智能门禁控制系统方案

文章出处：http://www.singbon.com 作者：郑州兴邦科技 人气： 发表时间：2011年08月08日

第一章 概 述
 
        随着科技的进步，国民经济的提高和安全文明小区、智能化大厦建设的普遍展开，使得「信息化」从概念提升到了普遍应用。信息化中不可缺少的一部分，就是国家的“金卡工程”，“金卡工程”的主要组成部分就是智能IC卡的应用。随着金卡工程建设的不断深入发展，IC卡在许多领域得到了广泛的应用，并取得了初步的社会效益和经济效益。它对提高现代化管理水平和人民生活质量，对推动整个社会信息化进程都具有重要的作用。
 
        而众多装设在工厂、办公大楼、社区、校园、酒店的非接触式IC卡，也使得「智能卡工程」不再只是概念，而已进入人们的日常生活中。所谓「智能卡工程」，即所谓的“一卡通”，是综合智慧卡、自动控制、电脑通讯及网络技术，使得生活在特定区域的人们及访客，只需随身一张智能卡，就可以享受诸如出入口、消费、用餐及其它日常生活及社会活动中各种便捷、安全、舒适的服务，同时也可提高该社区内部管理及工作效率。举例来说，企业内部管理，只须凭借一张智能卡，即可控制员工出入厂门、允许进出特定工作场所或图书借用、文具请领、交通车乘坐等。除此之外，还可用于公司餐厅、内部商场、浴池、理发等福利设施的享用或医药费报销等。
 
        我们使用非接触式IC卡系统，非接触式IC卡系统相对于以往传统的接触式系统（如IC卡，磁卡，条码卡，TM卡等系统），具有更多的优点。通过这套系统，可以实现对人员权限的明确限定，无论是内部人员或外部人员，都可以通过对权限的设置，清楚的界定可以自由进出、消费、借阅的范围，并对人员的交易情况进行记录，以备查询。极大的解放了人员管理的压力，并可达到在提高安全度的情况下节约人力的效果。我们可以结合考勤，卡证制作、电子巡更、就餐、停车场管理等功能，所有的这些只需一张非接触式IC卡就能解决，不必再受卡太多的困绕，也不必因接触式卡的极易损坏而烦恼。
 
        高效集成智能化是现代化企业管理的客观需求,可以提高工作效率、降低运行成本。但是，智能化管理系统在其设计和操作过程中的复杂性阻碍了系统集成的速度。为了解决这一矛盾，推广具有人工智能的智能卡系统在智能化企业管理中的应用，是急需解决的一个课题。
 
        高效集成智能化同样也是现代企业管理的重要内容和发展标志，一卡通系统有助于解决高效集成智能化中的若干难题，实现企业中若干子系统之间的联系。实现企业内部各子系统之间的信息交换、 统一管理和联动控制。
 
        在此方案中，我们主要介绍门禁部分。
 
1．门禁简介
 
        门禁点监控管理，包括电梯通道、消防通道以及重要出入口，可以在指定时段按授权进入允许的楼层或地段。实时监控，随时设置统关、统开，或指定若干通道开关，可随时查询、统计、分析出入信息档案。
        考勤管理：通过发放员工卡，实现对员工的培训、管理和考查，对人员流动及工作状态实行实时跟踪管理，提高员工工作效率。
        系统网络结构由两部分组成：实时控制域和信息管理域。低速、实时控制域采用传统的控制网RS－485控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接；各离散智能卡门禁点的工作站和服务器则居于系统的高速管理信息域---局域网，这里涉及了大量的数据传递，可满足各种管理的需要，构造了高级的数据网络环境，系统主干采用Ethernet网，通过路由器、主干光缆或电缆，双绞线连接局域网和广域网。 

2．智能卡的分类
        智能卡一般可分为接触式、非接触式。
        接触式智能卡读卡器必须要有插卡槽和触点。以供卡片插入接触电源，有使用寿命短，系统难以维护，基础设施投入大等缺点，但发展较早。
        非接触式智能卡又称射频卡，是近几年发展起来的新技术。它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，将具有微处理器的集成电路芯片和天线封装于塑料基片之中。读写器采用兆频段及磁感应技术，通过无线方式对卡片中的信息进行读写并采用高速率的半双工通信协议。其优点是使用寿命长，应用范围广，操作方便、快捷，但也存在成本高，读写设备复杂，易受电磁干扰等缺点。目前，非接触式卡片的有效读取距离一般为50～200mm,最远读取距离可达数米(应用在停车场管理系统)。
        非接触式IC卡功能性较强且种类繁多。由于企业、社区、校园及酒店日益关注非接触式IC卡的使用，使得许多新增领域明确提出「一卡通」的应用，同时，条码、磁卡系统也由于使用不便、容易受损等原因，面临替换的命运。 

