基于身份證和人臉雙重識(shí)別技術(shù)的智能門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于身份證和人臉雙重識(shí)別技術(shù)的智能門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0智能門(mén)禁系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為安全保護(hù)領(lǐng)域不可或缺的一部分，智能門(mén)禁制統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工廠、酒店、社區(qū)等領(lǐng)域。而市場(chǎng)是保障出入口安全防范管理的有效解決方式，因而得到人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。當(dāng)前智能門(mén)禁系統(tǒng)在一些生活場(chǎng)景上大多數(shù)的解鎖方式安全性較低、不易管理，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)名制管理。針對(duì)該問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)了一種基于身份證和人臉雙重識(shí)別技術(shù)的智能門(mén)禁系統(tǒng)，利用身份證的唯一性、權(quán)威性、安全性以及可存儲(chǔ)性等特點(diǎn)，采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)名制開(kāi)鎖。通過(guò)寬度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)人臉進(jìn)行圖像識(shí)別特征值的采集，解決人臉識(shí)別過(guò)程中的快速跟蹤和快速識(shí)別問(wèn)題。研制后臺(tái)云管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控管理。此智能門(mén)禁系統(tǒng)可自動(dòng)完成人員身份識(shí)別，隨時(shí)記錄各類(lèi)人員的出入情況并進(jìn)行圖像監(jiān)控，有效地保護(hù)控制區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)財(cái)產(chǎn)不受非法侵犯，并對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警處理。用戶(hù)可采用密碼、身份證、人臉識(shí)別、機(jī)械鑰匙應(yīng)急開(kāi)鎖、APP臨時(shí)密碼下發(fā)等多種開(kāi)鎖方式。1智能門(mén)禁系統(tǒng)配置方案1.1傳統(tǒng)門(mén)禁系統(tǒng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上，主要由系統(tǒng)服務(wù)端、門(mén)禁管理服務(wù)端、電子鎖等組成，其中電子鎖為核心部分，由門(mén)鎖、身份證閱讀器、門(mén)禁控制器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、蜂鳴器及備用電源等組成。而門(mén)禁控制器主要實(shí)現(xiàn)身份證信息的讀取、人臉識(shí)別、報(bào)警處理以及開(kāi)門(mén)處理。該門(mén)禁系統(tǒng)由身份識(shí)別單元部分、處理與控制單元部分、電子鎖與執(zhí)行單元部分、傳感與報(bào)警單元部分、線路及通訊單元部分、管理與設(shè)置單元部分組成。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景可采取不同的認(rèn)證方式，在較為固定的場(chǎng)所，可將用戶(hù)的人臉信息提前錄入，進(jìn)行人臉識(shí)別從而加快通過(guò)效率。而對(duì)于用戶(hù)不固定、流動(dòng)性較大的場(chǎng)所則采用身份證和人臉雙重識(shí)別。雙重識(shí)別一方面可有效提高用戶(hù)的通過(guò)效率，另一方面可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)名制管理，有效地解決了常規(guī)門(mén)禁系統(tǒng)的安全性問(wèn)題。在對(duì)用戶(hù)進(jìn)行身份證識(shí)別的過(guò)程中，識(shí)別成功則進(jìn)行開(kāi)門(mén)處理，顯示錯(cuò)誤信息該系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警處理。而在人臉識(shí)別的過(guò)程中，識(shí)別成功進(jìn)行開(kāi)門(mén)處理，若識(shí)別失敗將進(jìn)行身份證識(shí)別，最終若任然顯示錯(cuò)誤信息則進(jìn)行報(bào)警處理。軟件主程序流程如圖2所示。1.2智能門(mén)禁系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)該門(mén)禁系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)總體劃分為感知層、接入層、應(yīng)用層、平臺(tái)層、基礎(chǔ)設(shè)施層共5個(gè)層次。