基于智能手机的宿舍门禁系统研究

王凤娇 王俊竹 李鹏瑞 李春明

摘 要：随着社会经济的快速发展以及科学技术水平的不断提升，人们的生活质量也得到了显著提高，但同时也使人们的生活环境变得十分复杂，尤其是校内环境，对此，学校需要充分保证学生的人身安全和财产安全。本文针对基于智能手机的宿舍门禁系统进行分析，并提出具体的设计方法，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

关键词：门禁系统;学生宿舍;智能手机

现如今，学校宿舍的门禁系统多数采用磁卡识别学生身份，但磁卡在具体使用过程中容易受到压力、暴晒、污渍以及高温等影响，而且安全性相对较低，因此容易威胁到学生自身的生命财产安全。而智能手机的出现对学生宿舍门禁系统发展起到了重要促进作用，不仅具有较高的安全性，而且使用方便，容易携带，因此应该得到有效推广和应用[1]。

一、基于智能手机的宿舍门禁系统应用优势

随着我国科学技术的快速发展，人们日常生活当中的门禁系统也逐渐智能化，而且还在不断完善当中。但目前多数门禁系统仍然采用IC卡等相关附加钥匙设备，如果钥匙出现丢失和未携带等现象，将会给人们生活造成十分严重的不便。目前，一些高校在学生宿舍门禁系统应用方面主要采用IC卡，相关管理人员可以将学生的具体信息录入到IC卡当中，从而授予学生开门权限。学生宿舍可以通过近场通信技术设备有效识别学生的IC卡，以此来实现宿舍开门功能。但当学生出现IC卡未携带或者遗失等情况后，将会导致学生无法打开宿舍门禁，而且IC卡在具体应用时还存在着一个弊端，那就是到了门禁时间后，管理人员无法对未回到宿舍的学生信息进行获取。近些年来，随着我国智能手机的快速普及以及NFC技术的不断发展，可以有效提升人们的生活水平，并拓展生活的发展空间。具体来说，通过以智能手机作为载体，对NFC技术进行应用，可以有效研发学生宿舍的智能门禁系统。通过应用智能门禁系统，不仅可以有效保证学生的出入，而且方便进行携带，不容易遭到损坏，具有较高的安全系数。针对学校后勤部门而言，可以对智能门禁系统进行应用，学校可以对学生进行统一授权，以此来实现门禁管理的规范化和智能化，这样不仅能够完成智能开锁过程，而且还能够保证学生宿舍环境的安全性，因此各高校需要对智能门禁系统加强研究，并将其在学生宿舍当中进行有效应用和推广[2]。

二、基于智能手机的宿舍门禁系统理论知识

NFC近场通信技术作为一种无线通信技术，具有高频率和短距离的特点，其在13.56MHz频率下可以在20厘米的范围内运行，而且传输速度具体包括424Kbit/秒、212Kbit/秒、106Kbit/秒三种类型。现如今，近场通信技术已经被纳入到国家相关标准当中。而NFC的读取模式具体包括主动读取和被动读取两种，可结合实际情况进行选择。NFC近场通信技术主要整合了互联互通技术以及非接触式射频识别技术，因此NFC可以对目前已有的RFID设备进行兼容。具体来说，NFC近场通信技术在实际应用过程当中，可以在单一芯片上对感应式读卡器、点对点功能以及感应式卡片等进行集中使用，所以NFC在具体应用时的工作模式也包括三种类型，分别是双向通信模式、主动模式以及被动模式，而各种模式的工作原理具体如下。

（一）主动模式

首先，主动模式也可以称之为读写模式，在该模式下NFC设备能够主动形成RF场，从而对其他NFC设备进行识别或读写，可以作为非接触式读卡器进行使用。当NFC设备产生RF场之后，可以对其他NFC设备进行感应，并在感应后建立起具体的连接，同时NFC终端可以通过相同的传输速率进行应答，从而对NFC终端信息的目的进行读取或写入[3]。

（二）被动模式

被动模式也可以称之为卡模拟模式，在此模式下，NFC设备可以作为一张IC卡进行使用，对其他NFC设备所发出的RF场进行接收，并建立起具体的连接，同时再以同样的传输速率进行应答，从而使其他NFC设备来读写其信息。与此同时，在此模式应用时，相关的NFC设备即使在未通电状态下，也可以被有效识别。

