[智能小区的车辆管理及门禁管理系统的设计方案]智能小区门禁管理系统

　　　　　　【摘要】合肥某高档智能小区位于安徽省合肥市滨湖新区，里面配套设备齐全，包括别墅50栋，幼儿园一座，周边的商业街，是智能化较高的小区；本文着重从设计原则、系统功能、设计方案的特点介绍了车辆管理及门禁管理系统在智能建筑上的应用。
　　【关键词】智能小区；车辆管理；门禁管理
　　1. 设计原则
　　（1）成熟性与先进性结合原则。
　　系统设计时，我们强调采用成熟的或经过工程检验的先进技术，最大限度地满足现在和未来的需要。在满足成熟性的前提下，技术适当超前。
　　（2）安全性与保密性原则。
　　管理系统具有对系统运行状态的监控、分析、优化、故障监测及在线排除、设备和部件的容错等功能，以提高系统自身和信息传递的安全性。
　　（3）“以人为本”的服务性原则。
　　智能化建筑应始终强调“以人为本”的设计思想，舒适、安全、方便、高效、环保、灵活、便于维护的设计理念应体现在各个细部。
　　2. 系统概述
　　合肥某高档智能小区位于安徽省合肥市滨湖新区，里面配套设备齐全，包括别墅50栋，幼儿园一座，还有周边的商业街。
　　该智能小区“一卡通”就是以IC卡技术为核心，以计算机和通信技术为手段，将小区内的各项设施连接成为一个有机的整体，用户通过一张IC卡便可完成通常的资金结算和某些控制操作，如用IC卡开启房门、购物、娱乐、停车、收费服务等各项活动。而不必象以往携带多把钥匙开门，去各个对应部门交费等繁杂的操作。减少现金交易，整个系统可根据需要对各部门进行监控管理和决策，各局部系统和终端可自动将收集到的信息整理归纳，以供系统查询、汇总、统计、管理和决策。通过IC卡可互相沟通，既满足各个职能管理的独立性，又保证智能小区整体管理的一致性。
　　3. 系统选择
　　考虑到项目所有门禁及停车场管理系统统一管理，统一控制的原则，真正实现一库、一线的管理系统，同时避免大量敷设线缆，避免总线长度较长，本项目一卡通管理系统采用基于TCP/IP社区光纤局域网的IP数字+485总线型TOCS系统：主干联网采用TCP/IP联网，分支总线采用485总线。
　　3.1本次设计分成3个部分：
　　（1）一卡通中心（一卡通系统组成图见图1）。
　　（2）住宅出入口、小区人行出入口。
　　（3）停车场出入口管理系统。
　　3.2TOCS系统架构。
　　TOCS一卡通系统是第三代一卡通管理系统，是基于Tcp/Ip之Socket通信和RS485通信两种方式兼容的一卡通管理系统，是第三代一卡通系统解决方案的简称；
　　TOCS一卡通系统主要由以下几个部分组成：通信中心、管理系统、控制系统、远程诊断系统、WEB查询与服务系统、智能卡终端、储值卡。
　　图1一卡通系统组成图
　　3.3TOCS系统结构优势。
　　（1）TOCS系统允许TCP/IP与RS485两种通信方式混合存在的设计，使得TOCS系统对客户现场网络的走线选择变的非常方便；如果客户现场有充足的HUB端口和已经布有局域网线路，则可以充分运用客户现有局域网络而不必专门布线即可实现一卡通管理；另外，也可以选择某些节点采用专用的485网络，而某些节点选择局域网走线；当然，也可以选择整个TOCS系统采用专用的RS485网络，可以将某些设备与就近的一个控制系统组成一个子网，而不必将线路统一布到某个指定的地方，最后通过控制系统连入单位的内部网络即可实现网络化管理。这样，TOCS系统可以跟据现场情况及对性能要求的不同，灵活选择网络结构和设备组成；可以充分运用使用单位的现有以太网络而不一定要求另外专门布线即可实现一卡通的应用。
　　（2）TOCS系统对业务的管理和对设备的管理是由独立的管理系统和通信中心或控制系统来完成的，面向应用的管理系统和面向设备的控制系统分开的设计，使管理者可以更专注于业务的管理。
　　（3）TOCS系统的Socket多机触发通信和串口通信中控制系统的存在，可以大大的分摊系统的处理速度。传统的RS485是半双工的通信，在同一时间片内只能进行一个方向的数据通信，不能同时进行收/发数据报文，TOCS在保持庞大节点容量的同时，很好的解决了整个一卡通在RS485通信方式时的性能问题。
　　（4）采用TCP/IP通信方式时，使用通信中心的设备检测或立方配套发行的专用设备检测软件可以检测并查找出所有网络上的控制主机，然后可以方便的修改控制器的运行参数（如控制器的IP，掩码，网关）。