1）感知層可實(shí)現(xiàn)門(mén)禁系統(tǒng)的控制以及攝像頭的監(jiān)控管理；2）接入層可使用WiFi、藍(lán)牙、3G/4G/5G等方式實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接；3）應(yīng)用層是面向功能的一個(gè)平臺(tái)，在本系統(tǒng)中主要是通過(guò)INTER-NET實(shí)現(xiàn)門(mén)禁系統(tǒng)管理端與手機(jī)客戶(hù)端連接。從而使管理員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程后臺(tái)管理，如權(quán)限管理、用戶(hù)管理、區(qū)域管理、安全管理、后臺(tái)審核、系統(tǒng)監(jiān)控等；4）平臺(tái)層是應(yīng)用層與基礎(chǔ)設(shè)施層之間的橋梁，是為服務(wù)提供開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和管控環(huán)境的一個(gè)中間件功能層次。它利用基礎(chǔ)設(shè)施層的能力面向上層應(yīng)用提供服務(wù)，基于基礎(chǔ)設(shè)施層的資源管理能力提供一個(gè)高可用、可伸縮且易于管理的與中間件平臺(tái)；5）基礎(chǔ)設(shè)施層則主要解決資源的虛擬化和自動(dòng)化管理問(wèn)題，將經(jīng)過(guò)虛擬化的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源以基礎(chǔ)設(shè)施的方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶(hù)使用和管理。智能門(mén)禁系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果如圖4所示。1.3網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊該門(mén)禁系統(tǒng)對(duì)管理員進(jìn)行權(quán)限分配，實(shí)現(xiàn)多級(jí)管理。用戶(hù)無(wú)需自建平臺(tái)，通過(guò)Web即可訪問(wèn)云平臺(tái)，登錄管理員賬號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)禁、人員信息等的統(tǒng)一管理，降低用戶(hù)成本。智能門(mén)鎖相關(guān)參數(shù)如下：1）智能門(mén)禁控制器相關(guān)參數(shù)配置，系統(tǒng)初始化時(shí)，控制主板會(huì)逐一檢查網(wǎng)絡(luò)模塊、RFID讀寫(xiě)器工作、安全模塊供電參數(shù)（3.3V/5V）←（是否正常，若不正常，發(fā)出低電壓警報(bào)）。網(wǎng)絡(luò)模塊初始化，配置SSL的秘鑰及公鑰。使用https通信（wifi：連接AP自動(dòng)輸入密碼連接AP連通網(wǎng)絡(luò)；有線網(wǎng)絡(luò)：查詢(xún)路由器是否正常，其次由路由器分配網(wǎng)絡(luò)ip，連接tcp服務(wù)器或者直接連接服務(wù)器。ping通后，建立心跳包保持長(zhǎng)久連接及實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。由路由器配置ip地址**．**．**．**服務(wù)器訪問(wèn)端口為8080。網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求參數(shù)初始化Lockld=RO014&type=1&content=ORDERLockld：控制器唯一idtype：網(wǎng)絡(luò)獲取命令類(lèi)型content：請(qǐng)求內(nèi)容所有網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求均以這請(qǐng)求格式和請(qǐng)求參數(shù)。系統(tǒng)復(fù)位斷開(kāi)所有的邏輯線路，完全重新連接邏輯線路初始化相同（硬件復(fù)位）。網(wǎng)絡(luò)初始化成功后會(huì)獲取服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)間保證門(mén)禁控制器時(shí)鐘與服務(wù)器同步。2）智能門(mén)禁控制器輸Ⅳ輸出端口的設(shè)置，控制器的串口配置網(wǎng)絡(luò)模塊。單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)模塊由串口通信。當(dāng)從服務(wù)器收到***信息時(shí)開(kāi)啟（繼電器）電機(jī)實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖、關(guān)鎖?；ユi條件：低壓警告、主動(dòng)鎖定、設(shè)備強(qiáng)破互鎖。3）人員屬性信息的配置，如用戶(hù)身份證的效期、合法性、權(quán)限以及用戶(hù)所屬時(shí)段等。