門禁系統(tǒng)，主要應(yīng)用于出入口通道的控制和管理。門禁系統(tǒng)常規(guī)的通信結(jié)構(gòu)都是通過RS422/485與計(jì)算機(jī)通信。但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，綜合布線早已被廣泛應(yīng)用，采用TCP/IP通信協(xié)議，通過構(gòu)建綜合布線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跨樓層、跨建筑、跨城市的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)傳輸，免去了在同一建筑內(nèi)樓層間，或建筑群之間的總線敷線施工，現(xiàn)在這已成為大家追求的目標(biāo)。

門禁控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制的方式大約有以下幾種：
?控制器直接支持TCP/IP功能，這種門禁控制器目前較少。
?通過固件完成TCP/IP功能：目前已經(jīng)出現(xiàn)了32位CPU，以及一些通信轉(zhuǎn)換模塊，通過此模塊可以將RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TCP/IP功能的通信平臺(tái)。
?通過軟件實(shí)現(xiàn)TCP/IP功能：大部分的門禁控制器都是采用8位的單片機(jī)進(jìn)行控制，所以無法直接進(jìn)行TCP/IP通信。本文提出的即是一種可以通過軟件技術(shù)使控制器實(shí)現(xiàn)TCP/IP功能的通信平臺(tái)。

通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)TCP/IP功能，可以在硬件控制器以及控制器端的接線不做任何改變的基礎(chǔ)上完成。所以對兼容早期門禁控制器產(chǎn)品具有很大的實(shí)際意義，其具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)如下所述。

通信平臺(tái)功能
?支持多用戶多客戶端通信模式；
?接受客戶端通信數(shù)據(jù)并通過RS422/485發(fā)送到門禁控制器；
?接受從RS422/485發(fā)送上來的門禁控制器數(shù)據(jù)，打包成TCP/IP包后發(fā)送給遠(yuǎn)程客戶端；
?數(shù)據(jù)主動(dòng)回收。

通信平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
通信平臺(tái)作為業(yè)務(wù)層與主控制器之間的通信紐帶，在用戶局域網(wǎng)里，多個(gè)工作站上運(yùn)行業(yè)務(wù)層的應(yīng)用程序，通過TCP/IP與通信平臺(tái)通信，可同時(shí)訪問Intranet網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)主控制器。這樣既可以高效穩(wěn)定地完成多用戶的請求需要，又可做到快速地與主控制器通信。

通信平臺(tái)同時(shí)擔(dān)當(dāng)起串口通信與TCP/IP通信的角色，以異步通信方式，多線程處理TCP/IP通信與串口通信接發(fā)包。可以做到多監(jiān)控系統(tǒng)同平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行，實(shí)時(shí)接發(fā)數(shù)據(jù)。因此在這平臺(tái)上，只要串口數(shù)目允許的情況下，業(yè)務(wù)可以自由擴(kuò)展。目前，通信平臺(tái)只支持串口通信，USB口以及并口以后再予完善。

除了自動(dòng)回收記錄數(shù)據(jù)外，對于其它的通信數(shù)據(jù)包，通信平臺(tái)不起解釋協(xié)議的作用，只是負(fù)責(zé)套接字與串口之間的轉(zhuǎn)發(fā)包。所以在套接字之間需一套協(xié)議，串口之間需一套底層硬件通信協(xié)議，與串口的底層主控制器的通信協(xié)議一成沒變的采用原來的舊協(xié)議。 [nextpage]

自動(dòng)回收記錄數(shù)據(jù)功能，因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)里，出入記錄、事件、告警記錄是最重要的通信數(shù)據(jù)，所以為了安全快捷，通信平臺(tái)增加自動(dòng)定時(shí)回收數(shù)據(jù)的功能。回收數(shù)據(jù)的間隔時(shí)長由用戶自行設(shè)定，例如每1秒、2秒等回收一次數(shù)據(jù)?；厥盏降挠涗洈?shù)據(jù)通過解釋協(xié)議，解析包以后把有效數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫里，如果寫數(shù)據(jù)庫失敗，則把數(shù)據(jù)寫入到文本文件里。

因?yàn)楸酒脚_(tái)用在通信主控機(jī)上，所以作為通信軸鈕，安全與穩(wěn)定性特別重要。所以為了及時(shí)監(jiān)測到本平臺(tái)的異常情況，需要另外一個(gè)輔助模塊來實(shí)時(shí)監(jiān)測通信平臺(tái)及主控機(jī)的運(yùn)行情況，如果發(fā)現(xiàn)平臺(tái)出現(xiàn)意外情況，告警模塊需要及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，電話通知相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管理員。所以本平臺(tái)需要與告警模塊實(shí)時(shí)通信，實(shí)時(shí)處理告警模塊的通信數(shù)據(jù)包。

程序基本流程思路
1.通信平臺(tái)采用多線程異步通信轉(zhuǎn)發(fā)包，TCP/IP端口監(jiān)視線程，監(jiān)聽到一個(gè)用戶連上來，就為該連接創(chuàng)建一個(gè)接收TCP/IP數(shù)據(jù)的線程，接收TCP/IP數(shù)據(jù)的線程接收到有效數(shù)據(jù)，就通過消息發(fā)送方式，把數(shù)據(jù)包發(fā)送給要訪問的串口類對象的TCP/IP數(shù)據(jù)處理線程的消息隊(duì)列，等待該線程處理。該TCP/IP數(shù)據(jù)處理線程獲取消息，再檢查是否可以發(fā)送，如果可以，則把該數(shù)據(jù)請求包通過串口發(fā)送給主控制器。
2.串口類對象的接收數(shù)據(jù)的線程，利用WINDOWS消息觸發(fā)機(jī)制，串口數(shù)據(jù)一來到就產(chǎn)生一個(gè)接收數(shù)據(jù)的消息，立即從該串口接收數(shù)據(jù)，然后處理一下，通過消息發(fā)送方式，把數(shù)據(jù)包發(fā)送給該串口類對象的串口數(shù)據(jù)處理線程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
3.串口數(shù)據(jù)處理線程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理完畢后，就發(fā)消息通知TCP/IP數(shù)據(jù)處理線程把該TCP/IP數(shù)據(jù)包從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里清除掉。

