1． 引言
智能門禁管理系統是智能大廈的集成化安全保護系統的重要組成部分，它是智能大廈內工作、生活的人們創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，以實現對出入事件或人員的有效檢索管理。智能門禁管理系統的最終日的是保證防護區域內的安全，實現門與進出人員的智能化管理。
2． 系統功能設計
根據當前的要求，本文設計的智能門禁管理系統需要實現以下基本門禁功能：
(1)系統管理：包括管理員登錄、更改登錄者口令、設置ODBC數據源。
(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、注冊節假日、刪除、關聯門、設置屬性。
(5)高級管理：包括設置節假日、設置時間段、組合驗證、管理員、數據備份、手動開關門、設置實時監控。
(6)查詢報表：包括查詢用戶信息、節假日、時間段、系統日志等。
(7)門禁功能，主要有以下這些功能：靈活選擇和配置監控門的數量，為監控門進行命名；靈活設定門的自動開關時間；只有先驗證身份，經系統認可方后才能開門；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；通過系統設置，將某些門設置為常開或常閉狀態，對于設置為常閉狀態的門，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的動作情況進行查詢統計；通過軟件系統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。
本系統通過計算機網絡化管理，可以實現信息資源共享、遠程監控以及各安全子系統聯動等功能，不僅著眼于整體安全性、可靠性的提高，而且使系統的維護更簡便，保證了維護的即時性和有效性，降低了系統運行成本。
3．系統技術設計
考慮智能門禁管理系統的數據是分布的，因而需要對系統使用合適的技術來訪問和共享這些遠程的數據。為實現系統的數據共享，以便數據在公司的各個部門之間合理地流動，我們可以在數據庫層次上共享數據或在應用的業務邏輯層上共享輸送數據，雖然用于實現該類應用的技術和解決方案有很多，但在這里針對本系統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不同，智能門禁管理系統的主要特點在于數據的分布性以及由此決定的系統的結構也將是分布的，而通常的信息管理系統只是管理本地的數據，數據較為集中和便于管理。但本系統仍然具有信息管理系統的一些新的特點，我們在使用數據庫訪問技術時使用可遠程訪問數據的訪問引擎，使該系統實現類似于通常的信息管理結構。
本系統采用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)、業務邏輯層(包括Web層組件和業務邏輯層組件)和企業信息系統。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；在后臺的應用系統集成中，可以把企業不同的應用系統集成到該結構中，因此可以有效地保護現有的資源不被破壞。
3．2 Struts+Spring+Hibernate技術
本系統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。智能門禁管理系統采用SSH框架，不僅能夠進行快速開發，而且也非常方便系統的擴展以及同其它現有系統進行整合。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，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的表面和手指的厚度，最終分析得到9O多個掌形測量數據。接著，這些數據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。當人們使用該系統時，要輸入其身份號碼，模板連同身份號碼一起傳輸到比較內存。使用者將手放在上面系統就產生模板，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．系統邏輯實現
為了解決傳統CIS的缺點，本系統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核心業務邏輯的分析、設計和開發，簡化了應用系統的開發、更新和升級工作。本系統C／S部分的邏輯實現模型采用3層架構：表示層、業務邏輯層和數據層，如圖2所示。圖中的客戶端、應用服務器和數據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。總體來說，客戶端應用適用于局域網環境，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。
業務邏輯層(Business Logic Tier)：處理用戶所需要的信息。可以獲得表示層提供的數據，并根據數據庫層的需要對其進行處理；也可以從數據庫層獲取數據，并根據表示層的需要來對數據進行處理。
數據庫層(Database Tier1：存儲系統所處理的所有數據。
5．系統網絡結構設計
智能門禁管理系統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，再由子系統構成一個大的系統，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。
5．1 掌形儀連接方式
智能門禁管理系統的最小丁作單位為掌形儀，一個掌形儀就是一個自治系統。它可獨立完成門禁數據的采集、存儲、分析以及在本自治系統內對人員的出入管理等事務。這些門禁數據匯集到總部服務器，總部服務器進行分析、匯總處理后得到準確的統計結果。連接方式一般有422／485總線相連、以太網相連、Modem 相連三種。
5．2 網絡結構
由于系統中掌形儀處于不同地理位置，在安裝部署時為了就近對數據進行存儲和處理，系統將會按其地理位置進行劃分，這樣整個系統將被分為多個相互之間較為獨立的予系統。與完全獨立的多個系統不同，從屬于同一系統的多個子系統之問具有一定的聯系，它們可以使系統工作在更大范周內。圖3所示的是系統的網絡結構圖。
圖 3 智能門禁管理系統網絡結構圖
監控計算
基于以上的網絡結構，系統采用分布式數據庫實現，公司總部設囂主數據庫服務器，存儲整個公司所有數據，而在各個監控計算機采用分數據庫，主要存儲和門禁業務相關的數據，平時各個分數據庫獨立運行，在數據同步時完成和主數據庫交換數據。并且通過在系統L}J的主數據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，適應了大規模和復雜的應用需求以及新的業務需求。訪問異構數據庫，有效提高了系統并發處理能力和系統安全性。
6． 結束語
根據當前對門禁系統的需求，本系統集計算機技術、通信技術、掌形識別技術和數據庫技術于一體，設計了一個基于SSH和掌形識別技術的智能門禁管理系統，可應用于各種企事業單位的門禁監控和考勤管理等。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控計算機。此外，可依據事先設定的排班規則對授權的人員進行考勤管理。系統具有實時、安全、可靠、易維護、易擴展等優點。