门禁系统设计论文

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1、门禁系统设计论文第 1 页 共 47 页门禁系统设计论文第一章 概述最近的 20 年,是信息技术飞速发展的年代。信息技术包括微电子,计算机和现代通信技术、传感器技术，光电子技术等。信息技术是当今应用高技术群的核心技术，它的特点是发展快，应用过好、渗透性强，广泛应用于国民经济的各个部门。在信息技术的推动下，特别是计算机软硬件技术和计算机网络技术、多媒体技术的出现和发展，智能大厦，智能小区等概念及技术应运而生。第一节 课题背景智能大厦是一种现代化多功能大搂，指那些在建筑结构，系统，服务和管理等方面进行全面优化，为用户提供高度舒适，安全，高技环保的环境空间，为业主提供高度经济回报的建筑物。智能大厦运

2、用自动控制技术，软件数据库技术，多媒体技术，计算机网络通讯和综合布线技术，改变了传统系统固定封闭的架构。将建筑物内所有的数据及语音图像处理设备和传统性的大楼运行管理系统智能集成在一个布线系统，统一设计安装，提高了系统兼容性和信息的共享性，这不但节省了安装时间，减少了改动维修和管理费用，还使系统具备了快速灵活的扩充能力，管理人员易于对整幢大楼的所有子系统进行有效的管理，从而提高了工作效率，以较高的性能价格比保护用户最初投资。从世界上第一座智能大厦 1984 年在美国康涅州的哈德佛市落成，到智能大厦在中国快速发展的二十年，北京、上海， 广州等地相继建成一批具有定智能性的公共建筑，尤其是随全国信息化

3、建设的快速发展和以“三金”工程为代表的国家经济信息网全面启动之后，国内信息工程建设形成了一次新的浪潮，这就大大提高了对建筑智能化的需求。在今后的几年以至于近十年中，我国的智能大厦将有一个巨大的发展。在结构上，通常把 IB 看成是由系统集成中心通过综合布线系统（PDS）来连接和控制楼宇设备自动化（BA） 、消防自动化（ FA） 、安全防范自动化（SA） 、通信自动化（CA）办公自动化（OA） 。即 5A 系统。智能大厦的集成化安全保护系统是以安保管理中心为核心。防盗报警系统、安全电视监视系统、门禁控制系统为所辖子系统，井设有安全信息与图像储存与检索系统、电梯控制系统、火灾自动报警系统、停车库管理

4、系统等相关系统。其中，门禁控制系统又是智能大厦的集成化安全保护系统，参考图 1-1。的重要组成部分，它是智能大厦内工作，生活的人们创造安全空间的必要前提。通过对门磁开关、门控开关、防盗报警探测器及指纹识别器等传来的信息进行识别、分析。如果出现异常情况立即报警和记录；如果情况正常。即通行者为合法持卡人进入通行区域。则开放门锁，同时将这一情况记录并送入集成安全门禁系统设计论文第 2 页 共 47 页管理中心的数据库中保存。以备日后查询时使用。第二节 门禁系统市场的现状及研究的必要性一 门禁系统市场的现状目前的门禁产品市场可以说品牌众多，竞争激烈。比较知名的厂家，如美国的 BURLE-PHILIPS

5、 公司,美国 AD 公司,美国 HONEYWELL 公司,瑞士兰吉尔公司,英国的 CHUBB 公司，新加坡的 ADC 公司,以色列的 DDS 公司等，它们的产品技术含量大，市场占有率高。但是这些产品主要是根据欧美的市场情况来设计的，并没有考虑到中国的国情，如何研究开发适合我国国内市场，并具有良好的性能价格比的产品，正是本课题的目标。二 开发新一代智能型门禁系统的必要性先进的门禁系统涉及报案，保密、防盗及系统安全等重大问题。由于目前国内尚未成功开发出可与国外著名厂商的门禁系统相抗衡的技术先进的产品。所以尽管目前的门禁市场上产品众多，但一般被国外品牌所垄断，但我们认为它们存在着以下几方面的缺陷：首

