整个门禁系统中，控制器是其中的核心部分，参与到主机参数的设置、持卡人员的授权、制定安全策略、控制门锁开启和关闭等环节。主机是服务器，属于系统控制中心，主要负责门禁系统的运行管理、数据库更新等工作，实现储存系统数据、控制参数设置、记录时间信息、管理报警功能等。电子门锁在接收到控制器指令之后，即可实现实验室门打开以及关闭等动作。在该实验各个入口位置都设置了读卡器，这时只要人员将IC卡贴近读卡器时，读卡器就会立即对卡片信息展开识别，之后将读取数据信息发送到控制器当中，由控制器将卡片信息传输到主机当中展开分析。当主机在数据库中找到和IC卡信息相符的出入记录，即可向控制器发出指令，进而展开门锁打开操作。当主机不能从数据库中找出该IC卡在实验室的出入记录时，则拒绝IC卡持有者进入其中[3]。
3 结束语
总而言之，实验室的门禁系统在相关人员开展实验室的管理工作中具有不可忽视的地位。特别是将指纹系统、射频识别系统以及门卡系统等高效应用在其中，可准确识别进入实验室人员的身份信息，迅速开启或者关闭实验室门，为科研工作者顺利展开各项研究工作提供安全保障。
参考文献
[1]张世杰.实验室开放管理关键技术研究与开发[D].北京邮电大学，2017.
[2]郭燕青.基于可见光通信的物联网门禁系统设计与实现[D].南京邮电大学，2016.
[3]吴志刚，李巴津，王瑞芳.指纹识别在实验室门禁系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2015（09）：125.
论文作者:徐安林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/17
标签：实验室论文; 门禁系统论文; 人员论文; 控制器论文; 射频论文; 系统论文; 信息论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;