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摘要:針對地鐵對門禁系統(tǒng)的要求,闡述了它在門禁系統(tǒng)的組成和功能,并在實(shí)踐中付之以用。

關(guān)鍵詞:地鐵;大型門禁綜合管理系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)控制器;TCP/IP;IPX

1概述

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,門禁系統(tǒng)的發(fā)展也由傳統(tǒng)的主從式智能門禁系統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換為基于Internet的遠(yuǎn)程、網(wǎng)絡(luò)控制模式。門禁管理系統(tǒng)由單一的門禁控制管理功能發(fā)展到集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動識別技術(shù)、機(jī)械工程和安全管理的大型門禁綜合管理系統(tǒng)。

地鐵門禁系統(tǒng)屬于大型門禁系統(tǒng),它具有控制點(diǎn)數(shù)多、數(shù)據(jù)通訊量大、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)、聯(lián)動設(shè)備多、安全性能要求高等特點(diǎn)。

下面就對門禁系統(tǒng)在地鐵中的構(gòu)成及其功能進(jìn)行介紹。

2地鐵門禁系統(tǒng)的構(gòu)成

地鐵門禁系統(tǒng)構(gòu)成由四大部分構(gòu)成:第一,系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò);第二,中央級門禁管理系統(tǒng);第三,車站級門禁管理系統(tǒng);第四,現(xiàn)場級門禁設(shè)備。在運(yùn)營中形成了兩級管理三級控制的管理模式。

地鐵門禁系統(tǒng)是以車站為單位,由車站控制室的車站級門禁系統(tǒng)工作站對車站內(nèi)設(shè)備房門禁設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。各車站的車站門禁系統(tǒng)管理工作站通過光纖通訊網(wǎng)絡(luò)將各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息上傳至中央級門禁系統(tǒng)。中央級門禁系統(tǒng)統(tǒng)一管理全線門禁系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)由兩部分構(gòu)成,第一,全線骨干網(wǎng)絡(luò)。即各站點(diǎn)門禁系統(tǒng)工作站由光纖網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行全線通訊;第二,車站級網(wǎng)絡(luò)。車站級網(wǎng)絡(luò)采用現(xiàn)場總線方式將車站內(nèi)各現(xiàn)場門禁設(shè)備連接。

2.1.1全線骨干網(wǎng)

門禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓歉删W(wǎng)采用的是基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)是以太網(wǎng)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)延伸的產(chǎn)物,協(xié)議組包括了物理層的以太網(wǎng)物理層、鏈路層的以太網(wǎng)MAC、網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議IP、傳輸層的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)協(xié)議UDP等,工業(yè)以太網(wǎng)與OSI互聯(lián)參考模型的對照關(guān)系如下圖1所示。工業(yè)以太網(wǎng)的物理層與鏈路層采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。

地鐵門禁系統(tǒng)是通過基于工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,車站門禁系統(tǒng)管理工作站通過工業(yè)級千兆光纖交換機(jī)可以直接上全線光纖以太網(wǎng),通信速率達(dá)10M或100M,系統(tǒng)任何一臺車站門禁系統(tǒng)工作站可以直接以TCP/IP或IPX協(xié)議與客戶內(nèi)部服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)時共享全系統(tǒng)所有資源。其特點(diǎn)是:數(shù)據(jù)傳輸、交換、共享以及遠(yuǎn)程訪問容易、方便,數(shù)據(jù)處理速度快,動作響應(yīng)速度快。地鐵全線門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

2.1.2車站級門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

車站門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用的是現(xiàn)場總線方式,將多臺門禁網(wǎng)絡(luò)控制器分別掛在RS485現(xiàn)場總線上,通過ATM方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,所有設(shè)備的信息通過RS485轉(zhuǎn)RS232的轉(zhuǎn)換器與車站的工作站連接。特點(diǎn)是通訊距離遠(yuǎn),RS485現(xiàn)場總線在不加中繼的情況下有效通訊距離是1200米;門禁網(wǎng)絡(luò)控制器的每個RS485口,可帶多臺門禁控制器設(shè)備。車站級門禁系統(tǒng)包括各車站級的門禁系統(tǒng)和控制中心站級的門禁系統(tǒng)。車站門禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。

2.2中央級門禁管理系統(tǒng)

中央級門禁系統(tǒng)是集中處理下級門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,即通過中央級門禁系統(tǒng)對控制中心大樓、各車站級門禁系統(tǒng)的下一級進(jìn)行操作管理。

主要的設(shè)備有中央門禁管理服務(wù)器、管理工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫軟件、門禁系統(tǒng)管理操作軟件以及交換機(jī)。