6、先是价格高，通常在不考虑硬件设备的条件下，仅一套软件通常就需要几万人民币。产品设计不够灵活，而且智能卡的品种单一，可选择性差，最后一点是对国内的用户的安全造成隐患。门禁系统设计论文第 3 页 共 47 页图 1-1 智能大厦的集成化安全保护系统第二章 系统分析通过对国外著名厂家的门禁系统技术指标进行综合分析，高起点提出了研制具有自主版权、自己品牌的新一代智能门禁系统。在技术,功能、性能上都将比著名的厂商（如西门子的全资子公司，瑞士兰吉尔保安公司）的流行门禁系统有所创新，并有自己的特色技术。该系统可以在 Internet 上运行。系统环境选择在 Windows C+。直观的图形人机界面。检测点可

7、达 256 个。系统具有开放性。适用多种读卡器。第一节 门禁系统的需求分析一 功能需求该门禁系统包括 64 个门禁控制器和 256 个智能型读卡器以及相应的监控软件（含安保数据库、可以监测控制 256 个监控点的监控软件、报警软件，系统管理软件及图形显示软件） 。主要的技术特点有：O 使用 Windows 的数据库格式：采用图形加数据格式形成友好的人机界面。O 系统结构采用模块化O 监控点数可在 1-256 点可变，系统具有可扩缩性，满足不同的工程要求。O 可兼容四种智能卡。系统具有智能化接口。O 可以在 Internet 网上运行，方便授权监控。使所有的受控门的状态一目了然。门禁系统设计论文

8、第 4 页 共 47 页O 系统安全可靠，设置智能通信总线。具有防破坏功能。二 系统功能指标l 网络通讯网络：RS-485传输速率：低于 9600BPS最远距离：1200 米支持电缆：屏蔽双绞线2 最多可带 64 个门禁控制器控制 256 扇门3 每一扇门最多支持 1500 张卡片4 可以选择使用四种智能卡：条形码，磁卡，接触式 IC 卡及非接触式 IC 卡5 电磁门锁6 在下述情况下报警。（1） 机械性非法开门（2） 非法卡连续开门 3 次以上。（3）开门时间超出所设置的开门延迟时间（用户自定义：常开，常关。1-256 秒可变）（4）线路遭到破坏。7 实时显示当前所有门的开关状态。8 可以针

9、对某一张卡进行查询9 建立操作者权限等级 并对操作者的所有操作情况生成日志文件10 进门方式可以有两种：刷卡方式和键盘方式。11 可以灵活设定某张卡在哪些时段可以打开哪些门12 可通过 internet 授权监控。第二节 系统组成根据上述的技术要求以及该门禁系统的特点来构造门禁系统、为了方便用户 为该门禁系统设计了两种工作方式。一种是：模块化楼宇控制器（Modular Building controller）方式，这种方式主要适合大型用户；另外一种是单元式智能控制器（Unitary Intelligent Controller）方式，它主要面向的是中小型用户。下面就针对这两种不同的方式分别进行

10、讨论。一 单元式智能控制器方式单元式智能控制器（Unitary Intelligent Controller）方式是在用户需要的监控点不多于 4 个。而且不需要对所发生的事件信息进行长期保存的情况下，而引进的一个概念 这时的门禁系统就是一个控制器。下面最多控制四个单扇门或门禁系统设计论文第 5 页 共 47 页两个双扇门 每一扇门与控制器的最远距离小于 1200 米。l、通讯方式由于通讯距离比较远。因此在各监控点同控制器进行通讯时，如果采用串行通讯 RS-232 协议是不可行的，因为 RS-232 的发送端与接受端有公用信号地，不能使用双端信号，共和噪声会耦合到信号系统中，所以采用 RS232

11、 只适合30 米距离之内的信息传送。通过比较分析，决定选用 RS-485 远程通讯协议，因为该通讯协议采用平衡差分电路、半双工工作方式，通信距离最远达 1200 米并具有较强的抗干扰能力。2、开门信号的控制由于控制器距离下面的 8 个测控点最远可达 1200 米，而电磁锁的开门信号要求电平为 12V 的信号，这样的信号经过 1200 米的远距离传输。电压损耗比较大。这就需要解决两个关键问题。第一个问题是如何控制电磁锁开门？解决方法之一是：在电磁锁的附近设计一个开门装置，控制器一旦判定是合法卡。则开门装置自动磁锁开门。第二种解决方法是。提高输入端的电压、加粗信号传输线。在实际设计中我们采用了第一