3．非接触式IC卡特点
        无源、免接触、免操作、使用寿命长。
        数据交换不受除金属外的介质的影响，使用方便。
        防水、防尘、防静电干扰，适应各种恶劣环境。
        感应距离远，普通门禁可达5－15cm，停车场可达50－100cm。
        安全可靠、误读或不读卡的机率几乎为零，成百上千亿的密码，无法破译。
        IC卡挂失十分简单。如果使用的IC卡丢失，可立即用新卡替换，即换发新卡。旧卡随即自动失效。
        强大的系统管理功能，以门禁为例，管理部门可通过电脑对持卡人开门权限和进出时间进行设置。 
        可设置多个权限级别，必须要有各级授权卡和发卡设备结合使用才能对空白IC卡授权，增加了整个系统运行的安全性。 

第二章 系统设计依据
 
1. 企业智能化门禁系统设计依据：
以人为本
        “人”是企业管理的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，同时照顾到不同职务层次、不同部门的需要，满足企业管理这一特定使用功能。
适用性
        当今科技发展迅速，可应用于一卡通系统的技术和产品可谓层出不穷，工程中选用的系统和产品都应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途经中，选择最经济可行的途经。
先进性
        系统的设计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护用户的投资。
可靠性
        系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。
实施的可行性
        以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，并考虑主管部门管理的要求，使设计的方案现实可行。
标准化、开放性
        标准化、开放性是信息技术发展的必然趋势。在可能的条件下，设计中采用的产品都尽可能是标准化、具良好开放性的，并遵循国际上通行的通信协议。应用软件尽量采用已商品化的通用软件，以减少二次开发的工作量和利于日后的使用和维护。
可扩充性
        系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。
数据安全
        采取必要的措施，保障各智能化系统数据的安全。
易操作性
        小区智能化系统是面向各种管理层次使用的系统，系统及其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。
针对性
        企业智能化系统的设置并非千篇一律的，而应根据工程的实际情况，如工程规模、配套设施、市场定位、用户对象、管理要求、规划及平面布局等等因素，作出有针对性的设计。
        本方案中采用的系统基于整个门禁控制系统，可以方便的实现功能方面的扩展和数量方面的扩展，设计用非接触IC卡充当通行卷。使用者可以凭卡在其指定的范围内凭自己的权限自由出入。 
2. 系统设计所遵循的规范：
《智能建筑设计标准》(DBJ08-47-95)
《商用建筑线缆标准》(EIA/TIA-569) 
《民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）》
《工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）》
《电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ23-90，92）》
《民用闭路监视系统工程技术规范（GB50198-94）》
《安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）》

第三章 客户需求分析
 
本项目对XX公司智能控制系统进行设计，智能门禁子系统。
1. 客户需求分类
? 门禁系统共有1道门需要控制，使用非接触式读卡方式开门，需要人员位置确认功能，安装单向读卡器
2、系统总功能需求
感应式IC卡门禁、考勤
不同人员权限设置
电子地图功能  对重要的门锁开启智能设置(卡加密码、胁迫码、超级密码、多卡开门)
人员进出管理及查询
具有门禁报警联动布防撤防功能

第四章 系统设计说明
 
根据上述客户需求，我们经过详细的研究分析，系统设计如下：
1. 门禁管理系统
此门禁控制系统采用了先进的群组式管理模式，将最为烦琐的单个用户管理归纳为用户类型管理。只须在系统编程时设定不同的用户类别及权限，包括特定区域权限、通道门权限等，系统内的用户只要简单的登记入相对应的用户类型，就可以完成复杂的用户管理工作。