2身份識(shí)別設(shè)計(jì)2.1身份認(rèn)證模塊2.1.1rfid技術(shù)RFID是一種利用射頻信號(hào)的空間耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳輸并通過(guò)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是本門(mén)禁系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。身份證識(shí)別電子標(biāo)簽是近距離識(shí)別，即使用耦合方式進(jìn)行無(wú)線傳輸信息。該門(mén)禁系統(tǒng)的RFID模塊主要由身份證、身份證讀寫(xiě)設(shè)備以及管理系統(tǒng)組成。讀取個(gè)人身份信息的設(shè)備將自動(dòng)讀取刷卡人身份證信息，并將采集到的信息上傳至門(mén)禁控制板。門(mén)禁控制設(shè)備安裝于電子鎖門(mén)附近，用來(lái)接收用戶(hù)身份證信息和后臺(tái)管理端的指令并執(zhí)行，對(duì)用戶(hù)身份證信息鑒權(quán)是否開(kāi)門(mén)，存儲(chǔ)刷卡人記錄，上報(bào)主機(jī)用戶(hù)信息。系統(tǒng)服務(wù)端用作控制門(mén)禁控制板，實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶(hù)身份證信息，同時(shí)也可以依照用戶(hù)的不同要求設(shè)置好門(mén)禁權(quán)限等開(kāi)門(mén)的相關(guān)參數(shù)設(shè)置，如果需要查看進(jìn)出門(mén)記錄時(shí)也可以選擇連接本系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)端。2.1.2藥代動(dòng)力學(xué)算法本門(mén)禁系統(tǒng)的RFID系統(tǒng)由身份證、身份證信息處理器和電子鎖管理系統(tǒng)共同組成。FID讀寫(xiě)器正常情況下，一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能對(duì)磁場(chǎng)中的一張RFID卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作，但在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中經(jīng)常有多張身份證同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)器的射頻場(chǎng)，導(dǎo)致一個(gè)讀寫(xiě)器多個(gè)應(yīng)答器，無(wú)法正確識(shí)別出一個(gè)應(yīng)答器的情況，即產(chǎn)生碰撞現(xiàn)象，出現(xiàn)通信方面的沖突產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致傳輸失敗，致使門(mén)禁系統(tǒng)無(wú)法正常工作。為此，必須采用防碰撞算法來(lái)防止碰撞的產(chǎn)生。門(mén)禁系統(tǒng)使用二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法來(lái)有效解決多張身份證識(shí)別過(guò)程中的碰撞問(wèn)題，該算法基于樹(shù)分叉搜索算法實(shí)現(xiàn)，目的在于從多個(gè)電子標(biāo)簽中篩選出所需電子標(biāo)簽。二進(jìn)制樹(shù)型搜索算法核心原理為把會(huì)發(fā)生碰撞的電子標(biāo)簽進(jìn)行逐次的劃分，不斷地縮將要識(shí)別的數(shù)量范圍，最終達(dá)到僅剩唯一一個(gè)回應(yīng)的情況。識(shí)別方式是閱讀器向作用區(qū)域內(nèi)所有電子標(biāo)簽發(fā)送帶有某一限制條件的詢(xún)問(wèn)命令，所有符合條件的電子標(biāo)簽進(jìn)行響應(yīng)并向閱讀器返回信息，若相應(yīng)不唯一則發(fā)生了碰撞。閱讀器分析所有符合條件的電子標(biāo)簽的返回信息，若發(fā)生碰撞，則檢測(cè)所有碰撞位置，并根據(jù)返回信息修改限制條件，再次發(fā)送詢(xún)問(wèn)命令。重復(fù)發(fā)送詢(xún)問(wèn)命令，重復(fù)進(jìn)行識(shí)別過(guò)程，直至有且唯一有一個(gè)電子標(biāo)簽進(jìn)行響應(yīng)，既無(wú)碰撞發(fā)生。在該算法的使用中，需要閱讀器能夠檢測(cè)出所有碰撞的比特的確切位置，而Manchester編碼剛好能做到這點(diǎn)，若多個(gè)電子標(biāo)簽同一時(shí)間發(fā)送不同的數(shù)位，即收到的上升沿和下降沿將會(huì)互相抵消，不發(fā)生變化的情況不允許發(fā)生，否則會(huì)被作為錯(cuò)誤信號(hào)。采用此方式可以依照位來(lái)追蹤到?jīng)_突的發(fā)生。所以在二進(jìn)制搜索算法中選用Manchester編碼，如圖5所示。通過(guò)二進(jìn)制搜索算法識(shí)別X個(gè)電子標(biāo)簽所用的次數(shù)與編碼值和標(biāo)簽間發(fā)生碰撞的位置均相關(guān)。最少的搜索次數(shù)為2X-1，最多的搜索次數(shù)為2X+1，即搜索次數(shù)Y滿(mǎn)足如式（1）所示：而平均次數(shù)M與讀寫(xiě)器作用區(qū)域內(nèi)電子標(biāo)簽總數(shù)N相關(guān)如式（2）所示：假設(shè)算法執(zhí)行效率為α，在算法執(zhí)行過(guò)程中，一共Ln個(gè)時(shí)隙，識(shí)別n個(gè)應(yīng)答器。