　　（5）对于因系统故障而引起的风险控制，TOCS除了远程诊断系统的解决方案之外，在设计时也考虑了这些问题，当整个一卡通系统的某个部位产生故障时，不会影响到整个一卡通系统的运行；系统设备都有脱机运行的能力，可以充分保证系统的运行；经过脱机运行后，在网络故障恢复时，会将脱机运行时产生的开门记录、收费记录、进出记录等等自动的主动上传。
　　4. 一卡通中心设计
　　一卡通管理中心主要包括本项目一卡通的数据处理（数据服务器）和对整个一卡通系统进行集中管理。
　　管理中心是整个一卡通系统的系统中枢，它有一个综合性的管理职能：主要是网络的管理和维护，监控各系统和设备的运行情况。对智能卡管理：负责卡片的授权发行，挂失，注销，负责设定卡片的使用范围和权限；清算管理；资料管理；系统管理；报表分析等。
　　4.1数据处理（数据服务器）。
　　负责整个一卡通系统的数据管理功能；全系统所有数据（成员资料、证卡信息、各子系统数据记录等等）都存贮在一卡通服务器数据库内。
　　4.2网络的管理与维护。
　　一卡通管理中心能够对一卡通网络上各层次的设备进行实时的监控，查询当前运行状态，同时也可以通过管理中心的操作平台对系统内任何一个主控机构进行远程设置和操作。从而使管理人员能够轻松了解和维护一卡通系统。
　　4.3卡片的授权。 　　一卡通系统内使用的卡片必须经过一卡通管理中心的授权，否则均被视为非法卡。对卡片的授权充分体现了系统的集中管理性。
　　4.4卡片的挂失和发挂失等操作。
　　对于一卡通系统平时运行过程中经常遇到的问题——挂失和反挂失，本一卡通系统将对当前挂失和反挂失的卡片在系统中的权限进行智能实时设置。即：当用户将卡片挂失后，一卡通管理中心的软件将实时自动会在一卡通各个子系统中相关的设备上进行黑名单的下载或者原权限的取消。而当卡片反挂失后系统又将自动恢复原卡片的各种权限。
　　4.5系统资料和报表的查询。
　　在一卡通管理中心，经过授权的管理人员能够轻松查询各个子系统中的各类信息和报表，可以及时查询和研究相关数据，供管理者决策使用。
　　5. 门禁管理系统设计
　　5.1结构设计（门禁系统结构图见图2）。
　　系统采用扩展型门禁结构：
　　（1）TCP/IP与RS485混合通信方式，上层区域控制器（组团、园区级）/服务器层采用TCP/IP通讯方式，下层本地门禁控制器/一体机采用RS485通讯方式。
　　（2）利用区域控制器/服务器的多个RS485通讯接口，扩展系统可容纳的控制器节点数，同时将每条RS485总线上的轮询符合降低到合理水平。
　　（3）区域控制器实时采集下层控制器的监控数据和滞留数据，使下层数据容量得到缓冲，提升系统稳定性和实时性。
　　（4）采用TCP/IP与RS485混合通讯方式既可以满足系统在建筑群级别间的远距离联网，方便工程分期建设，同时楼内采用RS485传统总线架构又节省了项目投资。
　　图2门禁系统结构图
　　图3
　　5.2门禁点位设计（见图3）。
　　住宅一层消防通道入口、负一层、负二层车库单元入口等区域设置IC卡门禁读卡器、磁力锁、开门按钮、门禁电源等，并根据需要选择双门或四门控制器。
　　小区人行出入口IC卡人行通道摆闸，进出小区行人必须通过摆闸刷卡进出小区，访客使用时通过小区围墙机呼叫住户确认后，由围墙机遥控开闸放行，同时在各个出入口由景观设计单位进行景观封闭，避免敞开式管理（具体增加位置详见平面图纸）。
　　以上区域仅限于管理人员和业主进出，对于所有访客均从一层可视对讲单元主机呼叫住户，由住户遥控开锁。
　　每个区域或组团内所有门禁控制器通过RS485总线联网到该区域或组团的区域控制器，区域控制器接入社区光纤局域网与中心一卡通服务器和门禁管理主机联网。
　　5.3主要设备参数。
　　5.3.1多门控制器。
　　（1）采用RS485联网通讯模式。
　　（2）开锁相应时间：不超过1.5S。
　　（3）注册用户数量：10000人。
　　（4）记录存储数量：10000条。
　　（5）时区管制数：100种。
　　（6）周计划管制数：100种。
　　（7）假日计划数：100种。
　　（8）用户群组数：100种。
　　（9）输入点：8个开关量输入（4路光耦）。
　　（10）输出点：8个（4个继电器输出，4个OC输出）。
　　（11）通讯端口：RS485接口2个，WG接口2个。
　　（12）兼容所有RS485通讯方式的REFORMER读头，并可通过REFORMER转换器兼容其他品牌的读头。
　　5.3.2读卡器。
　　（1）读卡器距离：IC卡5～10cm。
　　（2）输出信号：WG26/WG34/RS485。
