門禁系統解決方案

2021-02-24 弱電工程師的圈子

隨著經濟的發展和科學技術的進步,建築智能化已經成為一個行業。以下就談一談智能化系統集成中的門禁系統所存在的問題和解決方案。

1 門禁系統基本原理和系統組成

11門禁系統組成分析

門禁是一種以CPU處理器為核心的控制器、信息採集器和電控鎖等組成的控制網絡系統,通過系統的信息讀取.處理,實現對各種門鎖開關的自動控制。按信息讀取的方式可分為:插卡式、感應式、圖像識別式、眼睛虹膜識別式等。它們的科技含量和系統造價次序依次增高。

獨立式門禁是非網絡型的,每個門鎖各自獨立,其信息讀取通常是插卡式和感應式,優點是造價低。本文對獨立式門禁不作具體分析,重點分析網絡型門禁系統。

網絡型門禁系統是由控制器、讀卡器,電控鎖.開門按鈕等組成,是系統集成的底層控制層和執行層.

(1)控制器:是用來收集讀卡器傳來的信息進行處理,發出指令,控制電控鎖的開啟;存儲感應卡資料數據:完成總線聯網功能等。

(2)讀卡器:讀取感應卡上的信息並上傳給控制器,它可以專配,也可以選配,只要符合接口要求即可;安裝位置在門外的近距處。

(3)感應卡:是用來存儲個人信息的IC感應卡,其內部含有一片集成電路和感應線圈。感應卡接近讀卡器時,將其內部存儲的信息通過感應的方式傳遞給讀卡器,實現開門的目的。

(4)電控鎖:是門禁的執行器,控制大門「開」、「關」狀態。安裝位置是在房間內的門框上或者門扇上。

(5)開門按鈕:是房間內的入員閒來開門的開關,安裝位置是在房間內門的近距處。目前市場上的產品,有一控1門,一控2門、一控4門、一控8門、一控16門。「一控16門」,即一個控制器,控制16個門,每個門配1個讀卡器、1個電控鎖、1個房內開門按鈕。

1.2門禁的工作過程

系統的工作過程是:經過授權的感應Ic卡近距離接近讀卡器後,信息傳送到控制器,控制器的CPU將讀卡器傳來的數據與存儲器中的資料進行比較處理後,會出現三種可能結果。第一,傳來的數據是經過授權的卡產生的,讀卡的時間是允許開門的時段,這兩個條件同時滿足則向控鎖發出指令,電控鎖打開,同時產生聲或光提示。第二,當傳來數據是未經授權的卡產生的,或是非開門時段,則不向電控鎖發指令,讀卡無效,門打不開。如果某人的感應卡丟失,取得者無法在非工作時間非法進入。第三,當保安人員讀卡時,系統程序作一次記錄,但是電控鎖不動作,在巡更管理終端上顯示,便於值班員隨時掌握巡邏人員的情況。如果需要從房間內出來時,按下開門按鈕開關,控制器收到信息後向電控鎖發出指令,電控鎖打開。閉門器自動輔助門扇的關閉。

門禁系統的功能設置是在PC工作站上以桌面的方式進行的。這些功能包括開門關門時段設置,感應卡授權,卡號與受控門的對應設置,考勤統計報表,巡更卡號的設置。通過修改程序,實現門禁系統與其它系統的聯動等。網絡管理員有權在工作站上進行任何一扇門的開啟。

13門禁的系統集成

一個網絡門禁系統是由許多臺門控器組成,各門控器之間通過RS485總線與門禁網絡控制器相聯,組成一個門禁網絡系統。該網絡通過乙太網總線與計算機區域網相連接,形成一個三級系統集成.

三層網絡結構,可以由上而下,實現管理控制。下層網絡既能受上層管理控制,也可以不依賴於上層而獨立工作,當上層發生故障或者斷開鏈路時,也不會影響本層和下層的正常工作。這樣,既提高了網絡門禁管理的智能化程度,又能提高每個控制器的可靠性。

2 門禁系統的選擇原則

21門禁系統的選擇總原則

首先是穩定性和可靠性。由於門禁系統利用率很高,一旦故障將直接影響工作。因此,要求系統必須穩定可靠,隨時處於正常工作狀態。

第二是要求系統管理具有良好地靈活性和人性化,以利於提高系統的智能化程度。

第三是要求系統有良好的性能價格比,實現投資更少的資金建設功能更完善、性能更穩定的系統。

網絡型門禁有很大的優勢,其系統邏輯結構的科學性,帶來了系統的穩定性和可靠性。系統集成的更高程度,帶來管理智能化程度的提高,是我們首選網絡型門禁的主要因素。下面就網絡門禁系統的各個組成部分的選擇原則討論如下。