门禁系统由门禁控制器、读感器、电锁、按钮、电源、通讯转换器及门禁管理软件等组成。

第五章 门禁系统功能说明
 
1．门禁系统主要特性： 

高效Effective
高速安全的通讯程序，可以持续不停地实时收集各SDOOR控制器产生的事件，将所有收集的事件进行分类，定时保存至硬盘，对于报警信息则立即发出报警声或语言提示。系统为每个门禁控制器配置一条“Priority Communication Passage”（优先通讯通道）系统程序，能通过使用这条通道获得对所有SDOOR控制器的优先控制权，并且管理在线和离线控制器的通讯通道，自动重新连接离线控制器。
安全SD9001系统
完善的使用授权许可管理，完全保障了用户合法的使用权力。32种操作权限，给用户对系统进行层次管理，提供更安全可靠的方法。对系统重要的数据进行加密存贮，保证重要的数据文件的高度安全性。
方便Convenient
用户可以通过界面上的图标，清晰地掌握菜单中的功能。这样可以非常容易地对用户进行个人资料登记，授权，增加，删除，修改和查询操作，以及个人照片的编程。同时也可以分组分部门进行登记。最多管理255个组成部门，80000个用户/持卡人。
时间Time
系统可在365天内任意指定时间组合，每个门点可以授权15组不同时间组，7组节假日时间定义。每组数量不受限制，2组临时时间组。临时日期一旦经过系统可自动通知所有控制器调整日期安排。系统自动校准控制器的时钟，保证事件时间和门禁控制的准确性。
容量Capacity
SD/NET9001软件支持8条485网络单组网络可以控制127个SD控制器，多达4064个控制门点。可记录5000条报警事件，10000条普通事件，10000条异常事件，1，000，000（1百万）条正常读卡事件。最多可管理255个组成部门，80000个用户/持卡人，足以满足任何企事业单位的需要。
实时Real-Time
多个独立的事件信息窗口可同时实时显示和监视事件的发生。对每类事件的实时监视，可以独立停止和恢复；独立对每类事件可定义32组过滤条件组合；可按事件类别进行排序，并可打印事件报告。对已处理和未处理的报警事件进行色彩区分，并可以自动排列事件窗口的显示方式。
可靠Responsible
系统特别为高度安全领域如：国家部门、军事重地、高科技研究、银行、博物馆、监狱等重要机构设计了卡和密码共同使用进入；卡和指纹识别混合使用进入。软件还支持多卡开门，需要2-8张有效卡同时在规定的时间范围内开门才有效。另外，为方便用户，该软件还可以设置8位超级密码，按一定的方式输入，即可象刷卡一样进入相应的门。为保证员工的安全和国家的财产不受损失，软件还支持胁迫码。 

2．系统基本特点
 
门禁控制系统是由分散的智能控制器组成的多层次模块化结构，采用现场控制器，接近于控制点，所有分布式控制器在同一分层总线上自主工作，当一台控制器发生故障时，不会殃及整个系统。充分体现了集中管理、分布控制的设计思想, 减少了风险，增加了可靠度。系统基于社区的概念设计,对门禁点及其它控制点的数量要求完全可以满足,单组网络控制支持到127个控制器，1016个输入点和408个输出点。 

网络内所有的控制点均可做全局化处理，可方便地从中央工作站、本地控制器或其他控制器对任何一点进行控制。部分本地控制器多余的硬件布线点，可通过全局化驱动其他的设备或数据录入。所有设备均接近控制现场安装。因此，斯度尔门禁系统的组态是非常灵活的，提供最经济的组网方案。
 
系统具有实时自检功能。系统中的典型故障，中央工作站均以声音信号和文字告警提示。在系统中心和控制器通讯因为故障中断时,各点的控制器可以独立工作,控制器内可以纪录一定量的信息,当系统接通后,信息会自动上传。但如果系统通讯中断时间过长或短时间内信息量过大,可能出现部分信息被覆盖的情况。如果采用两台电脑同时纪录信息则可解决以上问题
强大的令牌环控制器局域网使得独立的控制器可以通过廉价的屏蔽双绞线通讯，距离可达1200米。使用常规的RS-485通讯网协议，可令几十个工作站分布于网络上的任何地方。
该系统的通讯接口提供了RS--485和RS-232标准接口，可与其它系统联接，成为一个子系统, 此外, 系统还可开放必要的通讯协议以便进行更高层次的集成。 系统考虑留有多余的输入输出接口，以便于今后系统扩展, 并且即使这些预留点不够用，本系统的模块化结构也能方便地增加设备以满足更大规模的扩展。 
3．系统主要硬件简介
 
