智能門禁控制系統方案

文章出處：http://www.xujuanpiju.com 作者：鄭州興邦科技 人氣： 發表時間：2011年08月08日

第一章 概 述
 
        隨著科技的進步，國民經濟的提高和安全文明小區、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濟效益。它對提高現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、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、電腦通訊及網絡技術，使得生活在特定區域的人們及訪客，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內部管理及工作效率。舉例來說，企業內部管理，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、理發等福利設施的享用或醫藥費報銷等。
 
        我們使用非接觸式IC卡系統，非接觸式IC卡系統相對于以往傳統的接觸式系統（如IC卡，磁卡，條碼卡，TM卡等系統），具有更多的優點。通過這套系統，可以實現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代化企業管理的客觀需求,可以提高工作效率、降低運行成本。但是，智能化管理系統在其設計和操作過程中的復雜性阻礙了系統集成的速度。為了解決這一矛盾，推廣具有人工智能的智能卡系統在智能化企業管理中的應用，是急需解決的一個課題。
 
        高效集成智能化同樣也是現代企業管理的重要內容和發展標志，一卡通系統有助于解決高效集成智能化中的若干難題，實現企業中若干子系統之間的聯系。實現企業內部各子系統之間的信息交換、 統一管理和聯動控制。
 
        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。實時監控，隨時設置統關、統開，或指定若干通道開關，可隨時查詢、統計、分析出入信息檔案。
        考勤管理：通過發放員工卡，實現對員工的培訓、管理和考查，對人員流動及工作狀態實行實時跟蹤管理，提高員工工作效率。
        系統網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的控制網RS－485控制網絡作為分散的控制設備、數據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的高速管理信息域---局域網，這里涉及了大量的數據傳遞，可滿足各種管理的需要，構造了高級的數據網絡環境，系統主干采用Ethernet網，通過路由器、主干光纜或電纜，雙絞線連接局域網和廣域網。 

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，系統難以維護，基礎設施投入大等缺點，但發展較早。
        非接觸式智能卡又稱射頻卡，是近幾年發展起來的新技術。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議。其優點是使用壽命長，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米(應用在停車場管理系統)。
        非接觸式IC卡功能性較強且種類繁多。由于企業、社區、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。
        數據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，即換發新卡。舊卡隨即自動失效。
        強大的系統管理功能，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卡設備結合使用才能對空白IC卡授權，增加了整個系統運行的安全性。 

第二章 系統設計依據
 
1. 企業智能化門禁系統設計依據：
以人為本
        “人”是企業管理的主體，系統設計應緊緊圍繞著人們的實際需求，以實用、簡便、經濟、安全的原則，同時照顧到不同職務層次、不同部門的需要，滿足企業管理這一特定使用功能。
適用性
        當今科技發展迅速，可應用于一卡通系統的技術和產品可謂層出不窮，工程中選用的系統和產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展的需要。在多種實現途經中，選擇最經濟可行的途經。
先進性
        系統的設計和產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
        系統的設計應具有較高的可靠性，在系統故障或事故造成中斷后，能確保數據的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能。
實施的可行性
        以現有成熟的產品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環境的現狀和技術的發展趨勢，并考慮主管部門管理的要求，使設計的方案現實可行。
標準化、開放性
        標準化、開放性是信息技術發展的必然趨勢。在可能的條件下，設計中采用的產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，以減少二次開發的工作量和利于日后的使用和維護。
可擴充性
        系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。
數據安全
        采取必要的措施，保障各智能化系統數據的安全。
易操作性
        小區智能化系統是面向各種管理層次使用的系統，系統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
        企業智能化系統的設置并非千篇一律的，而應根據工程的實際情況，如工程規模、配套設施、市場定位、用戶對象、管理要求、規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基于整個門禁控制系統，可以方便的實現功能方面的擴展和數量方面的擴展，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. 系統設計所遵循的規范：
《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范（JGJ/T16-92）》
《工業電視系統工程設計規范（GBJ115-87）》
《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范（GBJ23-90，92）》
《民用閉路監視系統工程技術規范（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公司智能控制系統進行設計，智能門禁子系統。
1. 客戶需求分類
? 門禁系統共有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
具有門禁報警聯動布防撤防功能

