传统门禁控制器一般都采用8bit/16bit单片机，处理速度、I/O接口等资源都很有限，而网络门禁控制器不仅在主要技术上具有重大突破，并在性能上获得了极大提高。本文主要是对基于Linux操作系统的网络门禁控制器作一简单的分析。
传统门禁控制器一般都采用8bit/16bit单片机，处理速度、I/O接口等资源都很有限，并由于采用RS-485/422总线，实时性较差，报警等信息量过大时易造成数据丢失等，其门禁功能有较大的限制。
而网络门禁控制器不仅在主要技术上具有重大突破，并在性能上获得了极大提高，使得门禁控制功能日趋完善。下面将以基于Linux操作系统的网络门禁控制器为例，对网络门禁控制器进行介绍，以与业内同行分享。
控制器硬件组成
网络门禁控制器是门禁系统的关键部分，包括核心器件ARM微处理器、存储器、CPLD、通讯接口、各种输入/输出接口等。控制器结构如图1所示。
ARM 微处理器
1、可稳定运行于180MHZ，达到200MIPS的运行效率，大大高于普通8位/16位单片机的运算速度与效率（30MIPS）。
2、丰富的硬件资源，为进行强大的功能设计提供了方便与保证。
·20个通道的DMA端口控制、122个通用可编程输入/输出；
·1个FIQ，7个IRQ，提供多种可选的中断方式；
·1个专用Debug串口、5个通用串口，支持ISO7816 T0/T1 标准的SMART CARD；
·1个USB2.0 HOST口、1个USB2.0 设备口、1个10/100M Ethernet 网络口、1个符合IEEE1149.1标准的JTAG调试口，实现实时仿真调试。
3、多个3通道、16位的TIMER，便于程序设计。
4、超低功耗、环保节能。
存储器
存储器采用Flash闪存，可按整体/扇区擦除和字节编程，具有低功耗、小体积、稳定、容量大等优点（存储容量可扩展至1Gbyte）。
通讯及I/O接口
1、具有TCP/IP、RS-485、RS-422、RS-232、Wiegand等多种通讯接口；
2、多组继电器输出接口，用于开门、报警、联动等；
3、多路可编程输入/输出接口，可用于门磁、开门按钮、消防联动等；
4、LCD接口、VGA接口，可用于POS消费显示系统信息。
控制器嵌入式控制软件
嵌入式控制软件是控制器的内核，它由以下5个部分组成：系统引导、操作系统、核心文件、系统图形、系统应用控制程序。
软件流程如图2所示，引导程序加载操作系统核心, 操作系统获得控制, 管理内存,进程与文件系统。应用控制程序通过特定接口, 才能与核心通信, 完成特定的功能。核心初始化完成后, 先启动初始化进程,然后启动其他应用程序。
嵌入式控制软件特点：Linux操作系统；为应用程序提供分时多进程的运行环境；配合特殊硬件定制驱动程序, 提供强大的底层功能,包括虚拟内存技术、虚拟文件系统、安全的进程管理；完整的网络模块。此外，由于Linux操作系统源代码公开，进行裁剪、构建时更加方便。其主要功能：
1、图形系统是小型的X图形服务器, 文件系统包括一个系统运行环境和各种相关工具。
2、设备驱动程序接口。
3、LINUX操作系统将设备区分为“字符设备”和“块设备”两大类，响应的驱动程序也分为字符驱动程序和图形驱动程序。字符设备包括RS232接口，键盘，显示器，触摸屏等。块设备包括FLASH驱动等。
4、网络协议，TCP/IP协议从上到下分别为应用层，传输层（TCP），网络层（IP）和数据链路层。TCP/IP协议包含了传输层（TCP），网络层（IP）和数据链路层的一组协议，被称为TCP/IP协议族。本协议实现了应用程序编程接口（SOCKET接口），传输层的TCP协议和UDP协议，网络层的IP协议和数据链路层的ppp协议。
