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基于Arduino与Python的实验室联动门禁报警系统设计

更新时间：2019-12-25 16:26:27 大小：3M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：arduinopython 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为满足高校实验室信息化建设中的安全需求,设计了基于Arduino和Python的实验室联动门禁报警系统。提出基于Arduino开源单片机为核心模块的设计方案,该方案利用开源的Python语言编写API接口连接各部分功能,使它们能互相通信,解决了传统门禁的弊端,提高了实验室的安全性。


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基于Arduino与Python的实验室联动门禁报警系统设计.pdf 3M

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基于  
与
的实验室  
Arduino P thon  
y
联动门禁报警系统设计  
１
２
,
郑 禄 常 佳  
(
１．  
;
,
)
４３００７４  
中南民族大学 实验教学与实验室管理中心 中南民族大学 计算机科学学院 湖北 武汉  
２．  
:
,
.
的实验室联动门禁报警系统  
摘
要 为满足高校实验室信息化建设中的安全需求 设计了基于  
和
Arduino Pthon  
y
,
提出基于  
开源单片机为核心模块的设计方案 该方案利用开源的  
语言编写  
接口连接各部分功  
API  
Arduino  
Pthon  
y
,
,
,
.
能 使它们能互相通信 解决了传统门禁的弊端 提高了实验室的安全性  
:
;
;
;
关键词  
实验室安全 联动报警  
ArduinoPthon  
y
:
/
j
DOI１０．１１９０７rdk．１６２７３３  
:
TP３１９  
:
A
:
( )  
中图分类号  
文献标识码  
文章编号  
１６７２-７８００２０１７００１-００７６-０２  
/
,
,
的 晶 体 振 荡 器 个  
１ Micro  
数字  
引 脚  
个
IO １ １６MHz  
,
,
,
.
个复位按钮  
接口  
个
接口  
个
接口  
引言  
USB １ DC １ ICSP １  
０
使用的 控制器中最新的多功能微型  
是
Leonardo Arduino  
,
,
通信功能 减除了  
ATmea３２u４ USB  
、
控制器 直接使用  
的
高等院校实验室承担着学校实验教学 科研等重要任  
g
[]  
１
.
芯片程序  
转
USB UART  
,
.
务 安全保 障 越 来 越 受 到 重 视  
随 着 物 联 网 技 术 的 发  
联动报警基本原理  
１．２  
,
.
展 门禁报警系统成为最主要的安保系统之一 门禁报警  
/
.
协议 系统将各 种 门 禁  
联动报警功能使用  
TCPIP  
地址嵌入在  
,
系统应用是高校实验室信息化建设的一个重要组成部分  
设备的  
地址与  
单片机代码  
Arduino  
IP  
MAC  
,
是实验室安全管理的必然要求 也是保障实验室安全开放  
,
,
中进行绑定 并用代码标记对应的位置 用来区分不同实  
[]  
２
.
的必要手段和方法  
.
验室的不同设备 报警功能实现方式是将控制报警的中  
实验室联动门禁报警系统与传统的门禁安保设备不  
,
断函数写在  
单片机代码中 报警函数通过  
协
IP  
Arduino  
,
.
同 它变被动的监控与报警为主动模式 传统实验室门禁  
,
.
协议进行功能通信  
议找到目的地址 利用  
TCP  
,
系统只是简单实现控制学生进出事务 采用机械式门锁和  
系统结构  
１．３  
[]  
３
,
,
钥匙  
若管理人员钥匙丢失则直接影响实验教学 严重  
实验室联动门禁报警系统可以接收到所有区域门禁  
,
发送的信息 实验员通过门禁控制器按钮发送报警信息到  
.
者会造成教学事故发生 本文利用  
和
技
Arduino Pthon  
y
.
,
本地单片机 本地单片机调 取 报 警 中 断 函 数 通 过  
TCP  
端的主控制中心 主控制中心将接  
,
、 、  
术设计的门禁系统 具有很好的联动性 扩展性 安全性和  
.
协议  
端口传到  
PC  
８０  
,
,
.
实用性 能够满足复杂的环境要求 适应实验室建设发展  
,
收到的信息传送到实验室联动门禁报警系统 系统根据数  
,
.
据库中的设备信息进行比对 判断是否是报警信息 如是  
系统硬件设计  
１
,
系统报警则将信息记录在数据库中 同时开启多线程将报  
.
,
警信息发送到其它门禁系统 报警 功 能 开 启  
显 示  
LED  
.
屏显示报警位置 以此判断找到安全出口 快速安全撤离  
简介  
１．１ Arduino  
,
,
,
是基于单片机的人机互动产品开发平台 具  
Arduino  
.
系统结构原理如图 所示  
１
,
“
”.  
有丰富易用的模块 常被称为 电子积木  
的硬  
Arduino  
,
件平台是开源项目 任何人都可以在  
的硬件平台  
Arduino  
系统软件设计  
２
.
上做二次开发  
硬件平台有基于  
的单片机  
AVR  
Arduino  
[]  
４
, /  
,
.
主控板 各式  
电子模板 以及丰富的外围模块  
本
个
简介  
IO  
２．１ Pthon  
y
,
系统开发环境采用  
微控制器板 它有  
是一种面向对象的解释型计算机程序设计语  
ATmea３２u４  
２０  
Pthon  
y
g
:
(
)
基金项目 中南民族大学大学生创新训练项目  
XCX１５０７８  
:
(
１９８９－  
), ,  
,
,
,
作者简介 郑禄  
男 内蒙古乌兰察布人 硕士 中南民族大学实验教学与实验室管理中心助理实验师 研究方向为计算机技  
、
.
术 实验室管理  
, :  
禄 常 佳 基于  
第
期