①控制器

控制器将电脑联网授权或可靠的键盘调试和感应卡片数据录入操作有机结合起来，提供足可依赖和极为简便的操作，令人高枕无忧。单一控制系统最多可同时容纳60000个散卡用户和1000个带密码的持卡用户，应用时只需准确记录持卡用户的卡号，便可方便地删除或增加使用者的进出权限。
标准功能
超级手动输入功能：
1．批量自动增卡：按卡号增卡
2．设置操作员管理密码和主卡
3．批量删除卡片：按卡号删除
4．清除所有资料：系统初始化
5．设置读卡器灯极性：阴极/阳极
6．支持自动识别 /Wiegand 26多款带密码
键盘的读卡器
控制门数
2个门的单向进或1个门的双向读卡
输入和输出
2组标准RJ45读卡器输入端口，每个都可以独立同时进行手动密码键盘输入设置
2组标准门状态输入端子
2组出门请求按钮输入端子
1组电锁电源输入端子
1组控制器交流工作电源输入端子
4组输出端子
------2组门锁控制输出
------2组报警扩展输出(与110报警系统联动)
强大的板内内部点互锁功能
胁迫密码报警功能
动态电压保护
所有输入／输出均带电压动态保护
所有电锁输出带瞬间过压及短路保护
所有对外输出电源与主板电源隔离及短路保护
网络通讯
一个RS485网络通讯口，可连接127个门禁控制器
网络总长可达1200米
通讯速率： 9600

安全保护
RS485网络通讯采用国内最先进的防雷技术可抗击上万伏雷电冲击
DIP设置开关
SW 1－7 位设置控制器地址
SW 8 位设置密码键盘超作允许
②读卡器
是一台高质量的125KHZ非接触式射频ID卡感应读卡器，是釆用先进的射频接收线路设计及嵌入式微控制器,结合高效译码算法，完成对EM兼容式ID卡的接收，具有接收灵敏度高、工作电流小、价位低、性能高等特点。它提供Wiegand26 Bit通讯格式，读卡距离能达到10cm,在读卡后，而内置的LED 指示灯和蜂鸣器分辨读卡器状态，能在12V 的直流电操作，并有电源的保护功能，当接错线时也不会烧坏读卡器，操作环境可在温度-35 ºC～+65ºC和湿度10～90%内工作，还可以提供不同的其它维庚通讯格式，对于要求保安性能高、质量可靠和稳定的用户是最佳的选择。

SDOOR读卡器设计新颖,外观美观大方,种类多样,能满足不同用户的需要

4．系统工作原理
 
本方案采用的感应式技术,或称作射频(RF)技术，是一种在卡片与读卡装置之间无需直接接触的情况下对卡片信息进行读写的方法。在感应式技术应用中，读卡器不断通过其内部的线圈发出一个固有频率的电磁场(激发信号)。

感应式门禁工作原理

当一个感应卡放在读卡器的读卡范围内时，卡内的线圈在“激发信号” 的感应下产生出微弱的电流, 作为卡内集成电路芯片的电源，而该卡内的集成电路芯片存贮有出厂时输入的唯一的数字辨识号码及发卡时所写入的用户信息。卡内电路在收到激发信号后，将卡内所存储的信息反馈回读卡器， 读卡器再将接收到的无线信号传给现场控制器，由现场控制器进行信号比较和处理，并对执行装置发出指令。
具体使用中，持卡者进门(或双向读卡出门)时将卡片接近读卡机，合法卡信号通过控制器传给电锁，电锁自动打开，非法卡被禁止访问。出门时只要按动出门按钮，电锁自动打开。当非正常或暴力开门时，门磁输出报警信号，将报警信号传送到控制器内，系统以图像和声音信号报警。 

5．系统软件功能
 
实现对指定区域分级、分时段的通行权限管理，限制外来人员随意进入公司，并根据员工的职位或工作性质确定其通行级别和允许通行的时段，有效防止内盗外盗；

实时显示、记录所有事件数据；读卡器读卡数据实时传送给管理系统，可在管理中心电脑中立即显示出来；可显示各种信息如：持卡人（姓名、照片等）、事件时间、门点地址、事件类型（正常、非正常时段读卡、无效卡读卡、非正常开门等）并如实记录且记录不可更改，如出现异常事件会立即报警，并能通过人名、卡号、进出时间进行检索、查询；
支持防胁迫密码输入功能；当用户被歹徒劫持进门时，可读卡后输入约定胁迫码进门，在歹徒不知情的情况下，中心将能及时接收此胁迫信息并启动应急处理机制，确实保障该用户及工作区域的安全（需配合带键盘读卡器）；
系统可采集各种事故信号（火警、匪警等），及时记录并报警；
系统可通过联动输出点与楼宇自动化、闭路监控、防盗及消防报警等其他系统协调联动；当门禁控制系统接到火灾报警信号后，系统能够自动打开控制区域内的所有大门，有利于控制区域内的人员逃生；如果在重要部位安装有摄像机，系统还可自动联动切换摄像机画面，对需要监控的部位进行监控，并进行录像；
控制器可脱机（与管理主机失去联系）工作，并且不影响进出门；当门禁与管理中心重新建立通讯时，控制器能实时上传事件信息；
系统支持16个子网用户，每条子网最多可以连接127个门禁控制器。