智能門禁控制系統(tǒng)方案

文章出處：http://m.botanicstilllife.com 作者：鄭州興邦科技 人氣： 發(fā)表時間：2011年08月08日

第一章 概 述
 
        隨著科技的進步，國民經(jīng)濟的提高和安全文明小區(qū)、智能化大廈建設的普遍展開，使得「信息化」從概念提升到了普遍應用。信息化中不可缺少的一部分，就是國家的“金卡工程”，“金卡工程”的主要組成部分就是智能IC卡的應用。隨著金卡工程建設的不斷深入發(fā)展，IC卡在許多領域得到了廣泛的應用，并取得了初步的社會效益和經(jīng)濟效益。它對提高現(xiàn)代化管理水平和人民生活質量，對推動整個社會信息化進程都具有重要的作用。
 
        而眾多裝設在工廠、辦公大樓、社區(qū)、校園、酒店的非接觸式IC卡，也使得「智能卡工程」不再只是概念，而已進入人們的日常生活中。所謂「智能卡工程」，即所謂的“一卡通”，是綜合智慧卡、自動控制、電腦通訊及網(wǎng)絡技術，使得生活在特定區(qū)域的人們及訪客，只需隨身一張智能卡，就可以享受諸如出入口、消費、用餐及其它日常生活及社會活動中各種便捷、安全、舒適的服務，同時也可提高該社區(qū)內部管理及工作效率。舉例來說，企業(yè)內部管理，只須憑借一張智能卡，即可控制員工出入廠門、允許進出特定工作場所或圖書借用、文具請領、交通車乘坐等。除此之外，還可用于公司餐廳、內部商場、浴池、理發(fā)等福利設施的享用或醫(yī)藥費報銷等。
 
        我們使用非接觸式IC卡系統(tǒng)，非接觸式IC卡系統(tǒng)相對于以往傳統(tǒng)的接觸式系統(tǒng)（如IC卡，磁卡，條碼卡，TM卡等系統(tǒng)），具有更多的優(yōu)點。通過這套系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對人員權限的明確限定，無論是內部人員或外部人員，都可以通過對權限的設置，清楚的界定可以自由進出、消費、借閱的范圍，并對人員的交易情況進行記錄，以備查詢。極大的解放了人員管理的壓力，并可達到在提高安全度的情況下節(jié)約人力的效果。我們可以結合考勤，卡證制作、電子巡更、就餐、停車場管理等功能，所有的這些只需一張非接觸式IC卡就能解決，不必再受卡太多的困繞，也不必因接觸式卡的極易損壞而煩惱。
 
        高效集成智能化是現(xiàn)代化企業(yè)管理的客觀需求,可以提高工作效率、降低運行成本。但是，智能化管理系統(tǒng)在其設計和操作過程中的復雜性阻礙了系統(tǒng)集成的速度。為了解決這一矛盾，推廣具有人工智能的智能卡系統(tǒng)在智能化企業(yè)管理中的應用，是急需解決的一個課題。
 
        高效集成智能化同樣也是現(xiàn)代企業(yè)管理的重要內容和發(fā)展標志，一卡通系統(tǒng)有助于解決高效集成智能化中的若干難題，實現(xiàn)企業(yè)中若干子系統(tǒng)之間的聯(lián)系。實現(xiàn)企業(yè)內部各子系統(tǒng)之間的信息交換、 統(tǒng)一管理和聯(lián)動控制。
 