5、应用控制程序，包括控制服务器、SQLITE数据库、IP自动搜索、WEB服务器等，将完成所有通讯任务、前端设备驱动、报警联动及实现各种控制功能；嵌入式SQLITE数据库的运用，实现了快速存取卡号、人员进出信息处理；WEB服务器的应用使得用户无需安装任何软件，直接通过IE便可实现IP、网关等参数的修改。
控制器主要管理功能
由于硬件功能强大、完备，在实现门禁系统管理系统功能时非常方便，例如：
1、快速授权：同时对多个控制器及多个用户进行快速授权；
2、可按门禁物理位置方便实现分片区控制管理；
3、快速设防、撤防；
4、读非法卡、非法开门、门未关等，实现中心报警及现场报警；
5、支持多种类型时间段的下载，每个时间段的控制起始值任意定义；
6、每张卡均可设置休息节假日，时间任意定义；
7、实现多门互锁、具有胁迫密码开门报警功能；
8、多卡论证，即同时读完多张卡，才能开门；
9、WEB浏览功能，通过TCP/IP网络，可实现数据的实时上传及实时监控。如：图标列表实时监控、电子地图实时监控、门禁与防盗报警&视频监控&消防报警的联动控制；
10、提供远程检测程序及远程下载工具程序，维护人员无须到设备现场即可获知设备使用状况及进行程序更新。
控制器性能特点
1、采用32位ARM微处理器，低功耗、速度快、稳定可靠；
2、TCP/IP网络通讯，确保了数据交换处理的实时性；
3、容量大，用户数可达100000个，数据存储量达到100万条；
4、处理速度快，在1S内完成开门等相关动作；
5、多种类通讯兼容，同时具有TCP/IP、RS—485、RS—422、RS—232、Wiegand等多种通讯接口；
6、所有输入/输出接口可根据用户需要进行编程配制；
7、嵌入式控制软件，运行稳定、功能完善：
·ARM支持Linux、Wince等主流操作系统，当应用于无人值守的应用场合时，更突显其超稳定优势；
·Linux操作系统成本低、开放源码、支持软件多、实时、稳定；
·植入最新工业级标准Linux2.4.19内核，使嵌入式应用控制软件更稳定；
·通过TCP/IP网络进行数据交换，容易与其它智能化系统集成；
·能够远程登录查询和控制（包括WEB方式），可远程下载工具程序，便于系统维护；
·系统软件功能完备。
应用前景
采用了32位ARM系列微处理器、Linux操作系统和控制软件的门禁控制器，不仅能够实现门禁控制，而且能实现考勤、消费、巡更、电梯控制、通道控制、停车场管理等功能，并能通过TCP/IP网络进行数据交换，使一卡通系统与其它智能化系统之间可以进行统一管理和联动控制，数据信息实时性强，为Web方式下进行一卡通系统控制和管理提供了有效的解决方案，满足了Internet网络技术及建筑智能化技术快速发展的要求。
以往的IC卡系统一般都是RS485/RS422总线联网，各子系统相互独立运行，信息传输实时性差，操作烦琐，使得应用受到较大限制。基于Linux操作系统的一卡通嵌入式控制软件并配套基于Web方式的一卡通管理软件，使得系统稳定性、实时性、异地传输、集成和维护等技术难点得以较好的解决。
随着Internet网络技术及建筑智能化技术的快速发展，“光纤到楼、宽带到户”已逐渐成为现实。因此目前流行的非接触式IC卡一卡通技术的应用迫切要求通过局域网甚至广域网来实现其身份识别、小额消费、交通管理、安全防范、等管理功能，即系统的前端设备均通TCP/IP网络实现信息交换、共享和管理。
典型应用除了通常的各个行业的门禁一卡通系统外，特别在跨国公司、集团公司的一卡通管理系统，电信系统中离散的远程机站的IC卡管理系统，校园一卡通及城市交通一卡通系统等将突显优势。该技术的实施将将进一步推动一卡通技术在数字化小区、数字化大厦、数字化校园、数字化城市中的广泛应用，市场前景十分广阔。