第四章 系統設計說明
 
根據上述客戶需求，我們經過詳細的研究分析，系統設計如下：
1. 門禁管理系統
此門禁控制系統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。只須在系統編程時設定不同的用戶類別及權限，包括特定區域權限、通道門權限等，系統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 門禁系統功能說明
 
1．門禁系統主要特性： 

高效Effective
高速安全的通訊程序，可以持續不停地實時收集各SDOOR控制器產生的事件，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出報警聲或語言提示。系統為每個門禁控制器配置一條“Priority Communication Passage”（優先通訊通道）系統程序，能通過使用這條通道獲得對所有SDOOR控制器的優先控制權，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
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，給用戶對系統進行層次管理，提供更安全可靠的方法。對系統重要的數據進行加密存貯，保證重要的數據文件的高度安全性。
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組節假日時間定義。每組數量不受限制，2組臨時時間組。臨時日期一旦經過系統可自動通知所有控制器調整日期安排。系統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網絡單組網絡可以控制127個SD控制器，多達4064個控制門點。可記錄5000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視事件的發生。對每類事件的實時監視，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分，并可以自動排列事件窗口的顯示方式。
可靠Responsible
系統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不受損失，軟件還支持脅迫碼。 

2．系統基本特點
 
門禁控制系統是由分散的智能控制器組成的多層次模塊化結構，采用現場控制器，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，當一臺控制器發生故障時，不會殃及整個系統。充分體現了集中管理、分布控制的設計思想, 減少了風險，增加了可靠度。系統基于社區的概念設計,對門禁點及其它控制點的數量要求完全可以滿足,單組網絡控制支持到127個控制器，1016個輸入點和408個輸出點。 

網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據錄入。所有設備均接近控制現場安裝。因此，斯度爾門禁系統的組態是非常靈活的，提供最經濟的組網方案。
 
系統具有實時自檢功能。系統中的典型故障，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,當系統接通后,信息會自動上傳。但如果系統通訊中斷時間過長或短時間內信息量過大,可能出現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
強大的令牌環控制器局域網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。使用常規的RS-485通訊網協議，可令幾十個工作站分布于網絡上的任何地方。
該系統的通訊接口提供了RS--485和RS-232標準接口，可與其它系統聯接，成為一個子系統, 此外, 系統還可開放必要的通訊協議以便進行更高層次的集成。 系統考慮留有多余的輸入輸出接口，以便于今后系統擴展, 并且即使這些預留點不夠用，本系統的模塊化結構也能方便地增加設備以滿足更大規模的擴展。 
3．系統主要硬件簡介
 
①控制器

控制器將電腦聯網授權或可靠的鍵盤調試和感應卡片數據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
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報警系統聯動)
強大的板內內部點互鎖功能
脅迫密碼報警功能
動態電壓保護
所有輸入／輸出均帶電壓動態保護
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
網絡通訊
一個RS485網絡通訊口，可連接127個門禁控制器
網絡總長可達1200米
通訊速率： 9600

安全保護
RS485網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，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出一個固有頻率的電磁場(激發信號)。

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“激發信號” 的感應下產生出微弱的電流, 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字辨識號碼及發卡時所寫入的用戶信息。卡內電路在收到激發信號后，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場控制器，由現場控制器進行信號比較和處理，并對執行裝置發出指令。
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。當非正常或暴力開門時，門磁輸出報警信號，將報警信號傳送到控制器內，系統以圖像和聲音信號報警。 

5．系統軟件功能
 
實現對指定區域分級、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、記錄所有事件數據；讀卡器讀卡數據實時傳送給管理系統，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域的安全（需配合帶鍵盤讀卡器）；
系統可采集各種事故信號（火警、匪警等），及時記錄并報警；
系統可通過聯動輸出點與樓宇自動化、閉路監控、防盜及消防報警等其他系統協調聯動；當門禁控制系統接到火災報警信號后，系統能夠自動打開控制區域內的所有大門，有利于控制區域內的人員逃生；如果在重要部位安裝有攝像機，系統還可自動聯動切換攝像機畫面，對需要監控的部位進行監控，并進行錄像；
控制器可脫機（與管理主機失去聯系）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；
系統支持16個子網用戶，每條子網最多可以連接127個門禁控制器。