基于云服务的NFC门禁监控系统的设计

李满玲

(湖南汽车工程职业学院电子信息系，湖南 株洲 412001)

0 引言

门禁监控系统是门禁系统的核心，直接关系到门禁系统的性能［1］.当前主流的智能门禁监控系统主要是以视频监控为主［2］.这种监控系统一定程度上起到了管理和监控人员出入的作用，但是仍存在着弊端，即无法追踪精确定位和追踪人员.随着云计算、大数据技术的不断发展，它逐渐深入到各行各业.随着安防监控制的云服务需求加大，云存储成本降低，云计算将成为视频监控新的方向［3-4］.智能手机的普及，使NFC与云计算技术相结合实现移动云服务变得可能［5-7］.

基于以上分析，本文试图设计一个基于云服务的NFC智能门禁监控系统，来实现门禁监控系统对出入人员实行更便捷、有效的管理.

1 基于云服务的NFC门禁监控系统体系架构

1.1 NFC和云服务简介

NFC(Near Field Communication)是一种基于RFID射频识别和互联网技术相结合的近距离无线通讯技术［8］.它无需另外设定安装程序，任意两台NFC移动设备之间在10cm距离以内便可自动启动网络通信功能，进行非触摸式信息传递，实现电子钱包和身份验证功能［9］.它的运行频率在13.56 MHz以内，传输速率为106 kbit/s～848 kbit/s之间，支持蓝牙和802.11等无线协议.NFC技术符合国际标准，它将成为近距离无线互连领域一种极富竞争力的技术［10-12］.

云监控是基于物联网模式并且采用云存储技术来满足现代化监控的需求［3］.具体实现是指通过集群应用、网格技术、分布式文件系统等功能，将视频监控、门禁控制、RFID射频识别、入侵报警、消防报警、短信报警、GPS卫星定位等技术通过“云”集合起来协同工作，进行信息交换和通信，完成智能化识别、定位、跟踪和监控的监控管理.用户可以通过C/S、B/S以及移动设备的客户端进行24 h的无缝远程监管［4］.

1.2 基于云服务的NFC门禁监控系统体系架构

NFC门禁监控系统由主控制器、监控终端和云服务器等三个子系统组成.其系统体系架构图如图1所示.

(1)主控制器.主控制器是由NFC智能门锁监控器、NFC智能门锁监控服务、看门狗监控服务、云实体监控服务和数据库服务器等5个部分组成.数据库主要由系统配置信息表、实体信息表和功能信息表等3个表组成，负责存储系统的相关信息.NFC智能门锁监控服务是一个运行于数据库服务器上，监控NFC门锁监控器、NFC智能门锁和看门狗监控服务的工作状态的应用程序.云实例监控服务是一个运行于数据库服务器上，监控部署在本地的看门狗监控服务和部署在云服务器上的云实例的工作状态的应用程序.

图1 NFC门禁监控系统的体系架构图

(2)云服务器.云服务器由数据库实例和WCF服务程序等两部分组成.数据库实例负责存储云服务实例的ID、主控制器的系统名称、通讯密码、云服务的运行日志和手机(NFC智能钥匙)的IP地址对应关系.WCF服务程序负责建立与主控制器的连接，定时向主控服务器发送自身的工作状态信息，将来自NFC智能钥匙的请求信息转发给主控制器，将主控制器响应的信息转发给NFC智能钥匙.

(3)监控终端.监控终端是由操作层、业务逻辑层和数据访问层组成的三层架构.操作层主要用于展示图形化的用户操作界面.业务逻辑层主要用于处理操作层传递过来的命令，并根据命令调用相关的方法处理相应的业务逻辑，将处理结果返回给操作层.数据访问层主要用于访问主控服务器的数据库，获取访问结果和将其返回给业务逻辑层.

2 关键技术介绍

2.1 云服务器的数据库设计

云服务的数据库主要由3张表组成，分别为云实例信息表、云服务日志表和手机IP地址映射表.云实例信息表用于存储云服务实例的基本配置信息.云服务日志表用于存储云服务实例的运行日志信息.手机IP地址映射表用于存储已注册成功的手机的基本通讯信息.

2.2 WCF服务程序的设计

WCF服务程序是一个长期运行在云服务器上、提供云服务功能的应用程序.它包括一个启动云服务主程序的管理类“CloudServiceManager”、一个服务实现类“CloudService”、一个向外界暴露服务终结点的接口“ICloudService”和 5 个实体信息类:AlarmMessage、RegistrationResult、AccessRightRequest、AccessRight和LockInfo.类“CloudServiceManager”用于创建一个新的云服务实例、启动云服务、定期检测云服务实例的工作状态和向主控服务器发送告警信息.类“CloudService”用于实现接口“ICloudService”中声明的方法，执行具体的操作.接口“ICloudService”用于实现WCF的对外服务契约，提供相应的云服务.类“AlarmMessage”用于存储告警信息实体.类“RegistrationResult”用于存储NFC智能钥匙的成功注册结果.类“AccessRight-Request”用于存储NFC智能钥匙的门锁访问权限申请的信息.类“AccessRight”用于存储向NFC智能钥匙发送的门锁访问权限的信息.类“LockInfo”用于存储向NFC智能钥匙发送的门锁信息实体.云服务的实现结构图如图2所示.

图2 云服务的实现结构图

3 实验验证

3.1 实验条件准备

本实验主要选择一个测试点，即测试门禁监控系统是否能实现审核门锁访问权限申请的功能.假设门禁监控系统已经安装完毕，云服务已经部署到云服务器中.设定一个名为“测试者”的NFC智能钥匙，其身份识别码为329112456206723，PIN码为20131010.启动“测试者”NFC智能钥匙，输入个人 PIN码“20131010”，在“权限视图”窗口中事先设置好“申请永久访问权限”选项，并点击“提交”按钮.

3.2 实验结果

实验中，系统管理员在如图3所示的门禁监控中心系统的门锁访问权限操作窗口中，点击“权限审批”图标，进入如图 4所示的门锁访问权限审批窗口，找到名称为“测试者”、身份识别码为“329112456206723”的NFC智能钥匙的门锁权限申请记录，勾选该记录，点击“批准”按钮.此时，访问权限申请的审批就已经完成.用户查看申请结果时，在“权限视图”窗口中可以查询到“访问权限申请成功”的结果.

图3 NFC智能门禁监控系统的门锁访问权限操作窗口

从实验测试结果来看，本文实现的产品基本上符合了设计的初衷.

图4 NFC智能门禁监控系统的门锁访问权限审批窗口

4 结语

本文分析了现有智能门禁监控系统存在的问题，提出了一种基于云服务的NFC门禁监控系统的设计，给出了基于云服务的NFC门禁监控系统的体系架构图，并对它进行了详细的描述.还特别给出了云服务实现的数据库设计和程序设计实现结构图.最后通过实验验证了该门禁监控系统的便于操控、安全性强等优点.在后续工作中，我们将试图将该系统原型运用于实际应用中.

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