一种新型有源卡进出门自动判断装置的设计与应用

廖恩红 罗冬林

摘 要 随着考勤门禁控制系统得到广泛使用，有源卡考勤门禁控制系统更具有优越性，因此得到更广泛应用，免去了近距离排队刷卡的时间，但其存在无法有效地判断实际动作是进门还是出门的弊端，文章提出一种实用新型有源卡进出门自动判断装置来解决相关问题，详细介绍其设计与应用。

【关键词】有源卡 进出门 自动判断装置 设计与应用

考勤门禁控制系统广泛使用于学校、医院、商城、公司等需要进行考勤记录或门禁控制的场所门口，用于记录考勤时间和开门状态。考勤门禁控制器由读卡主板与感应读头配套使用，常見的读头有无源卡和有源卡之分。对于无源卡读头可通过软件设置修改硬件参数，使在不同读头上的刷卡动作有效地记录为进门或出门。而有源卡读头是采用远距离射频读卡模式，在射频范围内，无论卡片从哪个方向进入感应区域，均能进行记录。有源卡读头在实际投入使用时，能远距离识别刷卡信息，免去了近距离排队刷卡的时间，但其存在无法有效地判断实际动作是进门还是出门的弊端。本文介绍了一种实用新型有源卡进出门自动判断装置的设计与应用。

1 新型有源卡进出门自动判断装置的设计思路

新型有源卡进出门自动判断装置的设计目的是提供一种感应范围大，读卡速度快，能有效判断进出门的有源卡进出门自动判断装置。

为实现上述目的，采用的技术方案是：一种新型有源卡进出门自动判断装置，见图1为本实用新型的结构示意图。其特征在于：由读卡主机1以及有源卡读卡器2构成，有源卡读卡器2成对设置，其两者前后相隔一定距离设置；读卡主机1与有源卡读卡器2相连接，并接收有源卡读卡器2的读卡信号。

读卡主机1包含主机外壳11、传输线12、主板13、网络模块14和数据处理模块15；有源卡读卡器2包含读卡器外壳21、内置感应线圈22和信号传输模块23；有源卡读卡器和读卡主机通过传输线12连接。主机外壳11上设有网络接口、接线口和电源接口。读卡器外壳21上还设有接线口和感应灯。两个有源卡读卡器2安装距离>10M。有源卡读卡器2通过信号传输模块23与读卡主机1连接，读卡主机1通过网络模块14与网络平台连接。

装置采用上述结构后，将两个有源卡读卡器组合，通过调整有源卡读头的感应区域摆放方向，与读卡主板配合使用，不仅能充分运用有源卡远距离感应，感应范围大，及支持快速读卡的特性，并且实现对进出门的有效判断。

2 系统使用步骤

在实际使用中，实际的使用步骤如下：

（1）通过软件设置读卡主板的两个有源卡读头接口的参数（一个标记为进门、一个标记为出门），在对应的接口接入有源卡读头硬件。

（2）将两个有源读头分开>10m的距离安装。

（3）人员进出时会先后进入两个读头的感应范围，被两个读头先后感应到卡片，读头将卡片时间和卡片信息传给读卡主板。

（4）读卡主机收到两个读头的感应数据后，采集每5s时间段内两个读头分别对该卡片的感应次数，并分析感应次数的变化趋势，依此判断两个读头的感应先后顺序。

（5）读卡主机通过网络模块将最终判断数据发给所需的网络平台。

在实际使用中，本实用新型进出门读卡的判断方法为：若在本次卡片的感应记录中，两个读头的感应次数变化是由A多B少逐渐变为A少B多，则表示人员进出方向是先从A再到B，由此判断为进门。若在本次卡片的感应记录中，两个读头的感应次数变化是由B多A少逐渐变为B少A多，则表示人员进出方向是先从B再到A，由此判断为出门。

3 系统实现的工作原理

进出门判断的机制方式如下（重点是卡片每次被读头有效感应到时，卡片会把上次已存储的读头号码信息以及更新时间发给读头，并且读头会回复数据给卡片，更新卡片上存储的信息为最新。）

图2是进出门判断的图例，进出门判断逻辑：卡片存储的信息从门1变化为门2表示“进”，从门2变化为门1表示“出”。其他情况（门1变化为门1，门2变化为门2）为“未知”。每次生成的判断结果，会上报服务器，服务器可对“未知”的结果值进行忽略。

图例仅模拟了进出门5次感应的情况，实际使用时会存在在一个区域重复刷卡，及同事被两个区域感应到的现象，故他们的调试软件上有“同一个门的防重读时间”，和“不同门的防重读时间”设置选项。

运动过程中，卡片会和读头不断交互数据，但在设置的防重读时间内，读头不会更新卡片上存储的信息。

但同时仍然要求：1.两个读头的距离要远（可根据单门的步行距离时长，设置“相同门的防重读时间”，减少数据的刷新） 2.感应区域不要重叠，或重叠范围要小（可根据重叠感应的时长设置“不同门的防重读时间”）