        在此方案中，我們主要介紹門禁部分。
 
1．門禁簡介
 
        門禁點監(jiān)控管理，包括電梯通道、消防通道以及重要出入口，可以在指定時段按授權進入允許的樓層或地段。實時監(jiān)控，隨時設置統(tǒng)關、統(tǒng)開，或指定若干通道開關，可隨時查詢、統(tǒng)計、分析出入信息檔案。
        考勤管理：通過發(fā)放員工卡，實現(xiàn)對員工的培訓、管理和考查，對人員流動及工作狀態(tài)實行實時跟蹤管理，提高員工工作效率。
        系統(tǒng)網(wǎng)絡結構由兩部分組成：實時控制域和信息管理域。低速、實時控制域采用傳統(tǒng)的控制網(wǎng)RS－485控制網(wǎng)絡作為分散的控制設備、數(shù)據(jù)采集設備之間的通信連接；各離散智能卡門禁點的工作站和服務器則居于系統(tǒng)的高速管理信息域---局域網(wǎng)，這里涉及了大量的數(shù)據(jù)傳遞，可滿足各種管理的需要，構造了高級的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境，系統(tǒng)主干采用Ethernet網(wǎng)，通過路由器、主干光纜或電纜，雙絞線連接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 

2．智能卡的分類
        智能卡一般可分為接觸式、非接觸式。
        接觸式智能卡讀卡器必須要有插卡槽和觸點。以供卡片插入接觸電源，有使用壽命短，系統(tǒng)難以維護，基礎設施投入大等缺點，但發(fā)展較早。
        非接觸式智能卡又稱射頻卡，是近幾年發(fā)展起來的新技術。它成功地將射頻識別技術和IC卡技術結合起來，將具有微處理器的集成電路芯片和天線封裝于塑料基片之中。讀寫器采用兆頻段及磁感應技術，通過無線方式對卡片中的信息進行讀寫并采用高速率的半雙工通信協(xié)議。其優(yōu)點是使用壽命長，應用范圍廣，操作方便、快捷，但也存在成本高，讀寫設備復雜，易受電磁干擾等缺點。目前，非接觸式卡片的有效讀取距離一般為50～200mm,最遠讀取距離可達數(shù)米(應用在停車場管理系統(tǒng))。
        非接觸式IC卡功能性較強且種類繁多。由于企業(yè)、社區(qū)、校園及酒店日益關注非接觸式IC卡的使用，使得許多新增領域明確提出「一卡通」的應用，同時，條碼、磁卡系統(tǒng)也由于使用不便、容易受損等原因，面臨替換的命運。 

3．非接觸式IC卡特點
        無源、免接觸、免操作、使用壽命長。
        數(shù)據(jù)交換不受除金屬外的介質的影響，使用方便。
        防水、防塵、防靜電干擾，適應各種惡劣環(huán)境。
        感應距離遠，普通門禁可達5－15cm，停車場可達50－100cm。
        安全可靠、誤讀或不讀卡的機率幾乎為零，成百上千億的密碼，無法破譯。
        IC卡掛失十分簡單。如果使用的IC卡丟失，可立即用新卡替換，即換發(fā)新卡。舊卡隨即自動失效。
        強大的系統(tǒng)管理功能，以門禁為例，管理部門可通過電腦對持卡人開門權限和進出時間進行設置。 
        可設置多個權限級別，必須要有各級授權卡和發(fā)卡設備結合使用才能對空白IC卡授權，增加了整個系統(tǒng)運行的安全性。 

第二章 系統(tǒng)設計依據(jù)
 