22門禁控制器的選擇

一控1門與一控16門兩者相比,相同品牌和相同質量的產品,故障的概率是相同的,一控1門控制器故障1臺,只影響1個門,一控16門控制器,故障1臺影響16個門,所以從可靠性來講,應選一個控制器少控幾個門的產品。當然,系統造價會提高。所以,在選擇控制器時,應兩者兼顧。成都人民檢察院智能化大廈的門禁系統,共有184個門,是一個較大的系統。我們對可靠性和造價的問題,偏重於可靠性,選擇了一控2門的控制器。目前市場上的產品有韓國產的「ID-Teck」、臺灣產的 「漢軍」、美國產的「西屋」、國產的 「華士嘉」、「天龍」等。

23識別設備的選擇

當前市場上,識別設備的類型大體可分為感應型讀卡器、密碼鍵盤型識別器、感應與鍵盤混合型讀卡器、指紋型識別器、圖案識別器及眼睛虹膜識別系統。前三種主要用於一般性防盜的酒店客房、辦公室等,其造價不高。後三種主要用於重要的、只有經過嚴格授權的人方能進入的處所,如槍彈庫、金庫、重要的機密室、國家重大科研資料室等。這三種系統造價很高,特別是最後一種,所以不能大範圍推廣應用。

讀卡器的接口主要有兩種,一種是非標「RS485」,另一種是韋根接口。在選擇識別器時,應當根據建設單位的工作性質、實際需求進行配置,既要考慮系統的實用性,又要考慮系統的造價。

成都市人民檢察院智能化大廈中的門禁系統,普通辦公室選用感應型讀卡器,特殊用途的房間,選用讀卡加指紋識別型讀卡器,特別重要的房間是雙人同時讀卡、讀指紋開門。大樓的第一道大門採用圖像識別系統和讀卡器組成識別系統。全院的工作人員的圖像資料全部存儲在資料庫中。當走近大門口時,攝相機自動抓拍人的圖像,並傳送到計算機中,CPU將傳來的圖像與資料庫的資料進行對比判別,做出三種可能性指令。第一,來訪者是資料庫中的人,準予進入,指令門機開門;第二,來訪者不是資料庫中人,發出指令,提醒去值班室領取通行卡讀卡;第三,來人是資料庫中註冊的禁止進入的人,發出指令提示,禁止進入。

2.4電控鎖的選擇

電控鎖是門禁的執行器,目前市場上有三類,分別是電控陰鎖、電插鎖(或者叫電控陽鎖)、電磁力鎖。電控陰鎖和電插鎖又分為斷電開和斷電閉兩種。

◆電控陰鎖:電動部分是鎖孔擋板,安裝在門框上,適合於辦公室普通木門,既經濟又實用,同時又有利於布線。

◆電插鎖(或者叫電控陽鎖):電動部分是鎖舌或者鎖銷,適合於大門、雙扇門、玻璃門、防盜鐵門。電插鎖安裝在門扇上。

◆磁力鎖:電控磁力鎖產生的磁力可達120kG,產生電磁力部分安裝在門框上,吸塊安裝在門扇上,適合於雙扇木門、玻璃門。

◆斷電閉型:停電後鎖處於「鎖」的狀態,有利於防盜和防非法侵入,但不利於消防。當發生火災時,消防系統將電源切斷,房內的人無法打開門救生。

◆斷電開型:當停電時,鎖處於「開的」狀態,有利於消防救生,但不利於防盜。

三種電控鎖各有自己的特點,適應於不同類型的門,因此,在工程設計時,根據門的實際類型選配與之相適應的電控鎖。

2.5門禁系統程序選擇

門禁作為一個系統產品,是近幾年發展起來的,是一個新東西。我們這裡講的程序選擇是指配套在門禁系統產品中的程序,不是作為一個獨立的軟體進行選擇。早期開發的門禁產品,開發商為了技術保密,不致被其它商家竊取,採取了封鎖的措施。隨著網絡技術的發展,門禁產品越來越多,已不存在技術保密問題。如果產品的軟體不是一個開放的平臺,系統原有的功能不能修改,甚至是初始化之後用戶和工程商都不能改變,只有高等級的產品供應商才能改變,並且要支付高額的服務費,那麼像這樣的產品是不應選用的。無論是作為用戶,還是工程商,應該選擇一種能夠進行功能修改,就象填表格一樣方便的進行,這樣的系統才有更長的生命力。象韓國的ID—Teck就是一個開放型的程序平臺,用戶的網絡管理員能夠很方便的修改功能,滿足自己的需要。

