中國安防行業網 發表於 2021-01-14 11:35:28
在校園一卡通應用中，往往會牽涉到多個子系統的整合。整合上存在諸多問題，比如接口不一致、通訊方式不同、採用不同的資料庫等，一直是困擾系統集成商的一個難題。本文將以復旦大學光華樓的一卡通系統為例，對系統組成及功能逐一介紹。
案例概述
復旦大學光華樓建於復旦大學邯鄲路北校區，是該校為迎接2005年百年校慶而建設的標誌性建築。整個建築分地下二層和地上三十層，總建築面積約11萬平方米，是集辦公、科研、教學、公共接待等功能為一體的綜合性大樓。
復旦大學光華樓由二幢高層連體主樓及東、西輔樓組成。主樓為30層，除中間連接體為數據閱覽區外其餘均為科研辦公區。東西裙樓各為6層、8層，西裙樓是教學區，東裙樓為接待、會議、科研區。東、西裙樓地下一層均為車庫兼戰時6級人防掩體部，主樓地下一層、二層為設備用房及車庫。
復旦大學光華樓一卡通系統的主要服務對象為內部工作人員，系統主要實現門禁、考勤、巡更、停車場、會議籤到等的綜合管理功能。整個系統門禁點有1087個、在線式巡更點有186個、停車場有4進4出、系統需要和IBMS、消防、CCTV進行聯動和整合。
整個系統經過近三年的運行，客戶反響較好，和大樓的IBMS系統的協作運行亦穩定可靠，系統還經受了2005年復旦大學百年校慶活動的檢驗。
系統組成
一卡通系統是在大型或超大型門禁系統的基礎上開發的，系統重要設備網絡控制器基於TCP/IP網絡工作。系統僅在一個網段（如IP位址為：172.10.10.1？172.10.10.254的網段），門禁管理就可達到7620個門（254×30），如每門可雙向讀卡控制，則可安裝15240個讀卡器。
系統採用分布式二層構架，上層通信，即各網絡控制器和門禁工作站/伺服器之間完全基於TCP/IP網絡進行通信。而下層，也即網絡控制器和門禁控制器I/O聯動控制器MCU及其它控制器之間是基於RS485進行通信。
每個網絡控制器均被設定一個IP位址，可以模塊化地掛接15臺控制器設備，如：15臺門禁控制器（兩門控制器）、I/O聯動控制器等。下層各控制器和網絡控制器之間的RS485通信採用高效的事件觸發機制，一臺網絡控制器可控制30個節點（門）。
系統遵循工業標準，控制判斷均由網絡控制器完成，其中一臺或者多臺網絡控制器發生故障不會影響到其它網絡控制器的正常工作。網絡控制器採用穩定高效的工業級嵌入式RSIC
32BitCPU，系統還加入了設備的自診斷機制，對故障的發現和排除均能做到智能化和及時性。
在緊急情況下，網絡控制器門禁控制器和讀卡器，均備有緊急卡功能，即使系統多處斷線，各控制器仍能脫機正常運行，各受控門仍可被正常控制。
網絡控制器完成系統的判斷和邏輯控制，它的作業系統不採用通行的Windows或者Linux平臺，這使它能夠有效地把黑客和計算機病毒均拒之門外。
系統還採用了數據全程加密技術，讀卡器與門禁控制器之間、門禁控制器與網絡控制器之間的通信均全程加密。
為了適應智能化系統集成的趨勢，系統設計了I/O控制器，它可以隨機地掛接在網絡的任何位置，用於完成複雜的多系統聯動，如與CCTV、消防、報警、設備管理等系統的聯動（見圖1）。
系統整合
1、與校園網系統數據交換
在項目中，需要和復旦大學校園網系統進行人員數據交換，但考慮到校園網安全，兩個系統之間通訊只能在一個相對獨立的物理網絡層面進行，不直接和復旦校園網連接，所以這也給系統的數據交換帶來一定的難度。