多線程異步機(jī)制
?TCP/IP通信方面，一個(gè)監(jiān)視SOCKET連接的線程，每個(gè)SOCKET連接都有一個(gè)接收數(shù)據(jù)TCP/IP數(shù)據(jù)的線程；
?串口通信方面，每個(gè)串口有一個(gè)TCP/IP數(shù)據(jù)處理線程、串口數(shù)據(jù)接收線程、串口數(shù)據(jù)處理線程、回收記錄數(shù)據(jù)入庫線程。

套接字與串口通信原理
1.TCP/IP通信：與業(yè)務(wù)端的通信采用WinSock API進(jìn)行TCP/IP通信，通信平臺(tái)作為Socket的Server端，操作步驟如下：
①ocket初始化成功，就建立起一個(gè)監(jiān)聽線程，在不斷的監(jiān)測是否有Client端的Socket連接上來。同時(shí)建立起一個(gè)寫線程，供所有套接字發(fā)送數(shù)據(jù)用。
②如果監(jiān)測到有Client連接上來，創(chuàng)建該連接的一個(gè)讀Socket線程，Socket描述字通過讀取公用變量來傳給讀線程的局部變量。
③不斷地監(jiān)測該Socket端口是否有數(shù)據(jù)，一旦接收到數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議的格式，取確定長度的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)數(shù)據(jù)包檢查客戶請求模式。
④如果是打開串口，則打開串口，發(fā)回執(zhí)行結(jié)果，返回第③步。
⑤如果是關(guān)閉串口，因?yàn)槎嘤脩舻哪Ｊ?，不予處理，返回第③步?
⑥如果是請求串口處理，把數(shù)據(jù)包發(fā)送給屬于要訪問的該串口對象的TCPIP數(shù)據(jù)處理線程的TCPIP數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)，返回第③步。[nextpage]

2.串口通信：串口通信采用主從應(yīng)答式與主控制器一對一的通信，PC機(jī)為主，主控制器為從。運(yùn)行步驟如下：
①接收串口數(shù)據(jù)的線程在事件檢測方式檢測串口緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)到來。
②有數(shù)據(jù)到來，一次性接收完緩沖區(qū)里的全部數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)類型。
③如果是“S”信號(hào)，就由互斥保護(hù)的結(jié)構(gòu)體標(biāo)志量的字段的值為最新的值。標(biāo)志量是結(jié)構(gòu)體類型的公用變量，結(jié)構(gòu)體內(nèi)容為：typedef struct FLAG_SERIAL_STRUCTURE（BOOL bCanSend;//是否接收到了主控器發(fā)來的0x53信號(hào)DWORD dwReceiveTime;//接到0x53信號(hào)的時(shí)間）StrucFlagSerial;返回第①步。
④如果是有效數(shù)據(jù)，則發(fā)送數(shù)據(jù)包給該串口類對象的串口數(shù)據(jù)處理線程進(jìn)行相應(yīng)的處理。返回第①步。

串口數(shù)據(jù)的處理
1.在串口數(shù)據(jù)處理線程里處理，接收到數(shù)據(jù)包后，因?yàn)榻邮諗?shù)據(jù)比較長時(shí)，不能以一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀來接收。超時(shí)等待重組后來接收到的數(shù)據(jù)包。檢查接收到的數(shù)據(jù)是否有效與校驗(yàn)和是否正確。
2.是否如果是回收記錄的數(shù)據(jù)，則解析數(shù)據(jù)格式，得到有效的記錄數(shù)據(jù)，以消息包的形式發(fā)送給寫數(shù)據(jù)庫的線程，把有效數(shù)據(jù)以調(diào)用存儲(chǔ)過程的方式寫入到數(shù)據(jù)庫里。返回1。
3.如果是業(yè)務(wù)端發(fā)來的請求，則封裝打包通過SOCKET連接發(fā)給業(yè)務(wù)。返回1。
串口通信流程還是走以前的PC機(jī)與單片機(jī)為主從式的通信方式，也是目前平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了的功能，PC機(jī)發(fā)請求，單片機(jī)回?cái)?shù)據(jù)包。這個(gè)同主控制器通信的功能正在等待完善。

每個(gè)串口的TCP/IP數(shù)據(jù)處理線程中需要維護(hù)一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即TCP/IP數(shù)據(jù)鏈表。每次從SOCKET得到數(shù)據(jù)，加入到該數(shù)據(jù)包請求的串口實(shí)例對象所屬的數(shù)據(jù)緩沖鏈表的表尾。再以該實(shí)例對象所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)處理線程來從表頭一個(gè)一個(gè)的處理。另外一個(gè)需要維護(hù)的就是寫串口時(shí)主控制器發(fā)來的標(biāo)志量結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，以標(biāo)識(shí)主控器是否處于PC有效時(shí)期。

結(jié)論
本文提出的通信平臺(tái)解決了門禁控制器不能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的問題，它支持局域網(wǎng)、INTERNET等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以可以跨單體樓、跨城市，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方都可以遠(yuǎn)程控制門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)門禁控制系統(tǒng)。使得門禁系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)集中控制，滿足了目前很多大公司全國分公司集中控制門禁授權(quán)的要求，減少了人力資源和系統(tǒng)實(shí)施的費(fèi)用與成本。對當(dāng)前基于WEB的門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很大意義。