12、种方法。第二个问题是：控制器如何通知开门装置开门？也就是如何进行通讯，要解决这个问题，最简单的做法是：在电磁锁附近的开门装置上设计一个读卡器。它不仅可以读取卡号 而且可以同控制器进行通讯，进行开门、关门操作。3、工作过程参看图 2-1 的虚线框内部分。单元式控制器的工作可以分为三个过程：首先是用户进行刷卡操作后。读卡器将卡号读入。通过 RS-485 送到控制器，控制器通过判别如果是合法卡，则通过 RS-485 回送读卡器一个开门命令，读卡器接到开门命令打开电磁锁， 否则，如果经过控制器判别是非法卡。则不回送给读卡器开门命令。另一个过程是：一旦发生紧急情况，由控制器发送命令给读卡器，执行报警、开

13、门或关门操作。第三个过程是：用户通过键盘键入卡号和密码，将门打开。出门均采用出门按钮方式。二 模块化楼宇控制器（Modular Building Controller）方式参看图 2-1，模块化楼宇控制器（ Modular Building Controller ）方式是专为用户规模比较大的情况设计的一种门禁系统,它是在单元式控制器方式的基础上结合上位机、数据库以及网络通讯技术的一种大型综合门禁系统。它的下层结构是 64 个单元式控制器。由上位机对它们进行统一管理 从而可以控制 256个监控点，系统设有两个数据库，一个是用来存储事件信息的事件信息数据库。另一个是用来存储档案信息的档案信息数据库

14、，使数据可以长时间保存，以备日后查询。其工作过程可以分为三种。一种情况是：用户刷卡后。读卡器将卡号送往它所在的控制器。通过控制器判断。如果是合法卡，则通知读卡器开门，同时将这一事件信息存放在控制器内部的事件信息存储区内；如果是非法卡，则控制器不发出开门命令；如果同一张卡连续开门三次以上，则发出报警，并通知上位机。另一种情况是；一旦发生紧急情况，由上位机将命令下载给相应的控制器 由控制器执行指令以控制各读卡器的报警，开门。关门等操作。第三门禁系统设计论文第 6 页 共 47 页种情况是：由于控制器所能保存的事件信息容量有限，因此控制器一段时间就需要将其事件存储区的数据上传给上位机， 同时，在客户

15、的档案信息发生改变时，上位机需要及时将其下载给控制器。图 2-1 门禁系统框图门禁系统设计论文第 7 页 共 47 页第三章 系统实现本章主要介绍读卡器和控制器的特点、功能以及硬件实现方法。第一节 读卡器的实现门禁系统的关键技术就是对进出人的身份的识别。而智能卡技术的应用对门禁系统的设计及发展起着推动作用，通过智能卡信息集成管理系统，有助于实现智能大厦各有关子系统的信息交换与共享，实现智能建筑群的中央集成管理与监控。一 四种常用识别卡的性能比较目前比较常用的识别卡有：磁卡，条码，接触式 IC 卡，非接触式 IC 卡等。磁卡及条码技术由于其低廉的车卡价格和技术成熟性，在传统的智能卡技术中占统治地

16、位，但是它的划卡设备使用不便且易损坏，处理速度慢，车卡寿命短且易被仿造，保密性不高、以上的缺点使他们日渐满足不了现代的要求，九十年代以后，涌现了接触式 IC 卡，非接触式 IC 卡等新型识别技术，他们克服了磁卡及条码技术的缺点。同时具有寿命长，使用方便 不易损坏与高保密性，防伪性高等突出优点，使门禁控系统上升到一个新的高度。1、传统识别卡的缺陷磁卡是一种高技术信息载体，磁卡中的磁条可以按照一定的格式存储信息。每四个比特表示一个字符。当磁卡插入或划过磁卡阅读机时，它可以读取磁条中的信息。由于磁卡只是简单地纪录数据，所以对于磁卡本身与读卡器之间不存在数据的加密问题，事实上许多厂家的磁卡可在不同厂家的磁卡阅读器上读出，但对于门禁系统而言，它本身的需求就是要方便用户，所以不能采用在客人刷卡后又要输入密码方能允许进入的方法。这一点是传统磁卡的最大不足。条形码是由一组宽度不同、反射率不同的条和空按规定的编码规则组合起来的，用以表示一组数据的符号。一个完整的条形码符号是由两侧静区、起始字符、数据字符，校验字符组成。由于