門禁系統(tǒng)，主要應用于出入口通道的控制和管理。門禁系統(tǒng)常規(guī)的通信結構都是通過RS422/485與計算機通信。但隨著網絡的發(fā)展，綜合布線早已被廣泛應用，采用TCP/IP通信協(xié)議，通過構建綜合布線網絡，實現(xiàn)跨樓層、跨建筑、跨城市的遠程聯(lián)網及數(shù)據傳輸，免去了在同一建筑內樓層間，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。

門禁控制器實現(xiàn)網絡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：目前已經出現(xiàn)了32位CPU，以及一些通信轉換模塊，通過此模塊可以將RS232數(shù)據轉換為TCP/IP功能的通信平臺。
?通過軟件實現(xiàn)TCP/IP功能：大部分的門禁控制器都是采用8位的單片機進行控制，所以無法直接進行TCP/IP通信。本文提出的即是一種可以通過軟件技術使控制器實現(xiàn)TCP/IP功能的通信平臺。

通信平臺的設計與實現(xiàn)
通過軟件技術實現(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上完成。所以對兼容早期門禁控制器產品具有很大的實際意義，其具體的設計細節(jié)如下所述。

通信平臺功能
?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，打包成TCP/IP包后發(fā)送給遠程客戶端；
?數(shù)據主動回收。

通信平臺的系統(tǒng)結構
通信平臺作為業(yè)務層與主控制器之間的通信紐帶，在用戶局域網里，多個工作站上運行業(yè)務層的應用程序，通過TCP/IP與通信平臺通信，可同時訪問Intranet網絡內的多個主控制器。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。

通信平臺同時擔當起串口通信與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?？梢宰龅蕉啾O(jiān)控系統(tǒng)同平臺同時運行，實時接發(fā)數(shù)據。因此在這平臺上，只要串口數(shù)目允許的情況下，業(yè)務可以自由擴展。目前，通信平臺只支持串口通信，USB口以及并口以后再予完善。

除了自動回收記錄數(shù)據外，對于其它的通信數(shù)據包，通信平臺不起解釋協(xié)議的作用，只是負責套接字與串口之間的轉發(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]

自動回收記錄數(shù)據功能，因為監(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，所以為了安全快捷，通信平臺增加自動定時回收數(shù)據的功能?；厥諗?shù)據的間隔時長由用戶自行設定，例如每1秒、2秒等回收一次數(shù)據?；厥盏降挠涗洈?shù)據通過解釋協(xié)議，解析包以后把有效數(shù)據存入到數(shù)據庫里，如果寫數(shù)據庫失敗，則把數(shù)據寫入到文本文件里。

因為本平臺用在通信主控機上，所以作為通信軸鈕，安全與穩(wěn)定性特別重要。所以為了及時監(jiān)測到本平臺的異常情況，需要另外一個輔助模塊來實時監(jiān)測通信平臺及主控機的運行情況，如果發(fā)現(xiàn)平臺出現(xiàn)意外情況，告警模塊需要及時發(fā)出告警信號，電話通知相關的網絡管理員。所以本平臺需要與告警模塊實時通信，實時處理告警模塊的通信數(shù)據包。

程序基本流程思路
1.通信平臺采用多線程異步通信轉發(fā)包，TCP/IP端口監(jiān)視線程，監(jiān)聽到一個用戶連上來，就為該連接創(chuàng)建一個接收TCP/IP數(shù)據的線程，接收TCP/IP數(shù)據的線程接收到有效數(shù)據，就通過消息發(fā)送方式，把數(shù)據包發(fā)送給要訪問的串口類對象的TCP/IP數(shù)據處理線程的消息隊列，等待該線程處理。該TCP/IP數(shù)據處理線程獲取消息，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)據的線程，利用WINDOWS消息觸發(fā)機制，串口數(shù)據一來到就產生一個接收數(shù)據的消息，立即從該串口接收數(shù)據，然后處理一下，通過消息發(fā)送方式，把數(shù)據包發(fā)送給該串口類對象的串口數(shù)據處理線程進行數(shù)據處理。
3.串口數(shù)據處理線程進行數(shù)據處理完畢后，就發(fā)消息通知TCP/IP數(shù)據處理線程把該TCP/IP數(shù)據包從數(shù)據緩沖區(qū)里清除掉。

多線程異步機制
?TCP/IP通信方面，一個監(jiān)視SOCKET連接的線程，每個SOCKET連接都有一個接收數(shù)據TCP/IP數(shù)據的線程；
?串口通信方面，每個串口有一個TCP/IP數(shù)據處理線程、串口數(shù)據接收線程、串口數(shù)據處理線程、回收記錄數(shù)據入庫線程。

套接字與串口通信原理
1.TCP/IP通信：與業(yè)務端的通信采用WinSock API進行TCP/IP通信，通信平臺作為Socket的Server端，操作步驟如下：
①ocket初始化成功，就建立起一個監(jiān)聽線程，在不斷的監(jiān)測是否有Client端的Socket連接上來。同時建立起一個寫線程，供所有套接字發(fā)送數(shù)據用。
②如果監(jiān)測到有Client連接上來，創(chuàng)建該連接的一個讀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，一旦接收到數(shù)據，根據協(xié)議的格式，取確定長度的數(shù)據。然后根據數(shù)據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)行結果，返回第③步。
⑤如果是關閉串口，因為多用戶的模式，不予處理，返回第③步。
⑥如果是請求串口處理，把數(shù)據包發(fā)送給屬于要訪問的該串口對象的TCPIP數(shù)據處理線程的TCPIP數(shù)據包緩沖區(qū)，返回第③步。[nextpage]

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

串口數(shù)據的處理
1.在串口數(shù)據處理線程里處理，接收到數(shù)據包后，因為接收數(shù)據比較長時，不能以一個完整的數(shù)據幀來接收。超時等待重組后來接收到的數(shù)據包。檢查接收到的數(shù)據是否有效與校驗和是否正確。
2.是否如果是回收記錄的數(shù)據，則解析數(shù)據格式，得到有效的記錄數(shù)據，以消息包的形式發(fā)送給寫數(shù)據庫的線程，把有效數(shù)據以調用存儲過程的方式寫入到數(shù)據庫里。返回1。
3.如果是業(yè)務端發(fā)來的請求，則封裝打包通過SOCKET連接發(fā)給業(yè)務。返回1。
串口通信流程還是走以前的PC機與單片機為主從式的通信方式，也是目前平臺實現(xiàn)了的功能，PC機發(fā)請求，單片機回數(shù)據包。這個同主控制器通信的功能正在等待完善。

每個串口的TCP/IP數(shù)據處理線程中需要維護一個數(shù)據緩沖區(qū)，即TCP/IP數(shù)據鏈表。每次從SOCKET得到數(shù)據，加入到該數(shù)據包請求的串口實例對象所屬的數(shù)據緩沖鏈表的表尾。再以該實例對象所創(chuàng)建的數(shù)據處理線程來從表頭一個一個的處理。另外一個需要維護的就是寫串口時主控制器發(fā)來的標志量結構體數(shù)據，以標識主控器是否處于PC有效時期。

結論
本文提出的通信平臺解決了門禁控制器不能進行網絡通信的問題，它支持局域網、INTERNET等網絡結構，所以可以跨單體樓、跨城市，只要有網絡的地方都可以遠程控制門禁系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于TCP/IP的網絡門禁控制系統(tǒng)。使得門禁系統(tǒng)可以實現(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的要求，減少了人力資源和系統(tǒng)實施的費用與成本。對當前基于WEB的門禁系統(tǒng)的設計有很大意義。