門禁系統(tǒng)作為安防系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，除了可以實現(xiàn)刷卡開門、遠(yuǎn)程控制等基礎(chǔ)管理功能外，還實現(xiàn)了與智能照明、消防、報警等系統(tǒng)的聯(lián)動。
本文介紹的系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的輔助設(shè)備可以進(jìn)行電梯控制、車輛進(jìn)出控制、物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費管理等，真正實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡通智能管理。
門禁系統(tǒng)的構(gòu)成
門禁系統(tǒng)的定義及作用
門禁系統(tǒng)是分屬于安防系統(tǒng)的子系統(tǒng)，能夠?qū)π枰刂频母鱾€出入口進(jìn)行有效的管理。出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門出入口實現(xiàn)安全防范管理的有效措施，適用各種機(jī)要部門，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫、機(jī)要室、辦公間、智能化小區(qū)、工廠等。簡單概括就是，管理什么人什么時間可以進(jìn)出那些門，并提供事后的查詢報表等等。
門禁系統(tǒng)的組成
從門禁系統(tǒng)各部位設(shè)備實現(xiàn)功能的不同，可將門禁系統(tǒng)大致上分為前端設(shè)備、控制器、電力設(shè)備、中控室終端設(shè)備、網(wǎng)路通訊設(shè)備等六部分。
其中，門禁系統(tǒng)前端設(shè)備包含有：電控鎖、讀卡器、開門按鈕、門磁等。在不同的區(qū)域，由于功能需要的不同，前端設(shè)備的形式、數(shù)量是有所區(qū)別的。后文將對博物館項目不同位置門禁點位設(shè)備的設(shè)置做講解。
網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備：基于目前技術(shù)，門禁系統(tǒng)通常都支持TCP/IP通訊協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也就主要指的是為門禁系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)通訊的各層交換機(jī)、光纖收發(fā)器、光纖模塊等設(shè)備。
中控室終端設(shè)備：是指為了實現(xiàn)各種功能而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的服務(wù)器，可以大體分為數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、操作服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫備份服務(wù)器三類。
電力設(shè)備：為門禁系統(tǒng)提供電力能源的設(shè)備與系統(tǒng)，如UPS系統(tǒng)、變壓器、開關(guān)電源等。
門禁控制器：門禁控制器是一種帶有存儲設(shè)備、可以通過讀取某種通訊協(xié)議下傳輸出的信息并實現(xiàn)聯(lián)動繼電器、計數(shù)等功能從而實現(xiàn)門禁控制的單片機(jī)。它是整個門禁系統(tǒng)的核心。
博物館門禁系統(tǒng)配置
本例博物館安防系統(tǒng)門禁子系統(tǒng)共有1500多個門禁點，根據(jù)各層區(qū)域功能、結(jié)構(gòu)不同，所有門禁點分別匯聚在各層100多個小井中的控制器上。
電力設(shè)備及配電
電力系統(tǒng)是任何一個弱電系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)與前提，雖然在系統(tǒng)實施和使用時對電力系統(tǒng)的考慮與討論是十分有限的，但一套穩(wěn)定、可靠的電力系統(tǒng)是門禁系統(tǒng)是否可用的基礎(chǔ)保障。
本項目門禁系統(tǒng)配電是根據(jù)4個不同的分區(qū)，各有一套UPS不間斷電源系統(tǒng)門禁系統(tǒng)。其中總控區(qū)UPS容量為120KVA，其他三個分區(qū)為 80KVA，該套系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下可以保證門禁系統(tǒng)在市電出現(xiàn)故障無法供電的情況下繼續(xù)工作30分鐘。在各個分區(qū)中的小井都有一路總開關(guān)，再分配至每一個豎井的分電源箱，最終實現(xiàn)對門禁控制器及電鎖的供電。為保證系統(tǒng)完善性電鎖電源和控制器電源是在分電源箱分別分出的兩路電源。