2.2.1門禁系統(tǒng)管理服務(wù)器

門禁系統(tǒng)管理服務(wù)器主要功能是監(jiān)視各車站門狀態(tài)、故障信息以及存儲歷史記錄。

2.2.2中央級系統(tǒng)管理工作站

中央級系統(tǒng)管理工作站是門禁系統(tǒng)的管理控制中心,實(shí)現(xiàn)對各車站(區(qū)域)系統(tǒng)內(nèi)的所有門禁終端的監(jiān)控,滿足系統(tǒng)運(yùn)作、授權(quán)、設(shè)備監(jiān)測與控制、網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)庫管理、維修管理、及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中采集、統(tǒng)計(jì)、保存、查詢等功能。

2.2.3數(shù)據(jù)庫軟件

數(shù)據(jù)庫就是將數(shù)據(jù)以一定的格式、一定的標(biāo)準(zhǔn),按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求,構(gòu)造的一組數(shù)據(jù)文件,按照確定的存取路徑,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的調(diào)用。常用的數(shù)據(jù)庫有SQLServer、Oracle、Sybase。

2.2.4工業(yè)級交換機(jī)

中央級門禁系統(tǒng)工業(yè)級交換機(jī)具有支持網(wǎng)管功能?？梢詫π畔⒘髁窟M(jìn)行管理監(jiān)視、分析;可以為應(yīng)用數(shù)據(jù)流分配帶寬、優(yōu)先級及控制網(wǎng)絡(luò)訪問;可以通過VLAN(虛擬局域網(wǎng)絡(luò))技術(shù)強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)安全,控制不必要的數(shù)據(jù)廣播。

2.2.5門禁系統(tǒng)管理操作軟件

門禁系統(tǒng)管理軟件基于視窗操作平臺,穩(wěn)定運(yùn)行于WINDOWS2000、WINDOWSNT、WINDOWSXP等操作系統(tǒng)。

主要功能如下:

控制器管理功能:監(jiān)控車站級工作站運(yùn)行狀態(tài),收集車站級工作站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫的建立、備份、清除;門禁卡授權(quán)管理功能設(shè)置車站系統(tǒng)運(yùn)作參數(shù),下達(dá)運(yùn)作命令及設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行模式到各個車站;緊急狀態(tài)下可以解除車站門禁狀態(tài)。

卡片管理功能:發(fā)卡、退卡、掛失卡。

記錄管理功能:對操作信息、報(bào)警信息進(jìn)行實(shí)時記錄、歷史記錄;進(jìn)行故障查詢和分析,可以自行編輯報(bào)表,也可自動生成日、周、月、年的報(bào)表;進(jìn)行檔案資料的記錄和存儲。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理功能:對系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)具有在線監(jiān)視、自診斷、自恢復(fù)及在線修復(fù)功能,并可顯示網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況。

2.3車站級門禁系統(tǒng)

車站級門禁系統(tǒng)是由車站門禁系統(tǒng)管理工作站對本站門禁進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、處理。監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)、故障等。

車站級門禁系統(tǒng)由車站系統(tǒng)管理工作站、門禁網(wǎng)絡(luò)控制器、車站門禁系統(tǒng)管理軟件構(gòu)成。

2.3.1車站級門禁系統(tǒng)管理工作站

車站級門禁系統(tǒng)管理工作站是車站門禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對本車站系統(tǒng)內(nèi)的所有門禁終端的監(jiān)控,滿足系統(tǒng)運(yùn)作、授權(quán)、設(shè)備監(jiān)測與控制、網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)庫管理、維修管理、及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中采集、統(tǒng)計(jì)、保存、查詢等功能。

2.3.2門禁網(wǎng)絡(luò)控制器

門禁網(wǎng)絡(luò)控制器將電源、控制、驅(qū)動、通訊集成為一體的設(shè)備,通過提供RS232轉(zhuǎn)RS485的通訊接口與車站級的門禁控制器連接。門禁網(wǎng)絡(luò)控制器提供了多個RS485通訊接口,一般有2至8個通訊接口,每條RS485總線可以驅(qū)動多個門禁控制器。理論上,每條RS485總線可以攜帶256臺門禁控制器,但是考慮到工程實(shí)施的實(shí)際情況,一般只攜帶不大于32臺門禁控制器。

2.3.3車站門禁系統(tǒng)管理軟件

通訊管理功能:能接收中央級管理工作站系統(tǒng)下達(dá)的系統(tǒng)參數(shù),同時將參數(shù)下達(dá)到相關(guān)門禁終端;車站管理工作站與中央級系統(tǒng)管理工作站之間網(wǎng)絡(luò)中斷時,車站門禁系統(tǒng)也能正常工作,在通訊網(wǎng)絡(luò)連通時,將網(wǎng)絡(luò)中斷時間內(nèi)的數(shù)據(jù)上傳至中央級系統(tǒng)管理工作站。

管理功能:能監(jiān)控門禁終端的運(yùn)行狀態(tài),在門禁終端狀態(tài)變化時應(yīng)能自動接收其狀態(tài)數(shù)據(jù),自動查詢門禁終端的狀態(tài)數(shù)據(jù),保存接收設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。

