外语高校语言实验室管理新举措

摘要：介绍了基于指纹识别的门禁语言实验室管理系统，从教学管理及设备维护的需要出发，利用现有的校园网实现对各语言实验室的集中控制。采用指纹识别的门禁系统能够更好地管理语言实验室，大大降低管理成本。

关键词：指纹识别；门禁；管理系统

中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-02

New Initiatives of Laboratory Management for Foreign Language University

――Applied Research of Fingerprint Access Control System

Zhou Xuhua

(Dalian University of Foreign Languages,Dalian116044,China)

Abstract:In this paper,the management system for access control in language lab based on fingerprint identification was introduced.According to teaching management and equipment maintenance,every language lab was controlled intensively by using existed campus network.Access control system based on fingerprint identification can manage language lab preferably,thus reduce the management cost significantly.

Keywords:Fingerprint identification;Access control;Management system

随着现代化教学系统在外语院校的不断推进，计算机、投影机等技术在语言实验室使用越来越普遍，并产生了巨大的教学变革。随着识别技术的不断成熟及计算机技术的飞速发展，各种基于人体生理特征的身份识别系统已逐渐被应用。指纹识别技术开创了个人身份鉴别的新时代，指纹是指人手指的图案、断点和交叉点上各不相同的纹路，具有不变性和惟一性的基本特征。通过指纹识别仪把课表中需要使用语言实验室的教师的指纹采集成数据库，通过指纹的比对来实现使用者身份的判断，相比传统的身份识别更加快捷和准确。随着科学技术的不断进步，人们对现代化办公和生活场所提出了更高层次的安全管理要求，语言实验室的普通门锁系统和人工借还钥匙管理已经无法满足现代人的实际需求。传统的机械钥匙的保护措施存在着丢失、遗忘、复制及被盗用的隐患，最新发展的生物识别技术提供了一个很好的解决方案。由于指纹识别具有惟一性、不变性和贴身性的特点，成为了众多生物识别技术中备受青睐的一个。另外系统采用基于校园网的网络型门禁控制器是通过局域网传递数据的，管理中心随时可以变更，不需要重新布线，很容易实现网络控制和远程控制，并且指纹的处理和识别可以在运算速度更快的管理中心实现。这样控制器功能简单，而且多个控制器可以连接到一个服务器，提高了语言实验室管理的效率。

一、设计原则

基于指纹识别的门禁语言实验室管理系统方案设计的原则如下：

（一）稳定性

外语院校大部分都使用语言实验室，为了确保学校正常的教学运行，基于指纹识别的门禁语言实验室管理系统必须运行稳定。只有稳定性保证了，学校的教学才不会混乱。

（二）安全性

系统在可靠稳定运行的同时，系统必须提供可靠的门锁控制，指纹识别的特点使系统更安全。

（三）可扩展性

系统的设计和实施要考虑到将来语言实验室的增多，要具有可扩展性，如可以随意灵活地增删或更新子系统和软件的更新等。

（四）易维护性

系统的研究本身就是为了方便管理语言实验室，其维护应做到简单易行，方便管理员的管理和用户的使用。

（五）经济实用性

系统设计和设备选型应注重实用功能、降低总体投资，从学校教学管理的实际需求出发，求得先进性与经济性的完美统一，做到设备性能与价格比的最好综合。

二、功能实现

（一）系统结构

一般的门禁控制器只支持有限的设备联网，而基于校园网的门禁控制器理论上可以支持无限多台门禁设备。该系统是由管理工作站、门禁管理软件、门禁控制器、电子门锁和联动设备组成的。管理工作站是指一台连接到门禁控制器的PC机，通过局域网与其他门禁控制器连接，实现门禁控制器采集信息的处理和分析，并发送控制指令，进行相应的软件管理。门禁管理软件是指管理工作站通过管理软件远程监控服务器和各门禁控制器的工作状态，实现各种管理功能。门禁控制器是用于前端信息的采集、传输和处理，并控制门禁的电控锁和门铃，执行处理器下达的开门、报警、启动门铃等指令。电子门锁是门禁系统的执行机构和关键设备，用于对物理通道的控制。联动设备可与门禁控制器所有输入、输出节点进行联动，实现防盗报警、消防报警等大型系统的联动。

（二）网络控制实现原理

系统运用TCP/IP协议实现网络控制，实现与Internet的紧密连接，实现了系统控制的灵活性和多样性。

控制终端是网络控制指令的发起者，控制终端发出的指令被翻译成TCP/IP协议包，通过Internet或校园网传送到控制节点。若控制终端通过WWW浏览器发出指令，则还需要应用服务器把HTTP转换为TCP/IP协议。控制节点收到TCP/IP协议控制的指令后，把控制指令翻译成中控主机识别的指令，并通过RS232（串口）传送给中控主机，中控主机再翻译并执行相关的指令来控制相应的设备。通过控制软件可实现远程遥控开、关语言实验室或重新启动设备及远程控制投影机和影音设备等。对语言实验室的管理可充分利用数字化的教室课表，每个教室一张Excel表，包括具体的上课时间、地点等信息。语言实验室使用管理信息系统就是根据这个表来确定上课者身份，指纹特征所指的教师代码必须能在课表中找到，并要符合上课的时间段，如特征不满足，则不能取语言实验室钥匙。如调课或临时安排使用语言实验室，必须先网上申请，审核后方可使用。这种管理方法要求老师必须按教学规范来进行教学，不能随意调停课。

（三）门禁控制系统

系统将门禁控制器作为服务器，以太网终端的上位机PC作为客户端。上位PC机可通过局域网或互联网对多个控制器进行访问、查询和设置，一个客户端可以登录多个服务器，一个服务器也可以支持多个用户的并发访问。系统在完成门禁系统功能的同时，还可以提供视频监控和报警的联动管理。

（四）图像处理与识别算法

指纹图像处理与识别的研究已有很长的历史，但是总体的思路变化不大，可以把识别算法大致分为下述三个步骤：

1.图像预处理

原始指纹图像需要进行滤波除噪、脊线增强、动态二值化、方向信息计算、初分类、背景分割、纹线间隔估计等处理。图像预处理的效果好坏直接影响系统性能，个别应用还需要指纹图像的压缩编码。

2.指纹特征提取

包括纹线细化、特征点检测与分类、伪特征点消除、特征点特性参数计算、特征参数压缩编码、全局特征检测等步骤。特征提取算法应能适应噪声、畸变、位移、旋转、缺损、变形等常见的实际情况。

3.指纹特征比对

即比较现场提取的某一个指纹特征点集合和原先建立的数据库中的某一个指纹特征点集合的相似程度，通常用代价函数（或匹配能量）来表示相似程度，取合适的门限将给出最后该两组指纹特征是否来自同一枚指头的判断。特征比对的方法有点图松弛匹配方法、最小距离图的方法和Delaunay三角形化变换等。

三、结束语

整个识别系统由一个控制中心和各语言实验室终端组成，以校园网为依托，通过相应软硬件实现了控制中心及教室的多级协同控制，利用校园网络实现对所有语言实验室的远程监控和信息交互，使语言实验室融入整个校园网络体系。远程集中管理各个语言实验室采用内嵌网络接口的控制系统，可使所有独立的语言实验室能够利用现有的校园网互联，从而实现远程集中管理教室的功能，只有正常上课的教师和申请且审批通过的教师才可以用指纹开启教室。管理人员在主控制室就可以通过网络远程管理各个教室，包括远程开启电子讲台、控制教室单个设备（如投影机、屏幕等）、监控教室使用情况和设备运行情况，使教室的管理更方便、快捷。

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