另外,還要考慮能否向上層集成的問題。如果整體規劃是三級系統集成,就必須要求門禁系統具有向上層聯網的通信接口條件,或者說應具備開放的程序接口,能夠進行二次開發。集成商通過修改程序向上層網絡集成,實現集中管理控制以及與其它系統相互通信產生聯動功能的目的。如果是一個封閉的程序,那麼這個系統就只能是一個獨立的網絡門禁,而不能用來組成大系統集成的門禁子系統。

3 門禁系統存在的矛盾以及解決方案

3.1電控鎖的狀態,「斷電開」與「斷電閉」形成了的防盜與消防之間的矛盾

斷電處於「開」的狀態,當發生火災時有利於消防逃生。配電斷開後,門鎖處於開的狀態,室內人員可以方便的離開現場逃生。但是,對防盜極為不利,行竊者先行將電源切斷,安裝有門禁的房間全部被打開可以方便的進入。斷電處於「閉」的狀態,行竊者即使把電源切斷,門鎖仍然處在閉的狀態,他也無濟於事。但是,當發生火災時,電力被切斷,門鎖關閉,室內人員無法逃生。作為辦公大樓,防盜、防竊密與消防同等重要,缺一不可。因此,形成了一對矛盾,怎樣解決這個矛盾,是門禁系統是否有發展前途的一個十分重要的問題。我們採用兩種方法加以解決。

第一,在門禁控制層,電控鎖選用斷電「鎖」狀態的電控陰鎖,安裝在門框上,再增加一把嵌入式手動機械鎖安裝在門扇上,正常情況下,出門時按室內電子按鈕開關,電控鎖打開,當停電或火災斷電時,電子按鈕開關無效,電控鎖處於「鎖」的狀態,這時按照開普通門鎖的方法,手動門扇上機械鎖的鎖柄將門打開,同樣可以方便地離開房間。這是電控與機械相結合的解決方案。由於嵌入式機械鎖是傳統產品,造價幾十元、一百元,系統整體造價很小。

第二,門禁電源通過UPS供電,配電拉閘或短時間停電都可以保證系統正常工作,只有一種情況例外,人為將門禁控制器的電源斷開或將讀卡、電控鎖的電纜切斷,這種情況,由第一種方案解決。

3.2如果門禁系統發生故障,產生讀卡和控制中心都無法打開門的問題

這個問題也是用戶普通存在的疑慮。電控鎖與機械鑰匙鎖相結合,是很好的解決方案。門扇上安裝的鎖舌,不採用門禁專用鎖舌,而是採用帶普通鑰匙的嵌入式門鎖。帶拉手型和非拉手型均可。當門禁系統出現故障時,可以用普通鑰匙開門,不會影響辦公。

3.3門禁網絡控制器控制的門數超過極限值

門禁市場起步較晚,投入建設的門禁大部分都是較小的系統,一個系統控制幾十門算得上是較大的系統,所以一般的門禁網絡控制管理30~128個門。那麼,超過這個數字怎麼辦,是房產商期待解決的問題。

系統集成是解決這一問題的有效方案。它有三種方式:

第一種,利用系統集成方式將極限值為128門的2臺以上門禁網絡控制器通過1臺網絡集線器連在一起,再與1臺PC工作站相連,由PC工作站實施系統的管理和控制,

第二種,將多臺網絡控制器與樓宇自控主控設備相連,在樓宇自控的管理平臺下運行。

第三種,將每一個網絡控制器作為區域網下的一個系統,直接與乙太網相連,使系統向無限方向發展,各系統都在同一個網管平臺下進行統一管理,各個系統又可以不依賴於上層而獨立正常進行。

四川內江新建的辦公大樓70套門禁系統,應用了上述方案成功的解決了「斷電開」與「斷電閉」存在的消防與防盜的矛盾,解決了系統故障手動開門的問題。同時,應用了第一種集成的方法將3臺容量為30門的門禁網絡控制器集成在一起,通過PC對系統進行管理。

總之,門禁系統的穩定性是一個非常敏感的問題,它涉及的面廣、運行時間長、利用率高,一旦產生故障會直接影響工作。因此,在規劃設計系統和選擇產品時一定要慎重,儘可能把問題考慮周全,使建設的系統是一個穩定可靠、功能完善的系統。

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