以下為各主要設(shè)備供電說明。
1、控制器端的配電
在門禁系統(tǒng)施工前，需要對門禁系統(tǒng)配電進(jìn)行確認(rèn)。控制器還會有一組輸出電壓，供本控制器所連帶讀卡器使用。
首先是門禁控制器的配電，現(xiàn)在已有的門禁控制器大多適用電壓為12V DC輸入，12V DC輸出，比如本例博物館安防工程所用的門禁控制器(品牌型號為：TYCO STAREEX016W-64/STAREEX008W-64)，為滿足供電，我們在控制器內(nèi)增加了一塊12V 60W的開關(guān)電源。但也有控制器輸出電壓為24V的，比如西屋。在工程實施前，一定要在確定控制器輸出電壓后，再選擇用適用的讀卡器。
2、讀卡器配電
取自控制器輸出電源，本項目為12V DC。
3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配電
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分別安裝在中控室端和前端小井內(nèi)，電源分別就近取自中控室配電和小井內(nèi)機(jī)柜配電。
4、電控鎖配電
現(xiàn)在市場上的主流電控鎖適用電壓為兩種，12V或24V，也有12V/24V可調(diào)的，要根據(jù)實際的情況選用相應(yīng)的鎖具，需要注意的是在電控鎖的配電選擇上一定要盡可能選擇工作電壓相同的電控鎖。
5、開關(guān)電源
開關(guān)電源主要是根據(jù)項目的需要，本項目選用12V直流開關(guān)電源，功率分別為60W、100W和150W。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是控制器間通訊和控制器與服務(wù)器連接的樞紐。本項目安全防范系統(tǒng)使用的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為HP交換機(jī)，有3500和2900兩個型號，其中 3500為主交換機(jī)(匯聚層)、安裝在控制室內(nèi)，帶有光纖口，支持在遠(yuǎn)距離光纖傳送數(shù)據(jù)信息;2900為中間層交換機(jī)，安裝在各小井內(nèi)。在門禁系統(tǒng)單獨使用時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只是起到在同一網(wǎng)段內(nèi)系統(tǒng)的鏈接作用，相當(dāng)于一個大的路由器。但當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)鏈接了“一卡通”系統(tǒng)或其他系統(tǒng)時或者門禁系統(tǒng)采用跨網(wǎng)段或分層設(shè)置時，可能會需要進(jìn)行V-lan劃分或設(shè)置IP表等工作，這里不做講解。
前端設(shè)備
門禁系統(tǒng)前端設(shè)備是最終實現(xiàn)系統(tǒng)功能的載體，門禁系統(tǒng)的一切功能實現(xiàn)都會最終體現(xiàn)在這些前端設(shè)備上。
本項目門禁系統(tǒng)中使用的前端設(shè)備包含有電控鎖、讀卡器、開門按鈕等。傳統(tǒng)上的門禁系統(tǒng)還應(yīng)該帶有門磁，但本系統(tǒng)中使用的電控鎖自身帶有門磁功能，所以這里對門磁不做單獨講解。
1、開門按鈕
該門禁系統(tǒng)中開門按鈕的適用范圍主要為各個機(jī)房、管井和部分功能房間。主要功能是傳輸給門禁控制器開門信號。這里需要注意的是，根據(jù)泰科門禁控制器的特點，開門按鈕端需要安裝電阻，形成常開回路。
2、讀卡器
本系統(tǒng)使用讀卡器有帶鍵盤和不帶鍵盤兩種。鍵盤的使用功能是通過中控室設(shè)置控制器來實現(xiàn)的。本系統(tǒng)中使用的讀卡器品牌型號為：Radix 7550，工作電壓為直流9V~16V間。接線六芯，為紅、黑、綠、白、橙、黃，分別對應(yīng)電源+、電源-、D0、D1、LED、蜂鳴器。六芯線直連控制器韋根口。本項目使用的讀卡器為86式分扇區(qū)讀卡器，在讀卡器安裝前需要業(yè)主提前加載扇區(qū)密鑰，另外該讀卡器帶有電源反接保護(hù)功能和數(shù)據(jù)線反接耐壓功能。
3、電控鎖
現(xiàn)在市面上有多種電控鎖，按照安裝方式可分為陽極鎖、陰極鎖。按照功能不同可分為電鎖扣、磁力鎖、剪力鎖、機(jī)電一體鎖。按照工作原理不同可分為斷電開鎖和斷電閉鎖。本項目電控鎖分布的原則為：機(jī)房、管井、功能房間使用電插鎖(斷電開)，各個前室、樓梯間、消防通道上使用磁力鎖(斷電開)，文物庫房使用增強(qiáng)的電插鎖(斷電閉、配有鑰匙孔)。所有電控鎖均帶有門狀態(tài)回復(fù)信號和鎖舌狀態(tài)恢復(fù)信號，具體連線方式是門狀態(tài)信號和鎖舌狀態(tài)信號線串接后加常閉狀態(tài)電阻。電控鎖的工作電壓均為直流12V。