表示算法的執(zhí)行效率。因此二進(jìn)制樹(shù)防碰撞算法可以在短時(shí)間內(nèi)有效解決多張身份證進(jìn)入一個(gè)身份證閱讀器導(dǎo)致碰撞的問(wèn)題。算法流程如下：1）把位于沖突電子標(biāo)簽拆分為兩不部分用0和1表示。2）先對(duì)0進(jìn)行檢查，如果沒(méi)有出現(xiàn)沖突情況，就將其標(biāo)記為正確情況，如果出現(xiàn)沖突情況就進(jìn)行再劃分，將0劃分為00以及01。3）依次類(lèi)推，通過(guò)此種算法即可查詢(xún)出0的所有情況，然后按照上述的步驟檢查1。模型圖如圖6所示。2.2人臉識(shí)別中提取特征的原理卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有良好的圖像識(shí)別能力，通過(guò)權(quán)值共享來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，其采用的算法不同于普通人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，故在圖像識(shí)別方面，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比于其他人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正確率明顯高出許多。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用池化操作進(jìn)行特征提取，由于池化具有平移不變性，所以可以最大限度保留圖像特征，同時(shí)降低了計(jì)算量。本系統(tǒng)采用一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對(duì)被測(cè)人的姿勢(shì)、神態(tài)和背景環(huán)境等因素不敏感，而且該模型訓(xùn)練時(shí)間短、計(jì)算量小，不需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)便可以達(dá)到較高的識(shí)別精度。對(duì)人臉圖像的處理中，卷積的操作本質(zhì)上是一種濾波操作，定義以下參數(shù)：W為權(quán)重，p為偏置，h代表激活函數(shù)則在數(shù)字圖像處理中所用到的離散卷積公式如式（3）所示：卷積原理如圖7所示。卷積操作完成后，對(duì)圖像新提取的特征進(jìn)行池化操作，其目的在于對(duì)卷積提取的圖像特征進(jìn)行降維操作，使得特征精簡(jiǎn)化，有助于獲得更優(yōu)秀的性能，圖8為最大值池化及其結(jié)果，池化尺寸為2×2，步長(zhǎng)為2。在人臉識(shí)別處理過(guò)程中，對(duì)人臉圖像進(jìn)行描述的方式一般為提取圖像特征點(diǎn)，但每個(gè)特征點(diǎn)又需要描述該特征點(diǎn)的128維的向量，就導(dǎo)致一幅人臉識(shí)別圖像中特征點(diǎn)所需的存儲(chǔ)量過(guò)于大，所以要對(duì)人臉圖像進(jìn)行降維操作。降低原始輸入維度，其中一種方式是最小化輸入x和它的重構(gòu)r(x）之間的距離，如式（4）、（5）所示：其中：r(x)=WW其中：ω系統(tǒng)學(xué)習(xí)的正交和線性變換矩陣W將輸入數(shù)據(jù)x的投影結(jié)果用z來(lái)表示。因此，采用PCA算法作為降維方法，盡可能地保留數(shù)據(jù)中的信息。采用嶺回歸方法，通過(guò)求最小值，進(jìn)而求出網(wǎng)絡(luò)的輸出層權(quán)重如式（8）所示：其中：γ表示對(duì)輸出層權(quán)重W平方和的約束．當(dāng)γ=0時(shí)，則該問(wèn)題變?yōu)樽钚《朔▎?wèn)題，若γ→∞，那么權(quán)重則近似為零．故可得出權(quán)重的計(jì)算公式如式（9）所示：本文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，輸入圖像通過(guò)寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)方法映射到特征向量x中，同時(shí)采用PCA來(lái)學(xué)習(xí)映射矩陣。而后利用輸入圖像映射，采取卷積與最大池化操作提取增強(qiáng)神經(jīng)節(jié)點(diǎn)。將PCA應(yīng)用于合并后的特征圖，提取增強(qiáng)特征。多次重復(fù)此過(guò)程，可以得到更深層次的特征。本文采用隨機(jī)生成的卷積核與最大池化操作，通過(guò)嶺回歸方法更新權(quán)重W。2.3自動(dòng)上傳管理端當(dāng)門(mén)禁控制器檢測(cè)到異常情況時(shí)，如被檢測(cè)用戶(hù)身份異常、強(qiáng)制開(kāi)門(mén)、門(mén)禁控制器或讀寫(xiě)器防拆除線斷開(kāi)等，則會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)并上傳管理端。