軟件自動更新功能:車站級系統(tǒng)管理工作站應(yīng)能接收中央級系統(tǒng)管理工作站下載的門禁終端更新軟件,具備自身及通過車站(或本區(qū)域)網(wǎng)絡(luò)對門禁終端的軟件更新功能。

2.4現(xiàn)場級門禁系統(tǒng)

現(xiàn)場級門禁系統(tǒng)由門禁控制器、讀卡器、門鎖、緊急開門按鈕等設(shè)備構(gòu)成。

2.4.1門禁控制器

門禁控制器通?？煞譃橐惑w式和分體式,一體式即控制器與讀卡器連成一體的門禁設(shè)備。它具有體積小、功能簡潔、安裝簡易等特點(diǎn)。在民用建筑上使用較多。分體式即控制器與讀卡器分散獨(dú)立安裝。特點(diǎn)是接線較多、復(fù)雜,體積較一體式大。

分體式門禁系統(tǒng)是典型結(jié)構(gòu),下面就對該典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析:

門禁控制器是將電源、控制、驅(qū)動、通訊集成為一體的設(shè)備。實(shí)現(xiàn)功能如下:可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)或獨(dú)立工作;當(dāng)與門禁網(wǎng)絡(luò)控制器聯(lián)系中斷時,門禁控制器能自動轉(zhuǎn)入獨(dú)立工作模式,并能識別門禁卡中與系統(tǒng)吻合的密碼,從而實(shí)現(xiàn)基本的門禁功能;對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和保護(hù);對非正常狀態(tài)的開門即時報(bào)警,將報(bào)警信息上傳門禁網(wǎng)絡(luò)控制器;可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)下載更新車站系統(tǒng)軟件。

2.4.2讀卡器

讀卡器是將讀取到的卡片信息進(jìn)行鑒證、識別,并將數(shù)據(jù)處理上傳至門禁控制器由門禁控制器發(fā)出相關(guān)工作指令,門鎖執(zhí)行動作。

2.4.3卡片

通過讀卡或讀卡加密方式來識別進(jìn)出權(quán)限,按卡片的種類可以分為磁卡和射頻卡兩種卡片。

磁卡:采用接觸式讀取卡片的信息。其特點(diǎn)成本低,讀卡設(shè)備易磨損,使用壽命短,卡片易復(fù)制,卡片信息容易在外界磁場下丟失,導(dǎo)致卡片無效。

射頻卡:射頻卡采用非接觸方式與讀卡設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,一般采用13.56MHz的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。具有方便安全,使用壽命長,卡片很難被復(fù)制,卡片信息保存10年。射頻卡可以分為Mifare1卡、Motorola卡、EM卡、HID卡、Legic卡等。

2.4.4門鎖

門鎖是門禁系統(tǒng)的執(zhí)行部件,根據(jù)門的材料、出門要求等不同的需求選取不同的鎖具:主要有以下幾種類型:

電磁鎖:電磁鎖斷電開門,符合消防要求。并配有多種安裝架以供選擇。適用于單向的木門、玻璃門、防火門、對開的電動門。

陽極鎖:陽極瑣是斷電開門,符合消防要求。安裝在門框的上部與電磁鎖不同的是陽極鎖適用于雙向的木門、玻璃門、防火門,而且本身帶有門磁檢測器,可隨時檢測門的安全狀態(tài)。

陰極鎖:陰極鎖一般為通電開門,適用單向木門。安裝需配UPS電源,停電時陰極鎖是所門的。

2.4.5緊急開門按鈕

緊急開門按鈕直接接在電瑣的供電回路里,安裝方式與門鎖的安裝有關(guān),在打碎玻璃后保證電鎖處于打開狀態(tài),在緊急情況下保證疏散通道暢通。

3系統(tǒng)運(yùn)行模式

地鐵門禁系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)作模式有三種:第一,在線模式;第二,離線模式;第三,災(zāi)害模式。

在線模式:即全線各車站處于正常的運(yùn)行狀態(tài),門禁系統(tǒng)的所有設(shè)備都處于正常的工作狀態(tài)。門禁控制器將信息上傳到車站級設(shè)備,收到車站級設(shè)備的指令。

離線模式:根據(jù)所保存的安全參數(shù)進(jìn)行分析判斷,使門的正常開啟不受影響。在與車站級設(shè)備的通信中斷的情況下,自動的轉(zhuǎn)為離線模式工作,且離線后重新在線時,離線的信息可以重新上傳到車站級設(shè)備。

災(zāi)害模式:當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,自動的轉(zhuǎn)為災(zāi)害模式。將所有設(shè)備房電鎖均處于開門狀態(tài),與此同時,自動售檢票系統(tǒng)的閘機(jī)門也處于打開狀態(tài)。

4結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展更新,相信在不久的將來門禁系統(tǒng)為地鐵帶來更加的安全、有效、方便、快捷。

【參考文獻(xiàn)】

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