1. 企業(yè)智能化門禁系統(tǒng)設計依據(jù)：
以人為本
        “人”是企業(yè)管理的主體，系統(tǒng)設計應緊緊圍繞著人們的實際需求，以實用、簡便、經(jīng)濟、安全的原則，同時照顧到不同職務層次、不同部門的需要，滿足企業(yè)管理這一特定使用功能。
適用性
        當今科技發(fā)展迅速，可應用于一卡通系統(tǒng)的技術和產(chǎn)品可謂層出不窮，工程中選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品都應能使用戶得到實實在在的受益，并滿足近期使用和遠期發(fā)展的需要。在多種實現(xiàn)途經(jīng)中，選擇最經(jīng)濟可行的途經(jīng)。
先進性
        系統(tǒng)的設計和產(chǎn)品選用在投入使用時應具有一定的技術先進性，但不盲目追求尚不成熟的新技術或不實用的新功能，以充分保護用戶的投資。
可靠性
        系統(tǒng)的設計應具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能。
實施的可行性
        以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術的發(fā)展趨勢，并考慮主管部門管理的要求，使設計的方案現(xiàn)實可行。
標準化、開放性
        標準化、開放性是信息技術發(fā)展的必然趨勢。在可能的條件下，設計中采用的產(chǎn)品都盡可能是標準化、具良好開放性的，并遵循國際上通行的通信協(xié)議。應用軟件盡量采用已商品化的通用軟件，以減少二次開發(fā)的工作量和利于日后的使用和維護。
可擴充性
        系統(tǒng)設計中考慮到今后技術的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。
數(shù)據(jù)安全
        采取必要的措施，保障各智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。
易操作性
        小區(qū)智能化系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng)，系統(tǒng)及其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準則，其操作應簡便易學，而絕不能因“智能”而給用戶帶來不便，甚至煩惱。
針對性
        企業(yè)智能化系統(tǒng)的設置并非千篇一律的，而應根據(jù)工程的實際情況，如工程規(guī)模、配套設施、市場定位、用戶對象、管理要求、規(guī)劃及平面布局等等因素，作出有針對性的設計。
        本方案中采用的系統(tǒng)基于整個門禁控制系統(tǒng)，可以方便的實現(xiàn)功能方面的擴展和數(shù)量方面的擴展，設計用非接觸IC卡充當通行卷。使用者可以憑卡在其指定的范圍內憑自己的權限自由出入。 
2. 系統(tǒng)設計所遵循的規(guī)范：
《智能建筑設計標準》(DBJ08-47-95)
《商用建筑線纜標準》(EIA/TIA-569) 
《民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ/T16-92）》
《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范（GBJ115-87）》
《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范（GBJ23-90，92）》
《民用閉路監(jiān)視系統(tǒng)工程技術規(guī)范（GB50198-94）》
《安全防范工程程序與要求（GA/T75-94）》

第三章 客戶需求分析
 
本項目對XX公司智能控制系統(tǒng)進行設計，智能門禁子系統(tǒng)。
1. 客戶需求分類
? 門禁系統(tǒng)共有1道門需要控制，使用非接觸式讀卡方式開門，需要人員位置確認功能，安裝單向讀卡器
2、系統(tǒng)總功能需求
感應式IC卡門禁、考勤
不同人員權限設置
電子地圖功能  對重要的門鎖開啟智能設置(卡加密碼、脅迫碼、超級密碼、多卡開門)
人員進出管理及查詢
具有門禁報警聯(lián)動布防撤防功能

第四章 系統(tǒng)設計說明
 
根據(jù)上述客戶需求，我們經(jīng)過詳細的研究分析，系統(tǒng)設計如下：
1. 門禁管理系統(tǒng)
此門禁控制系統(tǒng)采用了先進的群組式管理模式，將最為煩瑣的單個用戶管理歸納為用戶類型管理。只須在系統(tǒng)編程時設定不同的用戶類別及權限，包括特定區(qū)域權限、通道門權限等，系統(tǒng)內的用戶只要簡單的登記入相對應的用戶類型，就可以完成復雜的用戶管理工作。