門(mén)禁報(bào)警系統(tǒng)還會(huì)對(duì)身份證的合法性、權(quán)限、時(shí)段、有效期、是否為掛失卡等進(jìn)行判斷，只有符合條件的身份證才會(huì)開(kāi)門(mén)，同時(shí)會(huì)將有關(guān)信息記錄在后臺(tái)的管理系統(tǒng)。將安裝門(mén)磁或探測(cè)器。一旦門(mén)被異常打開(kāi)時(shí)，探測(cè)器或門(mén)磁探測(cè)到動(dòng)作，立即立即輸出信號(hào)產(chǎn)生報(bào)警，聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)警號(hào)，并在總站管理系統(tǒng)上會(huì)有明顯顯示所在各門(mén)鎖的報(bào)警信息。3系統(tǒng)通信和命令設(shè)計(jì)3.1用戶(hù)使用頻率不確定本系統(tǒng)采用5GWi-Fi通信，傳統(tǒng)無(wú)線路由器只有2.4G頻段的WIFI信號(hào)，因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)設(shè)備多使用2.4G頻段，用戶(hù)較多時(shí)，干擾較大，不能保障足夠的穩(wěn)定性，會(huì)直接影響該系統(tǒng)之間的通信。5G作為即將普及的新一代無(wú)線通信技術(shù)，具有高帶寬、高可靠、低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)，5GWi-Fi信號(hào)頻帶寬、無(wú)線環(huán)境干凈、干擾少、網(wǎng)速穩(wěn)定、能夠保障傳輸質(zhì)量，將其用于該系統(tǒng)能夠讓通信性能提高。3.2http協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的加密超文本傳輸協(xié)議HTTP是互聯(lián)網(wǎng)上使用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有通信開(kāi)銷(xiāo)小、簡(jiǎn)單快速、成本低、使用靈活、節(jié)省傳輸時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，但是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是明文傳輸?shù)?，未加密，因此采用HTTP協(xié)議傳輸信息容易被監(jiān)聽(tīng)、被偽裝、被篡改，為了保證傳輸信息的安全性，本系統(tǒng)采用由網(wǎng)景公司設(shè)計(jì)的SSL(SecureSocketsLater）協(xié)議用于對(duì)HTTP協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，也就是使用HTTPS協(xié)議，該協(xié)議能夠讓信息加密，防監(jiān)聽(tīng)、防偽裝、防篡改，提高了本系統(tǒng)信息傳遞過(guò)程的安全性。該門(mén)禁系統(tǒng)通信原理如圖9所示。3.3服務(wù)端配置3.3.1般電腦典型使用的windows系統(tǒng)本系統(tǒng)根據(jù)所需要的程序、數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型、性能好壞、操作熟悉的程度等情況采取了一般電腦普遍采用的Windows系統(tǒng)。為了承載更多鎖并發(fā)請(qǐng)求，擬采用服務(wù)器CPU芯數(shù)4核、4g內(nèi)存、500G硬盤(pán)，10Mbps帶寬，這樣的服務(wù)器配置可容納并發(fā)量是500，完全可以解決鎖并發(fā)請(qǐng)求問(wèn)題。3.3.2服務(wù)器環(huán)境配置本系統(tǒng)選擇wed服務(wù)器，在所選操作系統(tǒng)安裝云服務(wù)器之后，根據(jù)本系統(tǒng)的需求配置所需的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)Tomcat、mysql等進(jìn)行安裝與配置。3.3.3電子鎖功能函數(shù)對(duì)HTTPS訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用系統(tǒng)的ip地址5和采用的端口號(hào)433設(shè)計(jì)URL為：https：//5:433/網(wǎng)頁(yè)的相對(duì)路徑，具體實(shí)例如下：https：//6:443/eletronicLock/index.htm。為訪問(wèn)請(qǐng)求設(shè)計(jì)3個(gè)請(qǐng)求參數(shù)，lockid用來(lái)表示鎖的ID號(hào)，type用來(lái)表示請(qǐng)求的類(lèi)型，content用來(lái)表示請(qǐng)求的內(nèi)容，例子如下：電子鎖功能指令集如表1所示。具體服務(wù)器端訪問(wèn)設(shè)計(jì)如表2所示。3.3.4結(jié)合機(jī)歷史編碼的特殊文件命令信息幀格式如表3所示。說(shuō)明：返回字符串，按順序執(zhí)行。+命令數(shù)目+命令1|命令2|命令3|．．．．．．|命令n+@返回的例子：00510000001L0001A51018319991103222X00000000000000|10000002L0001B00000000000000000012345600000000|10000003L00011000|10000004L00012000該字符串說(shuō)明如表4所示。