　　（3）符合欧洲/亚洲安装背盒尺寸设计。
　　5.3.3区域控制器 。
　　系统功能：
　　（1）与上位机采用TCP/IP通讯方式，与下位机采用RS485通讯方式。
　　（2）具有三条RS485总线，每条RS485总线至少可挂24个门禁控制器/一体机。
　　（3）具有3条RS485通讯接口，拥有极大的通讯节点数和数据保存数，很好的解决了整个一卡通在RS485通信方式时的性能，提高了系统安全、稳定长时间运行的能力。
　　（4）区域控制器极大提高系统的实时性性能，将 Socket 通信方式由轮询改为触发的方式，实时采集下层一体机上的监控数据和滞留数据，并主动的提交到上层区域服务系统，使得下层每台门禁一体机的数据容量得到了缓冲，从而大大提高了总体的处理性能。
　　图4
　　5.3.4摆闸（见图4）。
　　（1）电源电压：AC220V，50HZ。
　　（2）驱动电机：直流无刷电机140W/24V。
　　（3）通道宽度：850mm。
　　（4）通行速度：40人/分钟（常开），20人/分钟（常闭）。
　　（5）闸门开/关时间：1秒。
　　（6）每次允许通行的人数：数量不受限制，但两个人之间的最小距离必须〉13CM。
　　6. 停车场管理系统
　　该系统是由出入口智能停车场控制器、地感线圈、显示屏、自动道闸及IC卡读写系统等设备组成，用于管理停车场停放与进出车辆的管理、保证场内车辆管理的安全和便于随时了解场内车辆的情况，做到准确、高效和智能管理、灵活的查询和安全、严格的保卫功能，从而有效地解决了以往以人为主的停车场管理方式所带业的诸多问题（如 停车难、收费混乱、帐务审查难等），为广大用户提供极大便利，最大限度地提高管理者的工作效率。从而实现了管理员通过局域网对小区内所有车辆进出的智能化管理。
　　6.1系统管理模式设计。
　　根据目前安徽省对停车场管理系统的使用现状和业主对停车场管理系统的需求来看，本次停车场管理系统分为2个部分考虑：小区车辆出入口管理系统、地下车库车辆出入口管理系统。
　　6.1.1小区出入口：
　　设计为固定车辆和临时车辆共有出入口，根据其出入口的宽度、设置位置及车流方向判断，每个出入口均为一进一出，均设置一进一出停车场管理系统。
　　每个出入口岗亭配置管理电脑，同时配置图像对比系统；入口主机配置临时卡发卡器，卡片回收由人员手动完成。
　　每个停车场的入口设置入口控制机（含中文显示屏、语音系统等）、道闸（含压力电波、地感线圈等）、自动出卡机、对讲设备等。
　　每个出口设置出口控制机（含中文显示屏、语音系统等）、道闸（含压力电波、地感线圈等）、对讲设备等。
　　每个出入口设置值班室，并配置管理电脑，用于临时卡计费和实时管理。出入口的管理电脑进行联网实现信息共享。
　　出入口值班室岗亭由业主提供，内设电脑桌、空调、220V电源等。
　　6.1.2停车场：
　　据实际情况和物业管理需要，每个出入口设置一进一出停车场管理系统，通过485总线与管理中心服务器或与就近小区出入口管理电脑联网。
　　安装位置由水电总包单位在出入口提供220V电源。
　　由于小区出入口已经设置图像对比和临时卡发卡设备，停车场出入口暂不设置图像对比及临时卡发卡设备，同时也节省人力资源成本。
　　入口设置入口控制机（含中文显示屏、语音提示）、对讲设备、道闸、地感线圈等。
　　每个出口设置出口控制机（含中文显示屏、语音提示）、对讲设备、道闸、地感线圈等。
　　6.2系统布置（见图5）。
　　图5小区出入口车辆出入管理系统布置图
　　6.3系统架构设计。
　　（1）系统以社区光纤局域网为网络传输主干。
　　（2）每个出入口值班室设置管理电脑，用于计费和图像对比，每套停车场管理系统均通过总线联网至就近值班室电脑。
　　（3）管理中心设置停车场管理服务器，用于对整个小区的停车场管理系统进行数据共享，信息处理等。同时管理中心服务器负责固定用户卡发行和门禁系统的管理工作。
　　（4）每个出入口管理电脑均与管理中心停车场管理服务器通过社区光纤局域网进行连接。
　　6.4主要设备参数。
　　6.4.1智能挡车器。
　　6.4.1.1硬件技术参数：
　　（1）挡杆长度：3～6m。
　　（2）挡杆起落时间：2～6S
　　（3）运行寿命：≥350万次。
　　6.4.1.2性能特点：
　　（1）传动机动车构采用正弦连杆机构，使整个结构更趋紧凑、合理，大大减少了机械故障。

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