門禁系統(tǒng)由門禁控制器、讀感器、電鎖、按鈕、電源、通訊轉換器及門禁管理軟件等組成。

第五章 門禁系統(tǒng)功能說明
 
1．門禁系統(tǒng)主要特性： 

高效Effective
高速安全的通訊程序，可以持續(xù)不停地實時收集各SDOOR控制器產(chǎn)生的事件，將所有收集的事件進行分類，定時保存至硬盤，對于報警信息則立即發(fā)出報警聲或語言提示。系統(tǒng)為每個門禁控制器配置一條“Priority Communication Passage”（優(yōu)先通訊通道）系統(tǒng)程序，能通過使用這條通道獲得對所有SDOOR控制器的優(yōu)先控制權，并且管理在線和離線控制器的通訊通道，自動重新連接離線控制器。
安全SD9001系統(tǒng)
完善的使用授權許可管理，完全保障了用戶合法的使用權力。32種操作權限，給用戶對系統(tǒng)進行層次管理，提供更安全可靠的方法。對系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)進行加密存貯，保證重要的數(shù)據(jù)文件的高度安全性。
方便Convenient
用戶可以通過界面上的圖標，清晰地掌握菜單中的功能。這樣可以非常容易地對用戶進行個人資料登記，授權，增加，刪除，修改和查詢操作，以及個人照片的編程。同時也可以分組分部門進行登記。最多管理255個組成部門，80000個用戶/持卡人。
時間Time
系統(tǒng)可在365天內任意指定時間組合，每個門點可以授權15組不同時間組，7組節(jié)假日時間定義。每組數(shù)量不受限制，2組臨時時間組。臨時日期一旦經(jīng)過系統(tǒng)可自動通知所有控制器調整日期安排。系統(tǒng)自動校準控制器的時鐘，保證事件時間和門禁控制的準確性。
容量Capacity
SD/NET9001軟件支持8條485網(wǎng)絡單組網(wǎng)絡可以控制127個SD控制器，多達4064個控制門點?？捎涗?000條報警事件，10000條普通事件，10000條異常事件，1，000，000（1百萬）條正常讀卡事件。最多可管理255個組成部門，80000個用戶/持卡人，足以滿足任何企事業(yè)單位的需要。
實時Real-Time
多個獨立的事件信息窗口可同時實時顯示和監(jiān)視事件的發(fā)生。對每類事件的實時監(jiān)視，可以獨立停止和恢復；獨立對每類事件可定義32組過濾條件組合；可按事件類別進行排序，并可打印事件報告。對已處理和未處理的報警事件進行色彩區(qū)分，并可以自動排列事件窗口的顯示方式。
可靠Responsible
系統(tǒng)特別為高度安全領域如：國家部門、軍事重地、高科技研究、銀行、博物館、監(jiān)獄等重要機構設計了卡和密碼共同使用進入；卡和指紋識別混合使用進入。軟件還支持多卡開門，需要2-8張有效卡同時在規(guī)定的時間范圍內開門才有效。另外，為方便用戶，該軟件還可以設置8位超級密碼，按一定的方式輸入，即可象刷卡一樣進入相應的門。為保證員工的安全和國家的財產(chǎn)不受損失，軟件還支持脅迫碼。 

2．系統(tǒng)基本特點
 
門禁控制系統(tǒng)是由分散的智能控制器組成的多層次模塊化結構，采用現(xiàn)場控制器，接近于控制點，所有分布式控制器在同一分層總線上自主工作，當一臺控制器發(fā)生故障時，不會殃及整個系統(tǒng)。充分體現(xiàn)了集中管理、分布控制的設計思想, 減少了風險，增加了可靠度。系統(tǒng)基于社區(qū)的概念設計,對門禁點及其它控制點的數(shù)量要求完全可以滿足,單組網(wǎng)絡控制支持到127個控制器，1016個輸入點和408個輸出點。 

網(wǎng)絡內所有的控制點均可做全局化處理，可方便地從中央工作站、本地控制器或其他控制器對任何一點進行控制。部分本地控制器多余的硬件布線點，可通過全局化驅動其他的設備或數(shù)據(jù)錄入。所有設備均接近控制現(xiàn)場安裝。因此，斯度爾門禁系統(tǒng)的組態(tài)是非常靈活的，提供最經(jīng)濟的組網(wǎng)方案。
 