(2）命令寫(xiě)回：說(shuō)明：寫(xiě)回成功執(zhí)行的命令，返回錯(cuò)誤碼。(3）開(kāi)門(mén)日志：https：//ip:port/lock/index.htm?type=3&id=L0001&content=0654321(0+密碼方式）ht-tps：//ip:port/lock/index.htm?type=3&id=L0001&content=151018319991103222X(1+身份證號(hào)方式）說(shuō)明：對(duì)應(yīng)鎖已低電壓，報(bào)警，無(wú)返回值。4調(diào)度方法原理門(mén)禁系統(tǒng)作為一種實(shí)時(shí)系統(tǒng)，要求在一定的時(shí)間范圍內(nèi)確保最后結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，而調(diào)度算法的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)的性能來(lái)說(shuō)起著至關(guān)重要的作用，它決定著在多任務(wù)環(huán)境下任務(wù)執(zhí)行的順序以及獲得CPU資源后能夠執(zhí)行的時(shí)間長(zhǎng)度。根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)分配方法，基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法可分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法。靜態(tài)調(diào)度較簡(jiǎn)單但缺乏靈活性，不利于系統(tǒng)擴(kuò)展；動(dòng)態(tài)調(diào)度有足夠的靈活性處理系統(tǒng)的變化，但需要消耗更多的資源。但不論是靜態(tài)調(diào)度還是動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)都將優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級(jí)別比較高的任務(wù)。如果在進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度時(shí)只按照優(yōu)先級(jí)別的高低進(jìn)行處理，則會(huì)存在突發(fā)高優(yōu)先級(jí)的情況，這樣低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)則會(huì)等待很長(zhǎng)時(shí)間。所以本文提出一種基于優(yōu)先級(jí)的周期性多任務(wù)調(diào)度算法，對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)中處于不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)選取恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間片作為周期，以相應(yīng)固定的時(shí)間片為一個(gè)基本單位從而進(jìn)行周期性的調(diào)度，通過(guò)這種調(diào)度方法既可以保證實(shí)時(shí)響應(yīng)性能，也可以使處于較低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)有機(jī)會(huì)盡快執(zhí)行，從而提高了實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的整體控制性能，保障整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。當(dāng)用戶(hù)接收到請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至緩沖隊(duì)列當(dāng)中，進(jìn)而分類(lèi)器對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)并劃分好優(yōu)先級(jí)，最終由解調(diào)器進(jìn)行整體的調(diào)度。具體的工作原理如圖10所示。在周期性多任務(wù)調(diào)度算法中，多個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是不同的，將會(huì)按照所劃分的時(shí)間片周期性的對(duì)這多個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。通過(guò)周期性多任務(wù)調(diào)度算法可以有效地使低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)得到盡快執(zhí)行的機(jī)會(huì)，縮短了執(zhí)行過(guò)程中的延遲時(shí)間，提高了低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行效率，從而保障了整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)控制的有效性。5測(cè)試結(jié)果