4、控制器
控制器是門禁系統(tǒng)的核心部分，門禁系統(tǒng)所有的狀態(tài)都是通過控制器來實現(xiàn)的。市場上通用的控制器規(guī)格有多種，包括單體機(jī)、4門控制器、8門控制器、16門控制器等形式。本項目選用的控制器是TYCO STAREEX016W-64/STAREEX008W-64，從型號行我們就可以區(qū)分出控制器是16門和8門。
門禁控制器從原理上來說就是一個支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、具有存儲功能的單片機(jī)。通常的控制器使用時都包括控制器板和擴(kuò)展板(ACM板)兩部分。而8門控制器和16門控制器最直觀的區(qū)分就是帶有一塊還是兩塊擴(kuò)展板。另外8門控制器和16門控制器在CPU通常上也是有區(qū)分的，既8門控制器加擴(kuò)展板后并不能支持16門控制器。
在門禁控制器使用前，首先要做相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。簡而言之就是將控制器出場原有的MAC地址碼和現(xiàn)場規(guī)劃好的IP地址進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置，當(dāng)設(shè)置完畢并且控制器在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行無故障通訊后，可以根據(jù)控制器上液晶顯示屏顯示判斷控制器狀態(tài)，本項目使用的控制器為了保證數(shù)據(jù)傳輸安全，支持雙網(wǎng)卡傳輸數(shù)據(jù)，門禁的主控制器上使用雙網(wǎng)卡，控制器的鏈接方式為分控制器先連接到主控制器上，再由主控制器負(fù)責(zé)與中控室服務(wù)器的通訊。這樣當(dāng)原有的一條網(wǎng)絡(luò)通路出現(xiàn)故障無法使用后，控制器會自動切換到備用網(wǎng)路繼續(xù)工作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
此門禁系統(tǒng)除網(wǎng)絡(luò)接口外，所有的輸入輸出都是接在擴(kuò)展板上，擴(kuò)展板共有四組輸入輸出接口。其中讀卡器適用韋根接口，每塊擴(kuò)展板上共有8個韋根口，每個接口端子有10個接入點，分別為電源+、電源-、D0、D1、LED紅、LED黃、LED綠和蜂鳴器，分別對應(yīng)相應(yīng)的讀卡器接線。這里需要注意的是通常使用的是LED紅，而根據(jù)調(diào)試情況也有更改為LED綠。
每塊擴(kuò)展板上還有8個輸出點，是電控鎖的接口，每個端子有三個接口分別使用與斷電開和斷電閉的電控鎖。控制器輸出、電控鎖、電源是通過電源箱中端子跳線，形成一組串聯(lián)電路，以實現(xiàn)對電控鎖的控制。
另外，每塊擴(kuò)展板上還有16個輸入點，供門磁和開門按鈕使用。不同功能的實現(xiàn)是通過服務(wù)器不同的定義，感應(yīng)前端阻值以實現(xiàn)聯(lián)動。
在讀卡器超距離時(理論值150米)，可使用輸入板上的總線接口，前端增加RM-4板并調(diào)整控制器撥碼。另，控制器上有通過輸出板擴(kuò)展電控鎖的功能，但由于是新方法可靠性尚無論證，這里不支持使用。
當(dāng)控制器斷電后，控制器可以通過控制板上的4組5號電池支持?jǐn)?shù)據(jù)保存24小時，以避免數(shù)據(jù)丟。但其電量不能支持控制器正常工作。
5、服務(wù)器
傳統(tǒng)上，門禁系統(tǒng)應(yīng)該有三組服務(wù)器：操作服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器和數(shù)據(jù)備份服務(wù)器。本項目門禁系統(tǒng)的操作服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器并為一套，其中操作服務(wù)器與數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器是處理實現(xiàn)具體功能的服務(wù)器，數(shù)據(jù)備份服務(wù)器定期將數(shù)據(jù)備份，增加系統(tǒng)的安全性和可靠性。
門禁系統(tǒng)配置與調(diào)試
前端系統(tǒng)配置方式
門禁系統(tǒng)前端配置根據(jù)需求不同，配置也不同，配置有。
· 一讀卡一按鈕一磁力鎖;
· 雙讀卡一磁力鎖;
· 雙磁力鎖;
· 一讀卡一按鈕一電插鎖;
· 雙讀卡一電插鎖;
· 一讀卡一按鈕雙磁力鎖;
· 雙讀卡雙磁力鎖;
· 一讀卡一按鈕雙電插鎖;
· 雙讀卡雙電插鎖;
· 單磁力鎖。
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