详细解释如下：

模拟进门：当A进入门1的感应区域时，门1把“当前时间+门1”这个信息发送给卡A，卡A记录此数据。之后继续感应门1，卡片A把存储的信息发给门1，门1得知上次卡A是记录的门1信息，判断为“未知”，并且门1再把“当前时间+门1”这个信息发送给卡A。期间的判断结果均为“未知”，因为主机接收的判断结果信息都是门1-门1。

直到卡A感应到门2，此时卡片A把存储的信息发给门2，门2得知上次卡A是记录的是门1信息，故主机判断此次结果为“进门”，并且门2把“当前时间+门2”这个信息发送给卡A.之后继续感应门2，卡片A把存储的信息发给门2，门2得知上次卡A是记录的门2信息，判断为“未知”，并且门2再把“当前时间+门2”这个信息发送给卡A。期间的判断结果均为“未知”，因为主机接收的判断结果信息都是门2-门2。

模拟出门：因在出门前，卡A记录的最后的信息是门2，当出门时，A进入门2的感应区域，卡片A把存储的信息发给门2，门2得知上次卡A是记录的门2信息，判断为“未知”，并且门2再把“当前时间+门2”这个信息发送给卡A。期间的判断结果均为“未知”，因为主机接收的判断结果信息都是门2-门2。

直到卡A感应到门1，此时卡片A把存储的信息发给门1，门1得知上次卡A是记录的是门2信息，故主机判断此次结果为“出门”，并且门1把“当前时间+门1”这个信息发送给卡A.之后继续感应门1，卡片A把存储的信息发给门1，门1得知上次卡A是记录的门1信息，判断为“未知”，并且门1再把“当前时间+门1”这个信息发送给卡A。期后的判断结果均为“未知”，因为主机接收的判断结果信息都是门1-门1。

4 系统的应用优势和前景

新型有源卡进出门自动判断装置是一款用于停车场、大中型企业、幼儿园接送管理系统等对移动的车辆和人进行识别和管理的远距离读卡器。其远距离读卡门禁控制器是采用两组高效2.4G蓝牙卡识别电路与两路门禁控制器组合设计而成，支持两组Weigand输出、3组继电器输出，采用RS232、RS485、TCP/IP等三种通信方式，支持存储5.5万张用户卡与22万笔读卡器记录。两组读卡电路在当读到合法卡时，自动驱动对应的继电器输出，当读到非法卡时，自动驱动报警继电器输出。可以轻松的实现停车场、大中型企业和幼儿园接送管理系统的出入控制要求。

新型有源卡进出门自动判断装置由读卡器、天线和有源电子标签组成，施工安装简单，便于维护，使用起来更加简单。电子标签即远距离卡，读卡器配合高增益的天线使用，在50米以上的距离就可以完成读写操作。系统设置了近、中、远三个档次，用户可根据实际的情况来进行设置。

对于停车场用户，新型有源卡进出门自动判断装置的读卡器速度可达1000张/秒，并且最远距离达50M以上。60时时速时可以不停车不减速读卡，不停车读卡，大大提高车流通过量，交通高峰期无需堵车排长龙，节省燃油费用。

对于大中型企業与学校用户，在企业、学校等地方人员极多的时候，能进行快速精准的计算，确保不落人，不重复计算。出、入口选用一套读卡器主机加载两根天线，即可控制进口和出口的车辆或人，更加节约了企业、学校用户门禁设施的投入成本。其次系统采用高频传输信号，不受雨、雪天气的影响，多组接口输出，轻松的实现停车场、大中型企业和幼儿园接送管理系统的出入控制要求。

目前新型有源卡进出门自动判断装置经过设计生产调试已经实际投入使用，该系统已用于湛江2中港城中学、湛江市第21中学等多所学校。期中港城中学学生人数达5000人，21中学4000人，在用了该套系统后，学生进出校门只需要20分钟，免去了近距离排队刷卡的时间，且数据判断准确率高，有效的缓解了上、下学高峰学生拥挤的情况，获得了学校及家长的一致好评。未来一段时间，新型有源卡进出门自动判断装置将有着广大的应用市场和发展空间。

5 结束语

本文所述的一种新型有源卡进出门自动判断装置经过设计生产调试，已经达到实际使用的阶段，经过使用达到很好的效果，解决了很多大中型企业员工进出门控制以及上下班考勤的实际问题。而且系统经过检测，申请获得了专利局批准的专利证书，具有相当的推荐使用价值。

参考文献

[1]杨涵.论校园一卡通系统的建设与实现[J]科技与经济，2006（20）：12-13.

[2]王晓燕.浅析某高校校园“一卡通”系统[J]科技创新与应用，2013.

[3]杨海艳.基于数字化校园的校园一卡通构建研究[J].数字技术与应用，2014（04）.

作者简介

廖恩红（1975-），男，广东省五华县人。现为广东工程职业技术学院信息工程学院副院长、高级工程师、一级建造师，招标师，从事建筑智能化弱电工程项目招投标、学校网络系统工程设计规划、校园一卡通系统项目规划建设与项目管理等方面的工作。

作者单位

广东工程职业技术学院 广东省广州市 510520