在系統實施時，採用了XML方式，將學校部門和人員數據全部一次導入到一卡通系統資料庫。當學校人員數據發生變化時，將人員的基本信息寫入到對應的人員卡片中，再將此卡片拿到系統的專用數據讀卡器進行刷卡讀入，軟體會將讀卡器讀取的人員信息自動更新到資料庫，以此來完成了數據交換和更新（見圖2）。
2、與錄像監視系統聯動
當某門禁點發生突發事件時，系統具有報警聯動功能，門禁系統除能聯動錄像監視實時記錄事件點的圖像外，還能將相應的攝像機信號切換到指定的監視器上，以實現聯動功能。
系統提供了一個SOCKET的網絡接口，提供給第三方集成商，通過這個接口可實時獲取系統各設備的狀態信息。在本項目中，由於系統運行在一個獨立的物理網絡上，為了能夠通過網絡將信息發送到監控系統，專門設置了一臺伺服器作為整合伺服器，此伺服器通過兩塊網卡分別連接到一卡通系統網絡和監控系統網絡。系統所有設備的實時信息通過SOCKET發送給監控系統整合軟體，監控系統整合軟體對信息進行條件比對和過濾以後，再進行對應的視頻聯動處理（見圖3）。
3、和IBMS系統整合
IBMS是大廈智能系統的核心，屬於整個IB系統的最高監控與管理層。它通過分布式網絡將各子系統集成到同一個管理平臺上，建立起整個建築的中央監控與管理界面。通過一個可視化的、統一的圖形窗口界面，系統管理員可以十分方便、快捷地實現大廈內被集成的各功能子系統以及相應更下層功能系統實施監視、控制和管理等功能。
由於復旦光華樓的智能化程度極高，所以需求IBMS系統能夠實時獲得各個子系統的狀態信號。而該一卡通系統能夠提供OPC SERVER，IBMS系統通過標準的OPC接口，就可以實時地獲取一卡通系統所有設備的狀態。
在復旦的項目中，由於點數較多，相應設備也很多，所以在OPC SERVER中對所有設備進行分組，以區域作為大的範圍劃分，再以樓層進行劃分，再對設備類型進行劃分，並且在OPC SERVER中直接將點的名稱以中文方式表達出來，這樣方便了IBMS系統的整合設計人員，加快了系統的整合進度。
整個復旦光華樓門禁管理超過1000道門，每道門有4個檢測點：門磁偵測、繼電器輸出、報警輸出、開門按鈕，另外有讀卡頭約1100個，硬體聯動輸入輸出點約4000個，設備狀態點約600個，總計在OPC SERVER上需要反映的各種點有約13000個，這13000個的狀態都要能實時地提供給IBMS系統。
系統能夠工作在100M網絡，並且採用了先進的事件偵聽和響應機制。網絡控制器NCU能自動將各設備狀態轉換成一條事件信息，並實時地發送給OPC SERVER，OPC SERVER僅僅需要打開若干埠進行消息的偵聽和響應即可。在本項目中，所有現場設備的各種狀態改變對應的事件共有90多種類，所有這些事件發生之後，在1秒鐘內即可在IBMS系統中體現，真正做到了實時響應。
OPC SERVER單臺標準伺服器可支持20480個點的實時狀態檢測，並該伺服器採用智能的執行調度策略，使在多埠通訊的配合下，可以確保IBMS系統迅捷地獲得各設備的狀態。
OPC SERVER伺服器在軟體處理上還採用了先進的內存緩存技術和內存索引表技術，將設備狀態變化及時地更新到OPC CLIENT，這從軟體上來保障設備狀態變化能在IBMS系統中反映出來的實時性。
結語
早期的門禁系統重點強調的是系統的穩定性，一般都只具備基本的門禁功能。隨著門禁技術的不斷成熟，門禁系統在穩定性方面已經非常強大，並在此基礎上不斷擴展，衍生出考勤、消費、停車、梯控、巡更、會議籤到等子系統，形成為今天的「一卡通」，而且還推出了完備的與其它系統進行整合軟硬體接口，這也是未來門禁系統向前發展的重要趨勢之一。
責任編輯：gt
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