系統(tǒng)具有實時自檢功能。系統(tǒng)中的典型故障，中央工作站均以聲音信號和文字告警提示。在系統(tǒng)中心和控制器通訊因為故障中斷時,各點的控制器可以獨立工作,控制器內可以紀錄一定量的信息,當系統(tǒng)接通后,信息會自動上傳。但如果系統(tǒng)通訊中斷時間過長或短時間內信息量過大,可能出現(xiàn)部分信息被覆蓋的情況。如果采用兩臺電腦同時紀錄信息則可解決以上問題
強大的令牌環(huán)控制器局域網(wǎng)使得獨立的控制器可以通過廉價的屏蔽雙絞線通訊，距離可達1200米。使用常規(guī)的RS-485通訊網(wǎng)協(xié)議，可令幾十個工作站分布于網(wǎng)絡上的任何地方。
該系統(tǒng)的通訊接口提供了RS--485和RS-232標準接口，可與其它系統(tǒng)聯(lián)接，成為一個子系統(tǒng), 此外, 系統(tǒng)還可開放必要的通訊協(xié)議以便進行更高層次的集成。 系統(tǒng)考慮留有多余的輸入輸出接口，以便于今后系統(tǒng)擴展, 并且即使這些預留點不夠用，本系統(tǒng)的模塊化結構也能方便地增加設備以滿足更大規(guī)模的擴展。 
3．系統(tǒng)主要硬件簡介
 
①控制器

控制器將電腦聯(lián)網(wǎng)授權或可靠的鍵盤調試和感應卡片數(shù)據(jù)錄入操作有機結合起來，提供足可依賴和極為簡便的操作，令人高枕無憂。單一控制系統(tǒng)最多可同時容納60000個散卡用戶和1000個帶密碼的持卡用戶，應用時只需準確記錄持卡用戶的卡號，便可方便地刪除或增加使用者的進出權限。
標準功能
超級手動輸入功能：
1．批量自動增卡：按卡號增卡
2．設置操作員管理密碼和主卡
3．批量刪除卡片：按卡號刪除
4．清除所有資料：系統(tǒng)初始化
5．設置讀卡器燈極性：陰極/陽極
6．支持自動識別 /Wiegand 26多款帶密碼
鍵盤的讀卡器
控制門數(shù)
2個門的單向進或1個門的雙向讀卡
輸入和輸出
2組標準RJ45讀卡器輸入端口，每個都可以獨立同時進行手動密碼鍵盤輸入設置
2組標準門狀態(tài)輸入端子
2組出門請求按鈕輸入端子
1組電鎖電源輸入端子
1組控制器交流工作電源輸入端子
4組輸出端子
------2組門鎖控制輸出
------2組報警擴展輸出(與110報警系統(tǒng)聯(lián)動)
強大的板內內部點互鎖功能
脅迫密碼報警功能
動態(tài)電壓保護
所有輸入／輸出均帶電壓動態(tài)保護
所有電鎖輸出帶瞬間過壓及短路保護
所有對外輸出電源與主板電源隔離及短路保護
網(wǎng)絡通訊
一個RS485網(wǎng)絡通訊口，可連接127個門禁控制器
網(wǎng)絡總長可達1200米
通訊速率： 9600

安全保護
RS485網(wǎng)絡通訊采用國內最先進的防雷技術可抗擊上萬伏雷電沖擊
DIP設置開關
SW 1－7 位設置控制器地址
SW 8 位設置密碼鍵盤超作允許
②讀卡器
是一臺高質量的125KHZ非接觸式射頻ID卡感應讀卡器，是釆用先進的射頻接收線路設計及嵌入式微控制器,結合高效譯碼算法，完成對EM兼容式ID卡的接收，具有接收靈敏度高、工作電流小、價位低、性能高等特點。它提供Wiegand26 Bit通訊格式，讀卡距離能達到10cm,在讀卡后，而內置的LED 指示燈和蜂鳴器分辨讀卡器狀態(tài)，能在12V 的直流電操作，并有電源的保護功能，當接錯線時也不會燒壞讀卡器，操作環(huán)境可在溫度-35 ºC～+65ºC和濕度10～90%內工作，還可以提供不同的其它維庚通訊格式，對于要求保安性能高、質量可靠和穩(wěn)定的用戶是最佳的選擇。