郑
与 的实验室联动门禁报警系统设计  
Arduino Pthon  
y
· ·  
７７  
１
:
( )//  
获取其他  
.
,
协议 语法简洁  
GPL  
言
的源代码和解释器遵循  
６ doorsInfo＝ etOtherDoorInfodoorID  
g
Pthon  
y
门的  
地址  
IP  
,
、
,
清晰 具有简洁性 易读性以及可扩展性 同时具有丰富的  
[]  
５
:
!
:
７ ifdoorsInfo ＝－１  
,
.
库函数支持  
可 以 快 速 生 成 程 序 的 原 型 本 系 统 采 用  
:
:
foritindoorsInfo  
８
.
语言编写部分核心代码  
Pthon  
y
:
_ _  
(
,([],  
９
thread．startnewthreadechoInLED it０ it  
[], ))//  
开启  
线程  
２ doorID  
LED  
foritindoorsInfo  
_ _  
:
１０  
:
:
(
,([],  
１１  
thread．startnewthreadalarmWarnit０it  
开启门的线程  
[]))//  
１
:
:
１２ else  
:
１３  
_ _ ,())  
(
thread．startnewthreadstartStoThread  
p
//  
停止所有的线程  
图
五门联动门禁报警系统结构  
１
:
( )  
p
１４returnson．dumsret  
j
,
LED  
联动报警功能由 语言完成  
屏显示由 语  
C＃  
C
,
.
言完成 由  
语言搭建系统整体环境 各种功能对  
系统实现  
Pthon  
y
３
接 使 用  
的
接
Pthon A licationProramminInterface  
pp g g  
y
,
. ,  
口 它能够便捷地对系统进行维护和管理 同时  
.
,
以两门联动报警为例 当门禁系统处于正常状态时  
Pthon  
y
的
接口可以快速将不同编程语言实现的功能模块对  
API  
.
,
号门接收到报警联动信  
２
如图 所示  
当
号门报警时  
３
１
,
接在一起实现相互通信功能 解决了系统中多语言集成的  
,
,
息
示
屏显示报警信息并正确显示报警地点 如图  
所
４
LED  
.
兼容性问题  
.
,
,
号门接收到报警联动信息  
LED  
当
号门报警时  
２
１
系统流程设计  
, .  
屏显示报警信息并正确显示报警地点 如图 所示  
５
２．２  
,
单片机进行初始化设置 单片  
程序开始时对  
Arduino  
,
机通过判断触发报警按钮检测是否有报警信号传来 当检  
,
/
测到有报警信号传来时 单片机会通过  
协议将报  
主控制器  
TCPIP  
图
正常状态  
３
.
端的 主控制器  
PC Pthon  
警信号传给  
Pthon  
y
y
,
,
LED  
会将报警信号传递给其它场所 进而联动报警  
屏显  
.
.
示报警场所信息 系统流程如图 所示  
２
图
号门报警  
号门报警  
４
１
２
图
５
结语  
４
基于  
和
搭建的实验室联动门禁报警系  
Arduino Pthon  
y
图
系统流程  
２
,
统在一个实验室发生紧急情况时 其他实验室实验员可立  
系统核心代码设计  
,
即通过本系统收到紧急报警信息 迅速通过安全出口撤离  
２．３  
.
实验室联动门禁报警系统实现了多门联动报警功能  
,
.
学生 为师生人身安全及实验设备安全提供保障 本系统  
,
有报警信息时快速触发 控制器中心及时判断报警信息并  
,
,
借助先进的信息技术 消除了实验室门禁间的信息孤岛 具  
,
,
及时发送 实验相关人员能在第一时间得到报警信息 及  
、 、  
,
.
有安全 可靠 管理简单等特点 提高了实验室的安全性  
.
时安全逃出实验室 系统的核心代码实现主要涉及接收  
:
参考文献  
、
、
、
请求的各种设备  
地址 开启报警时间 增加报警日志  
IP  
[]  
,
,
[]  
王治文 陈俊武 洪慧 面向开放管理的实验室门禁系统 实验室  
J．  
、 、 .  
线程 开启门禁线程 停止报警信息等 联动报  
开启  
１
．
LED  
警核心伪代码如下  
,
, ():  
研究与探索  
２００９２８６ ６０-６３．  
:
[]  
２
,
[]  
实验  
J．  
李郁峰 高小明 基于网络的低成本实验室门禁管理系统  
．
:
(/ )//  
Procedure１LinkaeAlarmINPUT＠a ．route＇warn＇  
g
pp  
,
, ():  
室研究与探索  
２０１０２９６ １６９-１７１．  
接口  
API  
[]  
３
/
[]  
架构的实验室门禁管理系统设计 数据库与信  
J．  
冯德尹 基于  
． BS  
:
//  
报警信息  
OUTPUTalarmWarn  
:
,
, ( ):  
息管理  
２０１４１６３８ ５９-６１．  
_ //  
请求各种设备的  
地址  
IP  
１ i＝reuest．remoteaddr  
p q  
[]  
４
,
[]  
的互动产品平台创新设计 单片机与嵌入  
J．  
杨继志 郭敬  
．Arduino  
:
!
:
２ ifdoorID ＝－１  
,
, ():  
式系统应用  
２０１２１２４ ３９-４１．  
:
(
( ))//  
获取  
３ lo eri．nfo＂warnfromNo．＂＋strdoorID  
gg  
[]  
５
,
,
[]  
中国信息技  
罗亮 陈红 卢解卿 谈如何用  
控制  
．
Pthon ArduinoJ．  
y
门的  
地址  
IP  
:
,
():  
术教育  
２０１６８ ６５-６７．  
()//  
开启报警时间  
４ startWarnTime＝time．time  
(
:
)
责任编辑 杜能钢  
:
( )//  
增加门的日志信息  
５ addWarnLo doorID  
g

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