（三）双向通信模式

双向通信模式也可以称之为点对点模式，在此模式下，两个NFC设备都可以产生RF场，并建立起相应的通信，而且在通信建立之后，两个NFC设备之间可以通过相同的传输速率对文件、信息以及数据等进行传送和交换，从而完成双向通信过程。该模式在具体应用时对比蓝牙具有更快的传输速率，而且传输时间相对较短，能耗也比较低，因此优势十分显著。

三、基于智能手机的宿舍门禁系统方案设计

基于智能手机和NFC对宿舍门禁系统进行设计，在方案当中具体包括NFC模块、管理员、客户端以及开发板等。方案的实际设计流程，具体如下。

（一）方案设计

首先，对于该门禁系统的首次使用，学生需要对APP进行下载，然后在软件上注册账号，将自己的相关信息进行登录。而系统的管理员则可以通过后台管理对学生所输入的信息进行核实，同时还需要对学生的开锁权限进行分配。

其次，通过以上步骤，可以使学生在APP上获取到相应的开锁权限。之后学生需要对带有NFC的手机进行应用，打开之前下载的APP，并使用权限进行开锁。当学生的SIM卡带有NFC功能时，学生可以在不打开APP的情况下直接进行开锁，而且即使学生的手机关机也同样可以使用开锁功能。

最后，学生每次在宿舍出入的时间可以在后台系统当中被记录下来，方便管理员开展管理工作。

（二）功能设计

首先，用户管理模块。该系统模块在实际运行时，可以对不同用户进行相应的管理授权，而且可以针对不同等级的用户，对不同的权限进行设定。例如，级别较高的管理员可以在任何宿舍楼进出，并通过后台系统对学生情况进行查阅，而学生的级别相对较低，只能在自己所在的宿舍楼进出。这样一来，可以加强对学生的管理，而且相关管理员也可以更加方便的开展管理工作，在保证学生进出宿舍楼的基础上提升学生宿舍管理水平。

其次，记录信息模块。该模块主要对用户信息进行存储，而学生宿舍门禁系统则主要对学生每次进出的时间信息等进行记录。当学生在超过门禁时间后仍然没有回到宿舍，后台系统可以将此情况向管理员进行反馈，从而开展具体的管理工作。而系统的信息记录要具有较高的真实性和可靠性，因此可以强化学生宿舍管理，方便管理员掌握具体信息。

最后，消息发送模块。该模块可以向管理员发送具体的信息，而相关管理员则可以结合系统反馈信息明确学生情况。同时，该模块还可以像学生发送提醒信息，提醒其尽早回到宿舍[4]。

结束语：

综上所述，基于智能手机的宿舍门禁系统，通过对智能手机和NFC技术进行应用，可以有效弥补传统IC卡使用的不足，有效实现开锁功能，对高校学生宿舍进行智能化和高效化的管理，這样不仅可以减少宿舍门禁管理中存在的问题，而且还能够提升宿舍管理的安全性。通过具体研究和实践可以发现，基于智能手机的宿舍门禁系统对比传统门禁系统，要具有十分显著的优势，不仅门禁系统的应用成本较低，而且在运用时要更为方便和安全，因此智能门禁系统在未来将具有良好的发展前景。

参考文献：

[1]徐明昊，宋广军.基于单片机的宿舍指纹门禁解锁系统设计[J].自动化与仪表，2020，35（04）：94-97+108.

[2]左先旺，李成伟.智能宿舍管理与监测装置系统设计与实现[J].无线互联科技，2019，16（14）：36-37.

[3]高知旭.信息系统集成在企业智慧行政中的价值与策略[J].科技经济导刊，2018，26（21）：21+23.

[4]韩改宁，韩丽娜，张清文.基于Arduino开发平台的学生宿舍门禁系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用，2016，16（09）：64-68.

作者简介：

王凤娇，出生年月：2000.10，民族：汉，性别：女，

籍贯：黑龙江省绥化市，学历：在读本科

项目编号：  201713301025

项目名称：   大学生电子寝室安全锁