SDOOR讀卡器設計新穎,外觀美觀大方,種類多樣,能滿足不同用戶的需要

4．系統(tǒng)工作原理
 
本方案采用的感應式技術,或稱作射頻(RF)技術，是一種在卡片與讀卡裝置之間無需直接接觸的情況下對卡片信息進行讀寫的方法。在感應式技術應用中，讀卡器不斷通過其內部的線圈發(fā)出一個固有頻率的電磁場(激發(fā)信號)。

感應式門禁工作原理

當一個感應卡放在讀卡器的讀卡范圍內時，卡內的線圈在“激發(fā)信號” 的感應下產(chǎn)生出微弱的電流, 作為卡內集成電路芯片的電源，而該卡內的集成電路芯片存貯有出廠時輸入的唯一的數(shù)字辨識號碼及發(fā)卡時所寫入的用戶信息?？▋入娐吩谑盏郊ぐl(fā)信號后，將卡內所存儲的信息反饋回讀卡器， 讀卡器再將接收到的無線信號傳給現(xiàn)場控制器，由現(xiàn)場控制器進行信號比較和處理，并對執(zhí)行裝置發(fā)出指令。
具體使用中，持卡者進門(或雙向讀卡出門)時將卡片接近讀卡機，合法卡信號通過控制器傳給電鎖，電鎖自動打開，非法卡被禁止訪問。出門時只要按動出門按鈕，電鎖自動打開。當非正?；虮┝﹂_門時，門磁輸出報警信號，將報警信號傳送到控制器內，系統(tǒng)以圖像和聲音信號報警。 

5．系統(tǒng)軟件功能
 
實現(xiàn)對指定區(qū)域分級、分時段的通行權限管理，限制外來人員隨意進入公司，并根據(jù)員工的職位或工作性質確定其通行級別和允許通行的時段，有效防止內盜外盜；

實時顯示、記錄所有事件數(shù)據(jù)；讀卡器讀卡數(shù)據(jù)實時傳送給管理系統(tǒng)，可在管理中心電腦中立即顯示出來；可顯示各種信息如：持卡人（姓名、照片等）、事件時間、門點地址、事件類型（正常、非正常時段讀卡、無效卡讀卡、非正常開門等）并如實記錄且記錄不可更改，如出現(xiàn)異常事件會立即報警，并能通過人名、卡號、進出時間進行檢索、查詢；
支持防脅迫密碼輸入功能；當用戶被歹徒劫持進門時，可讀卡后輸入約定脅迫碼進門，在歹徒不知情的情況下，中心將能及時接收此脅迫信息并啟動應急處理機制，確實保障該用戶及工作區(qū)域的安全（需配合帶鍵盤讀卡器）；
系統(tǒng)可采集各種事故信號（火警、匪警等），及時記錄并報警；
系統(tǒng)可通過聯(lián)動輸出點與樓宇自動化、閉路監(jiān)控、防盜及消防報警等其他系統(tǒng)協(xié)調聯(lián)動；當門禁控制系統(tǒng)接到火災報警信號后，系統(tǒng)能夠自動打開控制區(qū)域內的所有大門，有利于控制區(qū)域內的人員逃生；如果在重要部位安裝有攝像機，系統(tǒng)還可自動聯(lián)動切換攝像機畫面，對需要監(jiān)控的部位進行監(jiān)控，并進行錄像；
控制器可脫機（與管理主機失去聯(lián)系）工作，并且不影響進出門；當門禁與管理中心重新建立通訊時，控制器能實時上傳事件信息；
系統(tǒng)支持16個子網(wǎng)用戶，每條子網(wǎng)最多可以連接127個門禁控制器。